“两性一度”指向下流体力学荣誉课程建设探索

文章根据“两性一度”标准,确定了流体力学荣誉课程在教学大纲重塑、教学方法创新、师资队伍建设、学生选拔和考核要求等方面的目标和原则,提出了以问题驱动为抓手、以基本概念为支点、以学习产出为导向、以虚拟仿真实践教学为拓展的荣誉课程特色。以连续方程四种形式及其与不同流动模型之间的关系为重点内容,以虚拟仿真平台中计算流体力学技术案例和现代流体测量技术进展综合性作业为典型,指出了“高阶性、创新性和挑战度”三标准在课程教学内容、虚拟教学平台和学生学习产出中的要求体现,相关探索可为工科流体力学荣誉课程及其他力学荣誉课程建设提供参考。

组合式降液管塔板的流体力学性能研究及其流场CFD模拟

开发了一种液相处理能力大、结构简单且安装方便的组合式降液管塔板,可在不动火的前提下对常规双溢流塔板进行扩能改造。以空气和水为物系,在内径1219 mm的有机玻璃塔内,研究了组合式降液管塔板的流体力学性能。对塔板上液相流场的流体流动特性进行了计算流体力学(CFD)模拟,并将模拟结果与常规双溢流塔板进行对比。实验结果表明,相较于常规双溢流塔板,组合式降液管塔板的湿板压降低5%~25%、干板压降低20%~30%,而漏液率略高;在大液相负荷下,组合式降液管塔板的雾沫夹带率明显低于常规双溢流塔板。CFD模拟结果显示,组合式降液管塔板上液相流场比常规双溢流塔板更均匀,在扩大处理能力的同时不会影响塔板效率。

激光间接驱动柱几何内界面减速段的流体力学不稳定性实验研究

研究收缩几何下的流体力学不稳定性增长对于惯性约束聚变靶丸降低流体力学不稳定性增长和混合的优化设计具有重要的作用。在神光100 kJ激光装置上开展了辐射驱动柱几何内界面减速段的流体力学不稳定性实验,观测到模耦合现象,以及收缩几何独有的Bell-Plesset(BP)效应,理论预估BP效应导致的扰动增长与实验结果基本一致。实验中观察到驱动不对称性引入的2阶模扰动,M2不对称性约为11%,提出了通过增加黑腔长度来优化驱动不对称性的方法。柱几何流体力学不稳定性增长研究将有助于理解收缩几何效应在高能量密度条件下对流体力学不稳定性增长的影响,为优化惯性约束聚变靶丸设计提供帮助。

成年人中心性气道流体力学特征分析

目的运用计算流体力学(CFD)技术对健康成年人中心性气道进行流体力学特征分析,研究空气流场对中心性气道的影响。方法选择4例健康成年人胸部CT影像,其中男性2例,女性2例;年龄26~53岁,平均年龄37.5岁;体质量48.5~74.0 kg,平均体质量60.6 kg。使用Mimics 21医学图像软件将4例健康成年人的胸部CT图像以医学数字成像与通信(DICOM)格式导入,并构建中心性气道的三维模型。对三维模型进行修整,使用Geomagic Studio 12软件。使用Ansys fluent 19.2软件的网格划分模块将模型进行网格划分。划分好网格后,将其导入Ansys 19.2软件进行CFD模拟计算。在模拟计算中,设定相同的潮气量,并对中心性气道内部气流流场变化进行动态分析。结果在基于CT图像数据构建的中心性气道的三维模型基础上,使用了CFD进行数值模拟。结果显示,在施加相同潮气量的情况下,气流入口速度为2.15~4.44 m/s。气道流速在从入口到出口的过程中逐渐降低,并形成了高流速的区域。气道最大流速的变化为3.25~6.77 m/s,并且最大流速靠近气管壁面。气道壁面压力由气管到支气管逐渐降低。在流速越高的区域,气道壁面压力的绝对值越高。气道壁面最大切应力变化为0.888~2.240 Pa,其中气管壁、气管分叉处及二级、三级支气管的切应力相对较大,并随着气管和支气管的直径减小而增加。结论通过对健康成年人中心性气道模型进行CFD模拟,发现气道流速、壁面压力、壁面切应力与气道结构有着密切的关系,呈现出一定的整体空间分布和局部特征。

计算流体力学方法在仿生机器鱼中的应用研究进展

计算流体力学是研究仿生机器鱼水动力特性的重要数值模拟方法,已在仿生学及海洋学等众多领域得到广泛应用。本文利用CNKI中文数据库及Web of Science核心合集数据库分别检索到201篇中文文献和146篇英文文献,运用Cite Space软件的文献计量学分析方法,对文献类型、期刊分布、发文量趋势、作者、研究机构和高被引文献进行了系统分析,并结合关键词网络知识图谱、关键词聚类图谱,探讨了计算流体力学在仿生机器鱼领域中的应用研究热点。结果表明:仿生机器鱼领域中外文献发文量呈现逐年上升趋势,且仿生类期刊及文献具有较高的影响因子与被引频次;研究学科领域涉及工程学、机器人学、力学与材料科学等多个交叉性学科;该领域内研究热点与重点方向为动力学模型、三维流场仿真、设计与制作。针对现有研究的不足,建议未来研究应深入探讨水生生物集群运动仿真、鱼类侧线感知机制和仿生机器鱼水动力试验,以期促进多学科融合,为仿生机器鱼的发展提供科学参考。

计算流体力学模拟房颤患者肺静脉收缩期回流速度对于左心房血流动力学的影响

目的心房颤动(AF)使心房的主动收缩功能和舒张功能明显受损,房颤的发生使病人血栓栓塞风险明显增高,预后很差。在房颤发作期间,肺静脉的收缩的回流速度明显下降,从而使舒张期回流成为左心房充盈的主要因素。收缩期左室储器功能下降与阵发性或持续性房颤病人的缺血性卒中/短暂性脑缺血发作风险增加显著相关。但是目前机制尚不明确。方法基于心脏增强计算机断层扫描影像,重建肺静脉-左心房-左心耳结构模型,通过设置个性化病人肺静脉入口及二尖瓣出口边界条件,左心房壁面设置为沿长轴二尖瓣环纵向运动。进行计算流体力学模拟,定量评估左心房储器阶段不同肺静脉回流速度情况下,左心房、左心耳血流动力学的变化。结果本研究发现常见的4根肺静脉呈交错排列从左心房发出,基于此肺静脉-左心房结构,在左心房储器阶段左心房内存在血液流动形成的“大涡环”结构,该涡环结构从左心房后面观呈顺时针方向,跨越整个左心房。随着肺静脉收缩期回流速度的减小,该涡环结构逐渐减小甚至消散。相关的左心耳TAWSS减小、OSI增高及RRT延长。结论肺静脉收缩回流速度的大小对于房颤期间涡环结构的形成至关重要;“大涡环结构”的存在有助于促进左心房与左心耳血液的交换及预防二者血液发生瘀滞。

课程思政的实践与思考——以《流体力学》课程为例

为发掘课程中蕴含的思政元素,将知识显性教育与思政隐性教育相统一,形成协同效应,达到立德树人、为战育人的目标。以《流体力学》课程为例,提出了“一中心四结合”原则课程思政理念。课程思政元素设置了6个一级指标(即家国情怀、科学素养、力学素养、人文素养、军政素质和国际视野),在每个一级指标下又包含二级指标18个(即责任奉献/军人使命/海军情怀、工匠精神/科学思维/创新精神、力学文化/流体之美/力学之道、修身之道/人生哲理/哲学思维、团结一致/拼搏精神/职业精神、文化自信/战略思维/民族自信),构建了引入思想方法、引入军事案例、引入流动现象和引入科学研究的“四引入”思政内容体系,提出了实施课程思政要注重的“四要素”(即引入经典、引用得当、引文简练和引起共鸣)。可用于指导其它专业基础课程。教学实践表明,该方法显著提升了学员的专业水平和思政素养,学员强军责任感,学习体验感得到明显增强。

高等流体力学研究生专业核心课程课程思政建设探索与实践

针对高校研究生专业课程思政建设研究较为薄弱的突出问题,以高等流体力学研究生专业核心课程为例探讨研究生专业课程思政的总体实施思路、主要举措等,力求教授专业理论知识的同时,潜移默化地对研究生进行科学精神、严谨素质方面的培养,强化科研育人,研究生专业课程思政建设获得师生及同行的广泛认可。

基于成果导向理念的工程流体力学课程教学设计与实践

工程流体力学是能源与动力工程专业的学科基础课,对学生后续课程学习和专业技能提升具有重要的支撑作用。该课程理论强、学时短、公式推导多、学习难度大。为此,将OBE教育理念融入工程流体力学教学设计实践中,按照教学大纲的要求,完善课程目标和内容,以产出为导向,优化教学方法、手段及考核方式。通过教师专业素质提高,成果转化、思政融入,案例库构建,教学资源整合等措施,构建产学研融合、混合式教学的培养模式,设计过程性耦合结果性考核方式,全方位调动学生学习的积极主动性和自主学习创新能力,精准化达成课程培养目标。

《工程流体力学》多元评价机制的改革与实践

《工程流体力学》是能源动力类专业重要的基础课之一。为便于学生掌握扎实的流体力学知识、学习后续专业课程打下良好基础,课程组在广泛调研和吸取国内院校教改经验和成果的基础上,对我校《工程流体力学》课程的评价方式进行了探索。通过课程教研小组的充分讨论,确定了课程的多元考核环节和权重比例,构建了适合我校高素质应用型人才培养的课程评价体系,平时考核环节占比的提升也充分调动了学生平时学习的主动性,并在2022春季学期的教学实践中取得了良好的教学效果。

矿物加工工程专业基础课程“工程流体力学”教学方法的思考与实践

根据新工科专业基础课程特点,以培养一流工程技术人才为目标,基于OBE教育理念,工程流体力学教学团队通过课程体系建设、教学方案优化、教学模式改进以及案例教学融合,重构了课程内容,探索创新了“工程为主—问题导向—案例驱动—科研反哺—育人优先”的教学模式,开展以学生为中心的教学方法创新和持续改进策略,赋予课程以创新性和高阶性的新内涵,努力建设富有挑战度的一流本科课程。

定力与传承——开启流体力学新纪元

各位来宾,各位同仁,各位朋友们,大家上午好!首先,我谨代表中国力学学会对第十三届全国流体力学学术会议的隆重召开表示热烈地祝贺!流体力学,作为力学领域的重要分支,其理论与技术的进步深刻影响着航空航天、海洋工程、环境保护、能源开发等多个关键领域的发展。近年来,随着全球科技竞争的加剧与跨学科融合的加速,流体力学的研究更是迎来了前所未有的机遇与挑战,正在欣欣向荣迈向一个新的发展阶段。本次会议参会人数创历届流体力学学术会议新高,也从一个侧面表明流体力学研究越来越受到关注和越来越具有吸引力。希望本次全国流体力学学术会议不仅是各位研究成果的一次全面展示与总结,更是对未来研究方向与趋势的一次深入探讨与展望。

工程流体力学叙事型课堂设计及实施研究

鉴于新工科对高等教育的要求,结合注意力经济时代学生难以被课堂吸引的现状,提出了基于三幕式叙事模式的课堂设计思路,从时长分配、内容安排和注意力抓取3个方面,探究了工程流体力学课程的宏观课程编排和具体课堂设计改进思路,并以伯努利方程章节为例,给出了叙事型课堂具体的实施流程,激发学生课上课下自主学习的兴趣,提高学生的创新动力和解决实际工程问题的能力。

流体力学在线开放课程建设与实践

教育部自2012年开始推进在线开放课程的建设,为适应新时代人才培养的要求,流体力学作为能动类、机械类、材料类专业的一门专业基础课,鼓励学生利用网络及视频资源进行自主学习是课程改革的必然趋势。本文分析了流体力学线下课程教学中存在的问题,并从教学团队建设、在线课程建设思路、微视频建设、教学资源建设、综合评价考核,以及课程思政建设等方面,阐述了流体力学在线开放课程的建设和实践,为高等教育流体力学在线开放课程建设提供参考。

基于新工科教育理念的流体力学教学改革

随着现代信息技术的快速发展,信息技术与教育教学深度融合已成为高等教育发展的必然需求。在新工科背景下,从教学内容组织、开展混合式教学、开发远程可视化仿真实验设备、建立全过程考核评价体系及反馈机制等方面对流体力学课程进行教学改革,探索新工科教育理念下的流体力学教学模式。

基于提升学生职业能力的流体力学课程教学设计及质量评价

课程教学设计是影响课程质量和学生能力形成与发展的重要因素。以工程基础类课程“流体力学”为例,基于提升学生职业能力设置了体现学习产出的课程目标,构建了四步阶段递进课程教学设计体系,对应用四步阶段递进课程教学设计体系的2020、2021级安全工程专业的流体力学课程质量进行了定量和定性评价。评价结果表明,两轮达成规律具有一致性,各项课程目标均达成,课程质量达成,学生在计算能力和解决复杂工程问题能力方面存在不足,课程目标达成效果明显优于以往传统教学设计。针对课程质量评价中的达成弱项,制定了五条持续改进措施。该研究可为同类课程教学改革及课程质量评价提供参考。

基于数字控制的多功能流体力学实验平台的设计与研发

当前民航业的发展,迫切需要高质量创新型专业人才的加入,尤其对以“两业融合”的飞机设计与运维人才的需求和培养提出了更高要求,而以“强基固本、分类卓越”为目标的创新型人才培养正是解决这一需求的有效手段。在高校对人才的培养过程中,课堂教学与实验教学均不可或缺[1-2],这就必然要求我们需要不断改进课程体系和实验教学体系,切实深化和体现出专业建设中的“真设计与真制造”,以便更好地适应和服务于行业的发展要求[3-4]。

航空航天类中文核心期刊《实验流体力学》投稿须知

《实验流体力学》创刊于1987年,为中国科学技术协会主管、中国空气动力学会主办的航空航天类中文核心期刊(双月刊)。原名《流体力学实验与测量》,2005年更改为现名。主要刊载实验流体力学新理论、新技术、新设备的研究成果与进展。在办刊指导思想上,重视理论与实践相结合,强调刊载论文的创新性、前沿性、实用性。设有综述进展、基础研究与应用、测量技术、实验设备与方法、信息与简讯等栏目。读者对象为从事实验流体力学及相关研究的广大科技人员和院校师生。

航空航天类中文核心期刊《实验流体力学》投稿须知

《实验流体力学》创刊于1987年,为中国科学技术协会主管、中国空气动力学会主办的航空航天类中文核心期刊(双月刊)原名《流体力学实验与测量》,2005年更改为现名。主要刊载实验流体力学新理论、新技术、新设备的研究成果与进展,在办刊指导思想上,重视理论与实践相结合,强调刊载论文的创新性、前沿性、实用性。设有综述进展、基础研究与应用、测量技术、实验设备与方法、信息与简讯等栏目。读者对象为从事实验流体力学及相关研究的广大科技人员和院校师生。