流體力學(xué)實驗內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)

一、流體力學(xué)實驗的性質(zhì)、目的和任務(wù)：
    流體力學(xué)實驗是能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)的必修學(xué)科基礎(chǔ)實驗課程。  本課程實驗主要是使學(xué)生了解流體靜力平衡狀態(tài)下的平衡規(guī)律及流體靜力學(xué)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。通過流體力學(xué)的數(shù)值仿真實驗了解和掌握流動的規(guī)律，可視化流體的流動現(xiàn)象，為科學(xué)研究的流體力學(xué)問題分析和實際應(yīng)用奠定良好的分析和數(shù)據(jù)處理能力，加深對工程流體力學(xué)中的理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際問題分析能力。

二、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)基本要求及教學(xué)重點與難點
1、流體靜力學(xué)實驗
    掌握用測壓管測量流體靜壓強的技能；驗證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程；通過對諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實驗分析研討，進一步提高解決靜力學(xué)實際問題的能力。
2、不可壓縮流體恒定流動量定律實驗
    驗證不可壓縮流體恒定流的動量方程；通過對動量與流速、流量、出射角度、動量矩等因素間相關(guān)性的分析研討，進一步掌握流體動力學(xué)的動量守恒定理。
3、沿程水頭損失實驗
    加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律，繪制lghf～lgv曲線；掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測技術(shù)和應(yīng)用壓力傳感器或U型管測壓的方法；將測得的Re～λ關(guān)系值與莫迪圖對比，分析其合理性，進一步提高實驗成果分析能力。
4、流動現(xiàn)象演示實驗
    通過實驗觀察圓柱繞流的卡門渦街。
5、雷諾實驗
    觀察層流、紊流的流態(tài)及其轉(zhuǎn)換特性；測定臨界雷諾數(shù)，掌握圓管流態(tài)判別準(zhǔn)則； 學(xué)習(xí)雷諾數(shù)用無量綱參數(shù)進行實驗研究的方法，并了解其實用意義。
6、Gambit幾何建模
    了解CFD幾何建模；掌握Gambit的幾何建模和網(wǎng)格劃分；理解網(wǎng)格的控制
7、Fluent軟件的操作和使用
    了解fluent數(shù)值模擬軟件；理解各種流體模型；掌握Fluent模擬的邊界和模型等設(shè)置。
8、CFD雷諾實驗
    通過數(shù)值實驗學(xué)習(xí)雷諾實驗，掌握CFD模擬流體質(zhì)點的流線
三、課外學(xué)習(xí)及實驗裝置操作的要求：
    本課程是實驗訓(xùn)練課，強調(diào)實驗設(shè)計與實驗操作的結(jié)合，重在強化綜合運用所學(xué)專業(yè)知識。要求通過訓(xùn)練，每小組獨立完成題庫選題的方案設(shè)計和設(shè)備操作。所以除課內(nèi)訓(xùn)練外，學(xué)生課外需自主學(xué)習(xí)，進一步檢索和分析選題相關(guān)的科技文獻，掌握相關(guān)理論知識點、各指標(biāo)的測試原理及測試方法。要求學(xué)生課外自主檢索《中國科技期刊網(wǎng)》文獻并分析歸納、學(xué)習(xí)流體力學(xué)試驗、氣溶膠流動和沉積的Fluent模擬等專項試驗、各種測試儀器的說明書等資料，并利用課外時間完善和細化實驗方案。
四、教學(xué)方法：
    本課程是一門專業(yè)實驗實踐課程，強調(diào)實驗設(shè)計和實驗操作，要求通過科技文獻檢索與分析歸納，綜合運用專業(yè)理論知識，每個小組獨立完成實驗方案的設(shè)計，實驗指導(dǎo)教師審核修改。本課程的實驗充分考慮實驗性質(zhì)和要求，分為驗證性、綜合性、設(shè)計性、研究性實驗，具體分類見學(xué)時分配表。對于設(shè)計型試驗由學(xué)生完成試驗過程的設(shè)計，通過教師審核后方可試驗；對于驗證性試驗，需要試驗前對試驗的要求和原理熟悉；對于綜合性試驗，除了要求對試驗方案進行設(shè)計，需在試驗數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上對試驗進行改進；研究性試驗要求學(xué)生以項目的形式，對專項進行綜合研究，獲得研究論文為成果的試驗結(jié)果。