工程流体力学
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spContent=望长空,风起云动,看大地,潮兴波涌。 流体运动作为一种物理现象,普遍存在于自然界中。因为大气运动,才有风雨雷电;因有潺潺流水,方能万木葱茏。鱼翔浅底,譍击长空,砥柱中流,浪遏飞舟,皆因流动。因为流动,船舶得以航行,飞机得以升空,凡此种种,流动给我们以便利。但是,狂风海啸也给我们以惶恐。格物致知,趋利避害,理论先导,其力无穷! 古有大禹治水、李冰修建都江堰,今有空客翱翔、嫦娥奔月,都是人类在认识自然改造自然的过程中,利用流体运动规律而创造的智慧的结晶。帕斯卡、牛顿、欧拉、伯努利、纳维、斯托克斯、普朗特等无数大家先贤为我们奠定了质量守恒、动量守恒、能量守恒三大定律基础,进而实现了航天飞行、水力发电、气力输送、液压传动。流体运动是科学技术领域的重大问题,广泛应用于气象预报、航天航空、水利工程、能源动力、船舶与车辆设计、冶金化工、机械传动、仪器仪表、体育运动研究等科技领域之中。
—— 课程团队
课程概述

 ●课程简介

    流体力学,作为解释和研究流体运动基本规律的学科,形成和发展于人类认识自然、改造自然的过程中。工程流体力学,侧重于研究解决工程技术中的流动规律及其力学作用。它以质量守恒、动量守恒、能量守恒三大基本定律为基础,解决工程技术中面临的运动受力、流动测量、阻力计算、流体输送等工程实际问题,因此广泛应用于气象预报、航天航空、水利工程、能源动力、船舶与车辆设计、冶金化工、机械传动、仪器仪表、体育运动研究等科技领域之中。

    通过本课程的学习,引导学生理解和掌工程流体力学的基本知识、基本原理和最新进展,培养学生解决工程流体力学实际问题的能力,初步了解计算流体力学的思路和方法,培养学生的多维度、创新性和批判性思维能力。并为后续课程的学习及日后从事与炉窑热工、制冷与空调、动力机械、检测与控制技术等相关的研究、设计与管理工作打下良好基础。

    核心理念

(1)探索以学生为中心的适应度:重点关注如何实现学生是学习本课程的主动执行者而教师只是学习的推动者和引导者的教学理念;如何在教学中采用线上、线下混合的教学方式,以实现师生全方位、多维度互动;混合式教学是否有利于培养学生的思辨能力、批判性思维和解决实际问题的能力;高度关注如何实施教学全过程的形成性评价及其有效性。

(2)探索实施以产出为导向的教学模式:对本课程的有效性,评估以教学效果和教学目标的达成等为导向的教学理念的有效性及可操作性。

(3)探索如何对本课程的混合式教学实施持续改进:探索推动持续改进的有效性以及如何基于有效的内部和外部反馈的两个闭环提升教学质量。

    ●课程特色

    本课程以“提出问题-分析问题-简化求解-扩展应用”为教学思想,围绕流动问题的理论分析、数值计算和实验研究三大求解思路,系统地讲述流体基本性质、流体静力学、理想流体一元及二元流动、粘性流体层流运动、湍流简析、量纲分析与相似原理、计算流体力学基础等内容,同时注重将理论应用于解决典型工程问题。讲解力求重点突出,深入浅出,活泼生动;重在激发学习兴趣,启迪思维,培养分析和解决问题的能力。

我们在本课程的教学中贯彻采用讲解式、启发式、提问式、互动式、探索式等方法构建“课堂+互联网+实践”三位一体的混合式教学模式,在讨论式教学和翻转课堂等方式中,增加课堂趣味性和学生参与度,促进学生经积极思考和争论,实现核心知识内化,提升学习实效性,引导学生通过信息检索获取最新的专业信息和数据资源,培养学生建立终身学习的习惯。


授课目标

(1)熟练掌握流体静力学、流动阻力计算、粘性流动基础、气体的一元流动等知识,要求了解流动相似原理、流动测量与显示技术、理想流体动力学、激波、射流等内容,了解本学科的最新前沿进展

   (2)掌握基本流体力学知识,解决生活及工程中基本流动问题的能力;通过流体力学理论学习建立现代工程流体力学体系,同时通过实验环节提升学生工程分析能力,从而达到运用所学知识分析解决工程流体问题,达到培养学生解决复杂工程流动问题的能力。

   (3)通过课程的学习建立流体力学体系,提升工程应用素质。通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质。通过课外导学的模式,提升自主学习和终身学习的意识,形成不断学习和适应发展的素质。


课程大纲
预备知识

《高等数学》,《大学物理》

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

[1] 周乃君.《工程流体力学(第一版)》.北京:机械工业出版社,2014. 

[2] 莫乃榕.工程流体力学[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.

[3] 周光坰,严宗毅,许世雄,章克本.流体力学(上、下册)[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4] 景思睿,张鸣远.流体力学[M].西安:西安交通大学出版社,2001.