流體力學實驗內(nèi)容與教學目標
一、流體力(lì)學實驗的性質、目的和任務:
流體力學實驗是能(néng)源與環境係統工程專業的必修學科基礎實驗課(kè)程。 本課程實驗主要是(shì)使學生了解流體靜力平衡狀態下的平(píng)衡規律(lǜ)及流體靜力學基本方程的驗證;和流體運動基本原理及流體運動的描述方法。通過流體(tǐ)力學的數值仿真實驗了解和掌握流動的規律,可(kě)視化流體的流動現象(xiàng),為科學研究的流體力學問題分析和實際應用奠定良好的分析和數據處理能力,加(jiā)深(shēn)對工程流體力學中的理論知識的理解,培養學生的動手能力和實際問題分析能力。
二、教學內容(róng)、教學基本要求及教學重點與難點
1、流體靜力學實(shí)驗(yàn)
掌握用測壓管測量流體(tǐ)靜壓強的技能;驗證不可壓縮流體靜力(lì)學基本方程;通過對諸多流體靜力學現象的實驗分析研討,進一步提(tí)高解決靜力學實際問題的(de)能力。
2、不可壓縮流體恒定流(liú)動量定律實(shí)驗(yàn)
驗證(zhèng)不可壓縮(suō)流體恒定流的動量方程;通過對(duì)動量與流速、流(liú)量、出射角度、動量矩等因素間相關性的分析研討,進(jìn)一步掌握流體動力(lì)學的(de)動量(liàng)守恒定理。
3、沿程水頭損失實(shí)驗
加深了解圓管(guǎn)層流(liú)和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規律,繪製lghf~lgv曲線;掌(zhǎng)握管道沿程阻力係數的量測技術和應用壓力傳感器或U型管測壓的
方法;將測得(dé)的Re~λ關係(xì)值與莫迪圖對(duì)比(bǐ),分析其合理性,進一步提高實驗成果分析能力。
4、流動現象演示實驗
通(tōng)過實驗觀察圓柱繞流的(de)卡(kǎ)門渦街。
5、雷諾實驗(yàn)
觀察層流、紊流的流態及其轉換特性;測定臨界雷諾數,掌握(wò)圓管(guǎn)流態(tài)判別準則; 學習雷諾數用(yòng)無量綱參數進行(háng)實驗研究的方法,並(bìng)了解其(qí)實用(yòng)意義。
6、Gambit幾何建模
了解CFD幾何建模;掌(zhǎng)握Gambit的幾何(hé)建模和網格劃分;理解網格的控(kòng)製
7、Fluent軟件的操作和使用
了(le)解fluent數值模擬軟件;理解各種流體(tǐ)模型(xíng);掌(zhǎng)握Fluent模擬的邊界和模型等(děng)設置(zhì)。
8、CFD雷諾實驗
通過數值實驗學(xué)習雷諾實驗,掌握(wò)CFD模擬流體質點的流線(xiàn)
三、課外學習及實驗裝(zhuāng)置操作的要求:
本課程是實(shí)驗訓練課,強調實驗設(shè)計與實驗操作的結合,重在強化綜合(hé)運用所學
專業知識。要求通過訓練,每小組獨立完成題庫選題的方案(àn)設計和設備操作。所以除課內訓練外(wài),學生課(kè)外需自主學習,進一步檢索和分(fèn)析選題相(xiàng)關的科技文(wén)獻,掌握相關理論知識點、各(gè)指標(biāo)的測(cè)試原(yuán)理及(jí)測試方法。要求學(xué)生課外自主檢索《中國科(kē)技期刊(kān)網》文獻並分析歸納、學(xué)習流體力學試驗、氣溶膠流動(dòng)和沉積的Fluent模擬等專項試驗、各種(zhǒng)測試儀器(qì)的說明書等資料,並利用課外時間完善和細化實驗方案。
四、教學方法:
本課(kè)程是(shì)一門專業實驗實踐課程(chéng),強調實驗設計和實(shí)驗操作,要(yào)求通過科技文(wén)獻檢索與分析歸納,綜合運用專業理論知(zhī)識,每個小組獨立完成實驗方案的設計,實驗指導教師(shī)審核修改。本課程的實驗充分考(kǎo)慮實驗性質和要求,分為驗證性、綜合性、設計性、研究性實驗,具體分類見學時分配表。對於設計型試(shì)驗(yàn)由學生完成試驗過程的設計,通過教師審核後方(fāng)可試(shì)驗;對於驗證性試驗,需要試驗(yàn)前對試驗的要(yào)求和(hé)原理熟悉;對於綜合性試驗,除了(le)要求對試驗方案進行設計,需在試驗數據分析的基礎上(shàng)對試驗進行改進;研究性試驗要求學生以項目的形式,對專項進行綜合研究(jiū),獲得研究論文為成果的試驗(yàn)結果。