《计算流体力学》(1)课程教学大纲

PAGEPAGE1《计算流体动力学》课程教学大纲一、课程与任课教师基本信息课程名称：计算流体动力学课程类别：必修课□选修课■总学时/周学时/学分：32其中实验（实训、讨论等）学时：0授课时间：三（3，4）/1-11周五（3，4）/1-11单周授课地点：计算机房答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.每次发放作业时，采用集中讲解方式。二、课程简介《计算流体动力学》热能与动力工程及相关专业的一门选修课。本课程主要讲授计算流体动力学的基本原理及其软件Fluent的使用方法。计算流体动力学是基于流体力学和计算方法，利用计算机技术来研究流动传递规律及其应用的工程技术学科。通过本门课程的学习，使学生能够了解计算流体动力学的基本原理，初步掌握流体力学方程组的数值求解基本方法，学会使用计算流体动力学软件Fluent研究流体流动和传热基本问题，为学生以后从事利用计算流体动力学进行有关产品部件的设计、开发研究等方面的工作奠定必要的基础。三、课程目标计算流体动力学是基于流体力学和计算方法，利用计算机技术来研究流动传递规律及其应用的工程技术学科。本课程主要讲授计算流体动力学的基本原理及其软件的使用方法。通过本门课程的学习，使学生能够了解计算流体动力学的基本原理，学会使用有关的计算流体动力学软件研究流体流动和传热基本问题，具备数值分析工程流动和传热问题的基本能力，为从事利用计算流体动力学方法进行有关产品部件的设计、开发研究等工作奠定基础。四、与前后课程的联系本课程以高等数学、大学物理、工程力学、工程热力学、流体力学为基础，通过本课程的学习培养学生具有初步对工程问题的简化能力，学会使用计算流体动力学软件Fluent研究流体流动和传热基本问题。五、教材选用与参考书1．选用教材：王福军，计算流体动力学分析，清华大学出版社，2004，第2版。2．参考书：韩占忠,王敬,兰小平，FLUENT流体工程仿真计算实例与运用，北京理工大学出版社，2005.3，第2版苏铭德.《计算流体力学基础》.清华大学.陶文铨.《数值传热学》.西安交通大学.陈材侃;《计算流体力学》.华中理工大学.六、课程进度表表1理论教学进程表周次教学主题要点与重点要求学时1计算流体动力学基础理论计算流体动力学的基本特点了解计算流体动力学的基本原理和概念22流体力学基础知识连续方程、动量方程、能量方程熟悉连续方程、动量方程、能量方程23流体力学基础知识连续方程、动量方程、能量方程熟悉连续方程、动量方程、能量方程4基于有限差分法的控制方程离散有限差分法的推导过程掌握有限差分法25基于有限体积法的控制方程离散有限体积法的基本思想了解有限体积法26网格生成网格的生成原理掌握网格的生成的方法27Gambit中建模及划分网格方法Gambit如何划分网格掌握Gambit网格划分28Fluent中数值计算及后处理方法Fluent软件介绍了解Fluent软件的基本框架29Fluent中数值计算及后处理方法Tecplot软件介绍了解Tecplot软件的基本框架210湍流模型简介层流和湍流模型的区别掌握层流和湍流模型的区别211利用Fluent软件求解喷嘴内部二维非定常流动Fluent软件非定场求解了解和熟悉Fluent软件212利用Fluent软件求解喷管内二维非定常流动Fluent软件压力求解了解和熟悉Fluent软件213利用Fluent软件求解二维离心压缩机内部流场Fluent软件压力求解了解和熟悉Fluent软件214利用Fluent数值求解空调房间内流场问题Fluent软件速度和温度求解了解和熟悉Fluent软件215利用Fluent软件求解三维稳态热传导问题Fluent软件传热求解了解和熟悉Fluent软件216利用Fluent软件求解三维稳态热传导问题Fluent软件传热求解了解和熟悉Fluent软件217复习2七、教学方法本课程以课堂教学（包括习题课）做为主要的教学方式。要依据教学大纲采用讲解、讨论、答疑等方式，提倡课内教学启发引导，课外自学研究，通过解题思路分析和基本方法训练，培养学生分析问题和解决问题的能力。为了进一步改善课堂教学效果，也可根据实际情况采用课堂讨论及习题课等多种多样的教学形式。八、对学生的学习要求1．学习本课程的方法、策略及教育资源的利用。本课程的内容跨度较大，要多练多想，善于进行归纳总结，使所学知识条理化和系统化，达到将书“从厚读到薄”和“从薄读到厚”的境界；做好笔记，老师所讲的内容和例题与教材往往不一致，是老师自己的经验总结，注意将老师所讲内容与教材、参考书的比较，以深刻理解和掌握教学内容。2．学生完成本课程每周须耗费的时间为掌握本课程的主要内容，按约1:1的比例配比课外学时（预习、复习和完成老师布置的作业），学生课外每周必须耗费的最少时间为4小时，学生完成本课程每周须耗费的最少时间为8小时。3．学生的上课、实验、讨论、答疑、提交作业（论文）单元测试、期末考试的等方面的要求课前预习，坚持上课，认真听讲，做好笔记，积极参与教学互动，主动与老师探讨问题；课后认真复习，独立完成作业。勤于动脑动笔，认真演算习题，培养自己的分析和计算能力；4．学生参与教学评价要求依照按学校规定，课程结束前1-2周内，按照学校统一安排，通过网上评教系统，回答调查问卷，实事求是地对本课程及任课教师的教学效果作出客观公正的评价，是学生的应尽的责任和义务，对促进教师改进教学工作具有重要的意义，每个学生都必须参加。九、成绩评定方法及标准考核内容评价标准及要求权重课后作业及考勤情况1.评价标准：按时上课、习题参考解答。2.要求：能灵活运用所学知识进行求解，独立、按时完成作业。共30%期末考核（课程论文）1.评价标准：试卷参考解答。2.要求：能灵活运用所学电路求解方法进行求解，独立、按时完成考试。70%期末考试