關(guān)于《工程流體力學(xué)》課程的一些思考

【摘要】《工程流體力學(xué)》是航空航天、化工、流體力學(xué)等相關(guān)本科專業(yè)的重要核心課程，具有理論性強，應(yīng)用面廣等特點。本文主要基于個人一線的教學(xué)經(jīng)驗，分析了《工程流體力學(xué)》課程的定位以及教學(xué)內(nèi)容的安排，旨在能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正做到學(xué)有所得、學(xué)有所思。

【關(guān)鍵詞】工程流體力學(xué) 課程定位 教學(xué)內(nèi)容

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）05-0255-02

流體力學(xué)是力學(xué)學(xué)科的一個重要分支，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究及生產(chǎn)生活等多個領(lǐng)域。《工程流體力學(xué)》課程是航空航天、化工、流體力學(xué)等相關(guān)專業(yè)的重要核心課程，具有理論性強，應(yīng)用面廣等特點。同時《工程流體力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)過程較為抽象，對理論知識儲備要求較高。如何讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中真正做到學(xué)有所得、學(xué)有所思，準(zhǔn)確的課程定位及合理的教學(xué)內(nèi)容是極為重要的。下面將主要基于個人一線的教學(xué)經(jīng)驗，談?wù)剬@些問題的一些思考。

一、關(guān)于《工程流體力學(xué)》課程定位的一些思考

《工程流體力學(xué)》課程，從字面來理解是流體力學(xué)學(xué)科在實際工程方面的具體實踐和應(yīng)用。因此工程流體力學(xué)課程具有工程應(yīng)用和基礎(chǔ)理論學(xué)科的雙重屬性。《工程流體力學(xué)》課程的開設(shè)對象主要為工科相關(guān)專業(yè)的本科學(xué)生。因此，工程流體力學(xué)課程的工程屬性是其極為重要的基本性質(zhì)。在實際的教學(xué)過程中，學(xué)生對工程問題的分析能力和實踐能力是極為重要的部分。另一方面，值得我們注意的是，良好的理論知識儲備是分析《工程流體力學(xué)》問題的重要基礎(chǔ)。在實際應(yīng)用過程中，問題的發(fā)現(xiàn)和解決更多時候都是基于對基本工作原理的認識。工程流體力學(xué)應(yīng)用的發(fā)展和創(chuàng)新也對學(xué)生的基礎(chǔ)知識儲備提出了較高的要求。綜合來看，工程流體力學(xué)課程是一門兼具理論和應(yīng)用的學(xué)科。在實際的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該注重理論教學(xué)和工程應(yīng)用能力的均衡培養(yǎng)。

二、關(guān)于流體力學(xué)課程內(nèi)容的一些思考

上文探討了關(guān)于《工程流體力學(xué)》課程定位的一些思考。課程內(nèi)容是基于課程定位的具體內(nèi)容安排，同時服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。下面將從三個方面談?wù)剬φn程內(nèi)容安排的一些思考。

1.流體力學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)

流體力學(xué)與固體力學(xué)有較大的區(qū)別，主要是因為它沒有固定的形態(tài)，給力學(xué)分析帶來了一定的困難和復(fù)雜性。特別是對于氣體的分析，不僅沒有固定形態(tài)，而且具有較強的可壓縮性。在涉及到粘性流體力學(xué)以及超音速流體力學(xué)等復(fù)雜的流體力學(xué)研究領(lǐng)域的時候，基礎(chǔ)理論知識變得更加重要。因此，在《工程流體力學(xué)》課程的教學(xué)過程中，流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)是極為重要的部分。這直接決定了學(xué)生對流動現(xiàn)象的認識深度和分析能力的強弱。同時我們也要注意到，流體力學(xué)基礎(chǔ)的理論知識，具有很高的抽象性和復(fù)雜度，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中面臨較大的困難。為此，在課程安排中我們應(yīng)該注意這部分的課時應(yīng)盡量充分，并且在教學(xué)過程中盡可能將理論知識與實際流動現(xiàn)象進行結(jié)合，增加學(xué)生對知識的具象理解。總的來說，流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識是開展一切工程流體力學(xué)研究的基礎(chǔ)，應(yīng)該得到教師和學(xué)生的高度重視。

2.流體力學(xué)工程計算仿真

隨著流體力學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展和計算機技術(shù)的長足進步，近些年計算流體力學(xué)得到了較大的發(fā)展。計算流體力學(xué)主要分為流體計算算法研究和工程計算流體力學(xué)兩個方向。《工程流體力學(xué)》課程更多涉及工程計算仿真，主要依靠商用流體力學(xué)計算軟件對流體現(xiàn)象進行仿真計算。

工程流體力學(xué)仿真可以有效的降低流體機械設(shè)計費用及縮短設(shè)計周期。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，計算仿真精度逐步提高，獲得了越來越多的認可。目前大多的企業(yè)和研究機構(gòu)均采用商用仿真軟件進行設(shè)計，因此對于商用流動仿真軟件的學(xué)習(xí)也變得越發(fā)重要。目前主流的商用流動仿真軟件主要有ANSYS Fluent、CFX等，對于大多數(shù)的工程流體現(xiàn)象均能較好的模擬。在《工程流體力學(xué)》課程中，非常有必要讓學(xué)生對計算仿真的過程有初步的認識和學(xué)習(xí)。同時結(jié)合實例教學(xué)和課程設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生利用軟件解決簡單的流體力學(xué)問題，綜合提高學(xué)生的計算仿真能力。

3.流體力學(xué)實驗診斷方法學(xué)習(xí)

流體力學(xué)由于其復(fù)雜性和不確定性，目前階段仍然無法通過數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確的模擬。因此，在很長的一段里時間里，實驗方法仍然是解決流體力學(xué)問題的重要手段。流體最主要的性質(zhì)有密度、壓力、溫度、速度等，實驗手段通過對這些參數(shù)的測量，總體判斷流體機械的工作狀態(tài)及性能等。《工程流體力學(xué)》課程在教學(xué)課程中應(yīng)該注重學(xué)生對基礎(chǔ)壓力測量和速度測量方案的學(xué)習(xí)和掌握。同時，對于先進的流體力學(xué)測試手段，也應(yīng)在課堂上予以介紹，使學(xué)生有大概的認識。

三、總結(jié)

文章探討了對《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的幾點思考。總得來說，我們應(yīng)該兼顧課程的理論和工程屬性，并緊跟流體力學(xué)學(xué)科的發(fā)展，及時調(diào)整課程內(nèi)容，切實提高學(xué)生分析解決流體問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。

作者簡介：

張悅（1986.10-），男，北京人，研究方向：內(nèi)流空氣動力學(xué)，學(xué)歷：博士研究生，職稱：講師。