《流体机械前沿技术》课程教学大纲（本科）

1、流体机械前沿技术(Advanced Technology of Fluid Machinery)课程代码：（02410095）学分：2.0学时：32 （其中：课堂教学学时：32实验学时：0上机学时：0课程实践学时：0）先修课程：流体力学、流体机械原理、流体机械强度计算、机械振动噪声基础适用专业：能源与动力工程（流体机械及其自动控制）教材：（暂无）一、课程性质与课程目标（-）课程性质流体机械前沿技术是能源与动力工程（流体机械及其自动控制）专业的一门专业选修课程。 通过本课程的学习使学生较全面地掌握流体机械的先进设计方法，了解涉及流体与结构的先进数值 模拟方法与测试技术以及振动噪声的相关技术问题，

2、为从事相关设计、研究、制造、使用和管理等 工作奠定必要的理论基础，积累一定的实践经验。（二）课程目标课程目标1:掌握多工况设计方法与优化方法，掌握可靠性设计相关理论，能够应用相关理论 与方法提高流体机械的效率并进行简单的可靠性计算与设计；能够将数学、自然科学、工程基础和 专业知识运用于解决流体机械领域的复杂工程问题；课程目标2：掌握流体机械数值计算方法及计算过程，掌握流体机械测试技术与方法，能够基 于科学原理并采用科学方法对复杂流体机械工程问题进行研究，包括设计仿真、实验、分析与解释 数据、并通过信息综合得到合理有效的结论；课程目标：3：掌握水激振动与流激噪声数值计算方法与实验方法，能够基于科

3、学原理并采用科 学方法对复杂流体机械工程问题进行研究，包括设计仿真、实验、分析与解释数据、并通过信息综 合得到合理有效的结论。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（无）二、课程内容与教学要求第一章绪论(一)课程内容(1)流体机械设备的流体动力学原理与分类(2)流体机械在工业界的应用(3)流体机械技术发展方向(二)教学要求了解流体机械设备的流体动力学原理与分类；了解目前流体机械发展方向。(三)重点与难点.重点流体机械设备的流体动力学原理与分类.难点无第二章现代流体机械水力设计理论及方法(一)课程内容(1)设计理论概述(2)流体机械设计中的多工况设计(3)流体机械设计中的优化设计方法(4)

4、泵、水轮机、离心压缩机设计实例(-)教学要求(1)理解一元、二元、三元设计方法；(2)理解多工况设计的基本思想及程序编制构思；(2)理解优化的基本思想及程序编制构思。(三)重点与难点.重点(1)多工况设计的基本思想及程序框架；(2)优化的基本思想及程序框架。.难点(1)如何对泵多个工况点的水力性能进行水力设计;(2)如何对泵水力性能进行优化设计。第三章现代流体机械可靠性设计理论及方法（一）课程内容（1）可靠性概述（2）随机时间的概率规则、随机变量的分布和数字特征、产品可靠性的数量指标（3）可靠性的设计理论与分析方法（4）可靠度的计算方程及其计算方法（5）应力、强度的分布类型及其分布参数的确定（

5、6）可靠性安全系数的计算（7）流体机械零件的可靠性设计（二）教学要求（1）理解可靠性设计理论与分析方法；了解可靠度的计算过程与计算方法；了解随机时间、随机变量的规则特征，掌握应力、强度特征的确定方法；了解产品可靠性的数量指标，掌握可靠性安全系数的计算。（三）重点与难点.重点（1）应力、强度的分布特征及分布参数的确定；（2）可靠性安全系数的确定。2,难点（1）强度的分布特征及分布参数；（2）可靠性安全系数确定。第四章现代流体机械数值计算技术（一）课程内容（1）三维湍流、结构及耦合方法相关理论（2）流体机械内流场的数值计算（3）流体机械结构的数值计算（4）流体机械流固耦合的数值计算（二）教学要求（

6、1）掌握流场数值计算方法与结构强度计算方法；了解流固耦合的原理，熟悉流固耦合计算过程。(三)重点与难点.重点(1)流场的数值计算原理与方法；(2)结构的数值计算原理与方法；(3)流固耦合的数值计算原理与方法。.难点(1)有无耦合情况下流场与结构响应的异同；(2)流固耦合法的应用。第五章现代流体机械测试技术(一)课程内容PIV测试技术(2)压力脉动测试技术(3)高速摄影测试技术(4)故障诊断监测技术(二)教学要求(1)掌握流体机械测试技术的应用范围；了解流体机械测试技术的基本原理及方法。(三)重点与难点.重点PIV测试方法以及测试过程中相机与激光器的布置等;(2)压力脉动传感器的布置以及后处理方

7、法；(3)如何通过高速摄影获取汽蚀情况。2,难点(1)PIV测试方法及光路等的布置；(2)压力脉动信号的后处理。第六章流体机械水力激振专题(一)课程内容(1)流体机械水力激振特征及机理(2)流体机械水力激振数值计算(3)流体机械水力激振测量(4)流体机械水力激振控制方法(-)教学要求了解流体机械水力激振理论及数值计算方法；了解流体机械水力激振以及结构模态的试验平台。了解降低振动的控制方法。(三)重点与难点.重点(1)水力激振的数值计算方法与实验方案与步骤；(2)振动的控制方法。.难点水力激振结果后处理。第七章流体机械流激噪声专题(一)课程内容(1)流体机械流激噪声机理与传播(2)流体机械流激噪

8、声数值计算(3)流体机械流激噪声测量(4)流体机械流激噪声控制方法(二)教学要求了解流体机械流激噪声理论及数值计算方法；了解流体机械流激噪声试验平台。了解降低流激噪声的控制方法。(三)重点与难点.重点(1)流激噪声的数值计算方法、实验方案与步骤；(2)流激噪声的控制方法。.难点流激噪声信号的后处理。三、本课程开设的实验项目（无）四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小 计第一早22讲授法第二章33讲授法、研究型教学法1第三章33讲授法、研究型教学法1第四章66讲授法、研究型教学法2第五章66讲授法、研究型教学法2第六章66讲授法、研究型教学法3第七章66讲授法、研究型教学法3合计3232五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注大作业.撰写课程综述报告，题目自选， 不少于3000字；.参考文献不少于20篇，注意参 考文献的代表性和权威性80%平时作业提交1篇外文文献的原文及译文20%六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1流体机械设计理论与方法，齐学义主编，中国水利水电出版社，2008,第一版.2叶片泵CFD数值计算实例详解，董亮主编，机械工业出版社，2015年，第一版3噪