一、课程与任课教师基本信息
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课程名称：计算流体动力学 |
课程类别：必修课□ 选修课■ |
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总学时/周学时/学分：32 / 2 / 2 |
其中实验（实训、讨论等）学时：0 |
授课时间：一（3，4）/1-11周
三（3，4）/1-11单周 |
授课地点：12L203 |
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开课单位：能源与化工系 |
适用专业班级：2012热能1班 |
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任课（/助课）教师姓名：杨小平 |
职称：讲师 |
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联系电话：22862155 |
Email: |
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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 |
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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 |
2 |
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2 |
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 |
2 |
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3 |
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 |
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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 |
2 |
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5 |
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 |
2 |
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6 |
网格生成 |
网格的生成原理 |
掌握网格的生成的方法 |
2 |
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7 |
Gambit中建模及划分网格方法 |
Gambit如何划分网格 |
掌握Gambit网格划分 |
2 |
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8 |
Fluent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 |
2 |
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9 |
Fluent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 |
2 |
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10 |
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 |
2 |
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11 |
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 |
2
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12 |
利用Fluent软件求解喷管内二维非定常流动 |
Fluent软件压力求解
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了解和熟悉Fluent软件 |
2 |
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13 |
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
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了解和熟悉Fluent软件 |
2 |
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14 |
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 |
2 |
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15 |
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 |
2 |
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16 |
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 |
2 |
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17 |
复习 |
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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
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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% |
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期末考试方式 |
开卷□ 闭卷□ 课程论文√ 实操□ |
十、院（系）教学委员会审查意见
我院（系）教学委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。
院（系）教学委员会主任签名： 日期：2015 年 月 日
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