原创《FLUENT在流体力学教学中应用》：这篇流体力学论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
【摘 要】计算流体力学,常简称为CFD,其基本定义是通过计算机进行数值计算,模拟流体流动时的各种相关物理现象,包含流动、热传导、声场等.Fluent软件是当今世界CFD仿真领域最全面的软件之一,其发展趋势是参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容,提高课程教学质量.FLUENT的运用对“流体力学泵和风机”课程的教学改革研究和我系的教学团队建设、促进教学水平都有很大的提高.
【关键词】流体力学；计算机；fluent
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2015）23-0071-02
作者简介：包图雅,女,讲师.研究方向：热动专业教学工作.
Fluent软件是当今世界CFD仿真领域最为全面的软件之一,具有广泛的物理模型,以及能够快速准确地得到CFD分析结果.Fluent软件拥有模拟流动、湍流、热传递和反应等广泛物理现象的能力,在工业上的应用包括从流过飞机机翼的气流到炉膛内的燃烧,从鼓泡塔到钻井平台,从血液流动到半导体生产,以及从无尘室设计到污水处理装置等.软件中的专用模型可以用于开展缸内燃烧、空气声学、涡轮机械和多相流系统的模拟工作.现今,全世界范围内数以千计的公司将Fluent和产品研发过程的设计和优化阶段相整合,从中获益.先进的求解技术可提供快速、准确的CFD结果,灵活的移动和变形网络,以及出众的并行可扩展能力,用户自定义函数可实现全新的用户模型和扩展现有模型.采用现代化多媒体技术的教学手段依然是一种被动接受的多媒体素材灌输模式.Fluent具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面广泛应用.
一、存在的主要问题
1.传统流体力学教程偏重理论推理,学生学习过程中感觉枯燥、难懂,应用的数学知识较多,大部分学生对学习流体力学都有某种程度的畏惧感.本课题通过在流体力学教学中引入Fluent,既可以使学生更加直观地了解流体力学的教学内容,也可以使学生在学习理论知识的同时也接触到目前国际上比较流行的通用流体/传热分析工具Fluent,为以后更加深入地学习和研究起到抛砖引玉的作用.
2.采用现代化多媒体技术的教学手段依然是一种被动接受的多媒体素材灌输模式.Fluent软件和流体力学相结合教学时由于学生在自己的计算机上跟着教师的求解过程同步参和,表现出一种“活”的参和形式.求解的结果不仅出现在教师的大屏幕上,也同时出现在学生们的电脑上.学生为自己求解的结果兴奋不已,获得了解决问题后的成就感.通过Fluent软件在流体力学中的应用教学,大大提高了学生学习兴趣.
二、基本思路及改革方案
Fluent软件结构主要包括：前处理器、求解器和后处理器三个部分组成的.前处理器主要用来建立所要计算问题的几何模型及网络划分.求解器是Fluent软件模拟计算的核心程序.后处理器是带有功能比较强大的后处理功能.Fluent可以计算的流动类型包括：任意复杂外形的二维和三维流动、可压和不可压缩流动、定常和非定常流动、无粘流、层流和湍流流动、惯性坐标和非惯性坐标下中的流场计算、复杂表面问题中带自由面流动的计算等.求解之前先制定分析方案,首先确定工作目标,即明确计算的内容是什么,计算结果的精度应该有多高?其次选择计算类型,即要考虑如何划定流场,流场的起止点在哪里,边界条件怎么定义,是否可以用二维进行计算?然后选择物理模型,即流动是无粘流、层流还是湍流,流动是可压还是不可压的,流场是定常的还是非定常的?最后确定求解流程,即要计算的问题能否用系统缺省的设置简单完成,是否有什么窍门可以加快计算的收敛,计算机的内存是否够用,计算需要多长时间?仔细思考这些问题可以更好地完成计算,否则在计算的过程中就会经常遇到意想不到的问题,并且经常返工,浪费时间,降低工作效率.确定所需解决问题的特征之后,需要以下几个基本的步骤来解决：创建网络、运行合格的解读器、输入网络、检查网络、选择解得格式、选择需要解得基本方程、确定所需要的附加模型、指定材料物理性质、指定边界条件、调节解的控制参数、初始化流场、计算解、检查结果、保存结果、改变数值和物理模型等.
学习掌握Fluent软件的流体力学分析的功能,把Fluent应用到教科书的实例的分析,让学生能生动地学习和掌握流体力学知识. 通过教学方法的改革,建立学生形象地学习流体力学知识的体系.组织建立Fluent软件的教学机房.进一步完善教学资源,将大纲标准、教案课件、教学录像、动画展示等内容纳入网络资源,实现学生自主学习,并成为本课程持续开发建设的辅助平台；利用一年左右的时间,建设普及fluent教学场所.增加fluent的课时,让学生掌握fluent的流体力学分析的基础知识,使学生更好地掌握流体力学的知识,加强理论对实际的指导作用.
三、 研究的意义
相关研究及教学实践均表明,如何最大程度地激发学生对所学知识的兴趣是教学成败的最关键因素,它影响着学生对知识的求知 ,从而进一步决定对他们对所学理论的理解和掌握.
目前,职业教育教学模式改革的关键是要让学生主动参和学习过程,通过动脑、动手、动口、动眼的方式调动其学习的积极性,在整个动态教学过程中培养学生成为高素质、高技能的劳动者.因此,在职业教育中往往突出的是对一些知识的定性分析、实际应用中的基本原理,而非定量计算的理论分析过程.这样的教学方法可以很好地帮助学生理解,但在某些知识的学习中仅仅通过定性的分析是无法让学生完全理解其深层的知识点的,尤其当所需的定量分析涉及高等数学的深层计算能力,这样的计算能力对于职业院校的学生来说是无法企及的.Fluent软件在教学中的应用分析在汽车专业的教学过程中,涉及很多的概念,由于液体的不可触摸性,以及模型都是理想状态,这样导致教学过程变得很抽象.而这些概念在现行的教学中又是通过文字语言的来解释.这种解释方法看似可行,但作为初学者是很难理解,而且一旦详细的研究和追问,相应的还会产生一些新的问题.
我系目前的“流体力学泵和风机”课程教学存在以下几个问题：①该课程中流体力学内容的特点是抽象、枯燥、难懂.②采用现代化多媒体技术的教学手段依然是一种被动接受的多媒体素材灌输模式.
本研究课题依据高职教育的方向和方法对目前我系“流体力学泵和风机”课程教学存在的问题进行教学改革.
如同Autocad引发了无纸化制图革命而使之成为高校工科学生制图课程必学软件一样,Fluent软件以其强大的流体力学问题求解分析能力及良好的界面功能极大地引发了他们的学习 .学生在自己的计算机上跟着教师的求解过程同步参和,表现出一种“活”的参和形式.流体力学和fluent软件相结合,促使他们主动去汲取课本上深奥的知识.
通过课程改革后要实现的目标是：增加Fluent软件的教学内容,针对高职教育的特点,把“流体力学泵和风机”课程教学和Fluent软件教学相结合.改进教学方法,使学生感到技能在提高、知识在巩固.进一步完善教学资源,将大纲标准、教案课件、教学录像、动画展示等内容纳入网络资源,实现学生自主学习,并成为本课程持续开发建设的辅助平台.
参考文献：
[1]吴望一.流体力学[M].北京：北京大学出版社,2002.
[2]许玉望.流体力学泵和风机[M].北京：中国建筑工业出版社,1998.
[3]吴持恭.水力学[M].北京：中国建筑工业出版社,1983.
[4]韩占忠.FLUENT——流体工程仿真计算实例和分析[M].北京：北京理工大学出版社,2009.
[5]王福军.计算流体动力学分析：CFD软件原理和应用[M].北京：清华大学出版社,2004.
（编辑：关丽平）
流体力学论文参考资料：
结论：FLUENT在流体力学教学中应用为大学硕士与本科流体力学毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写流体力学教材推荐方面论文范文。
