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CFD软件及源程序辅助工程流体力学课程教学的探索与实践

时间:2022-11-17 15:00:12 来源:网友投稿

体会

(一) 理论教学与数值实验教学的合理利用

在工程流体力学理论教学时可结合数值实验教学加以辅助,例如在管中流动一章教学时,可以用上述相关教学实例。由于在进行课堂演示教学时,依计算机性能及不同问题的规模难易程度,数值模拟求解的时间将有不同,要掌握合理数值模拟时间。可采取让学生安装CFD程序及软件,并要求学生事先自学使用方法,尝试数值预测,预习理论知识。然后教师理论教学时对学生预测结果进行抽样调查分析,将理论结果与计算结果比较分析。条件许可的话,也可以通过高性能集群提交计算作业,在较短的时间内获得计算结果。这样学生对复杂的理论就能有深入的认识,同时也锻炼了学生的科研能力。

(二)适当安排精选案例教学

课堂教学演示案例的选取应做到简单且具有代表性。 案例简单能够减少计算机的运行时间,使教学更加紧凑;而有代表性的案例贴近生活或工程实际,则有利于提高教学趣味,开阔学生的视野。由于课堂教学时间有限,因此应在简单演示教学案例的基础上,精心布置较为复杂的课外任务。

(三) 源程序和软件互补

在数值模拟教学中结合利用软件和程序。软件不是万能的,商用软件所能解决的问题是已在学术界得到充分研究的问题,对于科学研究来说,自己编程是必不可少的。一方面,自编程能更好地理解CFD具体实施过程,对商用软件的理解和使用也是有帮助的。另一方面,自编程序还可以更好地对接科研成果,用于工程流体力学课程辅助教学。

四、结 语

通过上述几个数值模拟实例可以看出,数值模拟过程并不太难,但结果更形象直观。借助计算机辅助手段,在工程流体力学课堂教学中,利用CFD软件及源程序进行数值模拟辅助理论教学, 将理论性较强的内容形象化,可以开阔学生的视野, 激发学生的学习兴趣和创新意识, 加深学生对基础理论的理解。此外,通过对接科研成果,用源程序进行数值实验教学还可以培养学生的动手能力和科研能力,丰富数值实验教学内容。参考文献:

[1]J.H. Ferziger, M.Peric., Computational Method for Fluid Dynamics[M]. Springer,2002.

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[8]URL: ftp://ftp.springer. de/pub/technik/peric/(web Page).

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