楊帆 周濟(jì)人 朱紅耕 成立
摘要:結(jié)合當(dāng)前水泵及水泵站課程教學(xué)現(xiàn)狀,提出將CFD(Computational Fluid Dynamics)技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站理論課程教學(xué)中的構(gòu)想,分析了CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站理論課程教學(xué)的可行性及其優(yōu)點(diǎn),并就CFD技術(shù)如何應(yīng)用于水泵及水泵站理論課程教學(xué)進(jìn)行了案例分析,實(shí)踐表明:將CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站課堂教學(xué)可達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)課堂教學(xué)表現(xiàn)力和教學(xué)效果,有利于科研與教學(xué)的相互促進(jìn)。
關(guān)鍵詞:水泵及水泵站;CFD;課程教學(xué);應(yīng)用
中圖分類號(hào):G642.0;TV1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1005-2909(2018)03-0116-05
計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,簡(jiǎn)稱“CFD”)是20世紀(jì)60年代伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展而迅速崛起的學(xué)科,CFD技術(shù)具有成本低、周期短、速度快等特點(diǎn)。通過CFD技術(shù),利用計(jì)算機(jī)分析并顯示流場(chǎng)中的現(xiàn)象,可達(dá)到在較短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)流場(chǎng)的目的。目前,學(xué)術(shù)界、工業(yè)界都已公認(rèn)CFD技術(shù)是解決流動(dòng)和傳熱相關(guān)問題強(qiáng)有力的工具。在當(dāng)前高校的課程教學(xué)中,以CFD技術(shù)為代表的數(shù)值模擬技術(shù)已被部分教學(xué)工作者引入到本科生的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中,如:將TopoDrive、Flownet and Matlab數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程中[1];將CFD技術(shù)引入到數(shù)值傳熱學(xué)的基礎(chǔ)理論教學(xué)中[2];將ANSYS軟件應(yīng)用于材料力學(xué)的理論教學(xué)中[3-4];將數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于工程流體力學(xué)課程和焊接技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中[5-6]。通過調(diào)研實(shí)際教學(xué)效果可知:將CFD等數(shù)值模擬技術(shù)引入課程教學(xué)對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、改善教學(xué)效果有積極作用。
水泵及水泵站課程是揚(yáng)州大學(xué)水利水電工程、農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的一門重要專業(yè)核心課。通過學(xué)習(xí)該課程,學(xué)生應(yīng)掌握水泵的基本理論、基本性能和水泵的選型配套原則與方法,掌握泵裝置內(nèi)部流動(dòng)的特點(diǎn)及流態(tài)改善方法,掌握泵房設(shè)計(jì)的基本原則與方法,為泵站工程的設(shè)計(jì)與管理奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。水泵及水泵站課程教學(xué)中涉及大量的流體動(dòng)力學(xué)問題,恰當(dāng)采用CFD技術(shù)結(jié)合課程理論教學(xué)開展水泵及水泵站工程流體動(dòng)力學(xué)問題的分析,通過CFD技術(shù)仿真泵站水流運(yùn)動(dòng),可將水泵及泵裝置內(nèi)部流場(chǎng)的細(xì)部流動(dòng)信息形象直觀地展現(xiàn)出來,并能逼真地再現(xiàn)泵站實(shí)際流動(dòng)過程,以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)習(xí)效率,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,提升自主學(xué)習(xí)能力,深化對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的理解。為此筆者就CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站理論課程教學(xué)進(jìn)行了實(shí)踐探討,以期為同行教學(xué)提供參考和啟發(fā)。
一、水泵及水泵站課程教學(xué)現(xiàn)狀
水泵及水泵站課程共分為基礎(chǔ)理論、工程應(yīng)用及實(shí)踐技能三大模塊。課程理論教學(xué)共40個(gè)學(xué)時(shí),基礎(chǔ)理論教學(xué)主要內(nèi)容包括泵的構(gòu)造、泵的能量性能、泵的氣蝕性能、水泵的工況調(diào)節(jié)及水泵的選型配套。工程應(yīng)用主要包括泵站工程規(guī)劃、泵房、進(jìn)水建筑物和出水建筑物等。實(shí)踐技能分為兩部分:一是課程實(shí)驗(yàn),包括水泵拆裝、水泵的能量性能試驗(yàn)、水泵的汽蝕性能試驗(yàn)、水泵進(jìn)出水結(jié)構(gòu)的流動(dòng)演示與測(cè)試;二是課程設(shè)計(jì),在給定流量、水位組合的前提下完成水泵的選型配套和建筑物設(shè)計(jì)。
課程內(nèi)容廣、理論性及應(yīng)用性強(qiáng)。通過日常的教學(xué)發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)于水泵的基本性能,特別是水泵的汽蝕性能難以掌握,泵裝置內(nèi)部流動(dòng)情況較為抽象,學(xué)生理解困難。
針對(duì)這些教學(xué)難點(diǎn),在現(xiàn)有條件下,教師采用視頻播放、PPT圖片展示結(jié)合課堂講解進(jìn)行教學(xué)。但有的視頻內(nèi)容過于陳舊,未能及時(shí)更新且更新難度較大,為解決上述問題,筆者嘗試在教學(xué)過程中將CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站的理論課程教學(xué)中,并對(duì)此做分析討論,以供借鑒。
二、CFD技術(shù)應(yīng)用于課程教學(xué)的益處
CFD技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)求解描述流體流動(dòng),具有模擬各種不同工況泵站水流運(yùn)動(dòng)特性等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合當(dāng)前學(xué)生的思維特點(diǎn)、學(xué)習(xí)習(xí)慣和CFD數(shù)值模擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì),將CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站課程教學(xué)的益處主要有以下5個(gè)方面。
(一)有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索求知欲
學(xué)生通過大二春季的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)已了解水泵及水泵站的作用,但水泵及水泵站課程在大三春季開設(shè),認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和理論教學(xué)之間間隔約1年,水泵及水泵站的結(jié)構(gòu)及其理論對(duì)于學(xué)生來說依然是陌生、新鮮且神秘的,通過采用CFD技術(shù)給出各種典型泵裝置內(nèi)流場(chǎng)、泵站進(jìn)水建筑物、泵站出水建筑物的三維動(dòng)畫,達(dá)到吸引學(xué)生,啟發(fā)學(xué)生思考,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神及獨(dú)立思考解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情。
(二)有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力
基于泵站實(shí)際工程問題,采用CFD技術(shù)模擬現(xiàn)有泵站流場(chǎng)結(jié)構(gòu)存在的問題,通過CFD動(dòng)畫展示讓學(xué)生明白不良流態(tài)對(duì)泵站運(yùn)行的實(shí)際影響,闡述改善泵站不良流態(tài)的基本思想,通過學(xué)生課后自主學(xué)習(xí),查找資料給出合理解決改善不良流態(tài)的措施,并通過CFD技術(shù)模擬評(píng)判自己所提出的改善措施能否起到作用,以此培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。這不僅要求學(xué)生自學(xué)CFD軟件,還需要通過知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫(kù)查找相關(guān)文獻(xiàn)資料給出解決問題的理論依據(jù)。通過這樣的鍛煉,增強(qiáng)學(xué)生自主查找文獻(xiàn),獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、研究及解決問題的能力。
(三)有助于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
通過介紹CFD技術(shù)優(yōu)勢(shì)、CFD技術(shù)在水泵及水泵站內(nèi)流場(chǎng)的模擬形態(tài)、實(shí)際工程應(yīng)用案例,以及設(shè)計(jì)院對(duì)CFD技術(shù)人員的需求,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣。掌握CFD軟件是完成水泵及水泵站課程作業(yè)的前提之一,掌握CFD軟件就需要學(xué)生自主安裝CFD軟件,學(xué)習(xí)建模等基本操作,在軟件的安裝、學(xué)習(xí)及應(yīng)用過程中,學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力得到顯著提升。
(四)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
水泵及水泵站課程涉及概念多、公式推導(dǎo)多,理論分析多,尤其是講授到水泵的基本方程時(shí),學(xué)生往往對(duì)課程失去了興趣。采用CFD技術(shù)模擬水泵內(nèi)部水流運(yùn)行狀態(tài),并結(jié)合葉槽中液流瞬時(shí)變化情況及作用力,給出三維非定常動(dòng)畫,吸引學(xué)生,從而提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。在觀看CFD模擬動(dòng)畫的過程中,結(jié)合教師的講解,學(xué)生可較好地理解和掌握知識(shí)點(diǎn),達(dá)到寓教于樂的目的。
(五)有益于教師將科研與教學(xué)相統(tǒng)一
CFD數(shù)值模擬技術(shù)是當(dāng)前學(xué)術(shù)界開展科學(xué)研究的主要工具之一,也是工程界輔助工程項(xiàng)目預(yù)研的重要手段,CFD數(shù)值模擬技術(shù)已成為該領(lǐng)域?qū)I(yè)教師必備的技能,教師通過將CFD技術(shù)在科研中的應(yīng)用案例引入理論課堂教學(xué),讓學(xué)生了解當(dāng)前研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn),激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,同時(shí)也避免了理論課程教學(xué)無延伸拓展內(nèi)容的尷尬,有利于在理論教學(xué)中發(fā)現(xiàn)新問題,達(dá)到科研與教學(xué)的相互促進(jìn)、相互統(tǒng)一。
三、CFD技術(shù)應(yīng)用于課程教學(xué)的可行性
(一)商用CFD軟件為理論教學(xué)提供了基礎(chǔ)條件
CFD數(shù)值模擬技術(shù)已發(fā)展近70年,以往CFD數(shù)值模擬需要用戶根據(jù)求解問題自己編程寫計(jì)算程序,耗時(shí)長(zhǎng),且程序的通用性較差,較難精準(zhǔn)求解復(fù)雜的三維流動(dòng)問題。隨著商用CFD軟件的問世及快速發(fā)展,CFD數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于本科課程教學(xué)已成為可能。當(dāng)前一些高水平研究型高校已將CFD商用軟件的應(yīng)用列入到本科實(shí)踐教學(xué)課程安排中,如:武漢大學(xué)水利水電工程本科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中增加了水利水電工程專業(yè)軟件的專業(yè)選修課,工程力學(xué)本科專業(yè)中設(shè)置了大型有限元軟件應(yīng)用實(shí)踐的專業(yè)課程[7],這些都表明了在水泵及水泵站的本科教學(xué)中應(yīng)用CFD技術(shù)是可行的。以學(xué)校本科教學(xué)使用的ANSYS CFX商用軟件為例,CFX軟件是全球第一個(gè)通過ISO9001質(zhì)量認(rèn)證的大型商業(yè)CFD軟件,該軟件具有精確的數(shù)值算法,快速穩(wěn)健的求解技術(shù)和豐富的物理模型,可滿足水泵及水泵站日常本科教學(xué)需求。
(二)軟硬件設(shè)施為CFD技術(shù)的應(yīng)用提供了保障
學(xué)?,F(xiàn)已購(gòu)入ANSYS CFX、Fluent、X-flow等專業(yè)的商用CFD軟件,為本科教學(xué)應(yīng)用CFD技術(shù)提供了支撐。學(xué)院設(shè)有計(jì)算機(jī)房,擁有眾多服務(wù)器和工作站,計(jì)算機(jī)房可同時(shí)容納80余名學(xué)生,為CFD技術(shù)的輔助教學(xué)實(shí)踐提供了場(chǎng)地及計(jì)算機(jī)硬件條件保障。學(xué)院還增設(shè)了計(jì)算機(jī)中心,為快速求解教學(xué)內(nèi)容中常規(guī)工程流動(dòng)問題提供了保障,可滿足CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站課程理論教學(xué)的實(shí)際需求,便于學(xué)生自主探索與學(xué)習(xí)。
(三)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了智力保障
計(jì)算機(jī)現(xiàn)已成為大學(xué)生的標(biāo)配之一,水泵及水泵站課程于大三下學(xué)期開設(shè),所有學(xué)生均已通過國(guó)家或江蘇省的計(jì)算機(jī)二級(jí)考試,每年有約30%的學(xué)生通過國(guó)家計(jì)算機(jī)三級(jí)或江蘇省計(jì)算機(jī)三級(jí)考試,這些數(shù)據(jù)均表明了當(dāng)前學(xué)生擁有較好的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平和編程能力,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)CFD軟件提供了智力保障。學(xué)生通過自學(xué),在任課教師的幫助指導(dǎo)下能較快地掌握CFD軟件的基本功能,具備解決常規(guī)流動(dòng)問題的能力。對(duì)于求解常規(guī)的流動(dòng)問題,商用ANSYS CFX軟件已將網(wǎng)格處理ICEM CFD、前處理CFX-Pre、求解CFX-Slover和后處理CFX-Post設(shè)置為4個(gè)獨(dú)立的功能模塊,學(xué)生通過自學(xué)結(jié)合教師輔導(dǎo)便可掌握該軟件的使用方法和基本的邊界條件設(shè)置。
(四)教師的專業(yè)技能為CFD技術(shù)應(yīng)用于理論教學(xué)提供了智力支撐
水泵及水泵站的任課教師均能熟練應(yīng)用CFD軟件,每位任課教師均發(fā)表過采用CFD軟件求解分析泵及泵裝置內(nèi)流的學(xué)術(shù)論文[8-10],教師具有豐富的使用CFD軟件的經(jīng)驗(yàn),并可針對(duì)特殊工程流動(dòng)問題進(jìn)行二次開發(fā)。任課教師均有主持泵及泵裝置水力性能等方面研究課題的經(jīng)歷,這些研究經(jīng)驗(yàn)為CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站理論教學(xué)提供了足夠的智力支撐。
四、CFD技術(shù)在課程教學(xué)的應(yīng)用案例
目前,CFD數(shù)值模擬常用的商用軟件有ANSYS Fluent,ANSYS CFX,F(xiàn)low-3D,Star-CD以及Phoenics等,每款軟件的操作流程基本相同,為便于理論課程教學(xué)統(tǒng)一和CFD軟件的問題討論,規(guī)定學(xué)生選擇ANSYS CFX軟件作為自學(xué)對(duì)象。
(一)水泵汽蝕性能的教學(xué)
當(dāng)講授水泵汽蝕性能時(shí),水泵產(chǎn)生汽蝕時(shí)葉輪和液體間的能量交換受到干擾和破壞,在外特性上表現(xiàn)為流量、揚(yáng)程和效率的迅速下降,甚至斷流,教師往往通過語言描述這一現(xiàn)象,學(xué)生無法達(dá)到真正理解。為了讓學(xué)生理解水泵受汽蝕影響特性曲線下降的來龍去脈,以及氣泡體積的變化過程,加深學(xué)生對(duì)水泵汽蝕特征的理解和記憶,利用CFD技術(shù)對(duì)水泵汽蝕現(xiàn)象進(jìn)行流場(chǎng)三維仿真,模擬混流泵葉輪表面氣泡的變化過程,如圖1所示。通過觀察氣泡體積的變化,用豐富的色彩、形象的圖像和動(dòng)態(tài)的畫面,逼真地演示水泵汽蝕變化過程,再結(jié)合教師的課程講解加深學(xué)生對(duì)水泵汽蝕原理的理解和掌握。
(二)泵站前池流態(tài)及改善措施
當(dāng)教師講授到泵站前池流態(tài)時(shí),側(cè)向進(jìn)水前池的水流與進(jìn)水池水流方向正交或斜交,易形成回流或旋渦,流態(tài)分布不均勻,應(yīng)盡量避免,僅在地形條件比較狹窄、正向進(jìn)水難以布置的情況下才考慮采用。選擇側(cè)向進(jìn)水前池就需要對(duì)側(cè)向進(jìn)水前池內(nèi)部流態(tài)進(jìn)行分析,這時(shí)教師往往通過“側(cè)向進(jìn)水前池宜設(shè)分水導(dǎo)流設(shè)施,并應(yīng)通過水工模型進(jìn)行驗(yàn)證”以此帶過,因側(cè)向進(jìn)水流態(tài)的整流措施及效果很難通過口述讓學(xué)生明白,結(jié)合CFD技術(shù)進(jìn)行分析和闡述,教學(xué)效果顯而易見。教師可結(jié)合工程實(shí)際構(gòu)建三維模型,如圖2所示,采用CFD技術(shù)對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果展示給學(xué)生,讓學(xué)生觀察哪些區(qū)域存在旋渦等不良流態(tài),并通過查找資料找到改善不良流態(tài)的方法。
經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生提出了菱形導(dǎo)流墩、弧形導(dǎo)流墻、Y形整流墩、非等高底坎及直立墻等多種措施,并對(duì)各種措施開展了流場(chǎng)分析工作,評(píng)估各種整流措施對(duì)流態(tài)的改善效果。在分析整流措施效果的同時(shí),可將前池、進(jìn)水池性能的評(píng)判指標(biāo)相結(jié)合,學(xué)生自主計(jì)算評(píng)判指標(biāo)函數(shù),并對(duì)此進(jìn)行分析,以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力。
(三)進(jìn)水池基本流態(tài)教學(xué)
當(dāng)講授第10章第3節(jié)進(jìn)水池基本流態(tài)時(shí),教師往往結(jié)合課本中已有的進(jìn)水池內(nèi)部流態(tài)圖進(jìn)行文字闡述,此時(shí)大多數(shù)學(xué)生會(huì)將書上的這段描述文字用筆做出標(biāo)記,采用了死記硬背的方式記住進(jìn)水池內(nèi)部流動(dòng)特征,可當(dāng)進(jìn)水池幾何尺寸變化時(shí)進(jìn)水池內(nèi)部流態(tài)是否相同,至今尚未有學(xué)生對(duì)此提出問題,但當(dāng)講授到進(jìn)水池內(nèi)旋渦分類時(shí),依據(jù)進(jìn)水池旋渦發(fā)生的位置分為附底渦、附壁渦和水面渦三種類型,此時(shí)學(xué)生往往對(duì)前面進(jìn)水池基本流態(tài)的表述和課本中提供的進(jìn)水池內(nèi)部流態(tài)圖產(chǎn)生疑問,為何在進(jìn)水池基本流態(tài)的描述文字中未提及旋渦問題,那么在何種條件下進(jìn)水池內(nèi)部才不會(huì)產(chǎn)生旋渦?為此,教師往往復(fù)述課本中的文字表述,學(xué)生并不能做到真正理解。面對(duì)這樣的教學(xué)問題,可采用CFD技術(shù)對(duì)進(jìn)水池的內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,探討進(jìn)水池的幾何參數(shù)的變化對(duì)進(jìn)水池內(nèi)流場(chǎng)及旋渦產(chǎn)生的影響規(guī)律,教師可通過分組,讓學(xué)生采用CFD技術(shù)分析幾何參數(shù)變化對(duì)進(jìn)水池內(nèi)流場(chǎng)的影響,并通過PPT匯報(bào)分析研究結(jié)果,圖3所示為課堂教學(xué)中采用CFD技術(shù)研究分析不同喇叭管懸空高時(shí)封閉式進(jìn)水池內(nèi)部流態(tài)。通過直觀展示,學(xué)生對(duì)進(jìn)水池內(nèi)部流態(tài)的差異有了認(rèn)識(shí)和理解,在實(shí)際的操作和分析過程中,會(huì)對(duì)進(jìn)水池基本流態(tài)和進(jìn)水池的控制參數(shù)有清晰的理解,拋棄了以往單一口述的授課方式,讓學(xué)生在探索中掌握進(jìn)水池基本流動(dòng)規(guī)律。
(四)出水流道水力性能教學(xué)
在講授出水流道時(shí),出水流道的水力損失在水泵總揚(yáng)程中所占的比例較大,對(duì)泵裝置能量性能的影響較為明顯,內(nèi)容的講授往往至此結(jié)束,學(xué)生在腦海中可能僅保存了“影響大”的印象,至于原因卻未能詳細(xì)闡述分析。結(jié)合CFD技術(shù)對(duì)泵裝置出水流道進(jìn)行數(shù)值模擬,通過細(xì)部流場(chǎng)的展示和水力損失的計(jì)算讓學(xué)生明白原因,通過CFD技術(shù)將出水流道進(jìn)口處流線圖展示給學(xué)生,如圖4所示,讓學(xué)生通過觀察判別哪張圖是泵站出水流道的進(jìn)口流線圖,哪張圖是非泵站出水流道的進(jìn)口流線圖,啟發(fā)學(xué)生思考為何相同的出水流道有進(jìn)口流場(chǎng)及壓力分布的差異。
通過CFD技術(shù)結(jié)合水泵及水泵站課程的教學(xué)內(nèi)容,設(shè)置特定的背景問題,讓學(xué)生應(yīng)用ANSYS CFX軟件建模求解分析,提高了學(xué)生解決問題的能力,激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣,對(duì)水泵及水泵站課程中知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)更加清晰。任課教師通過CFD技術(shù)可將水泵及水泵站流態(tài)的講授內(nèi)容形象地呈現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生直觀地感受到水泵及水泵站內(nèi)部流態(tài)的特征,提高了學(xué)生對(duì)水泵及水泵站課程的喜愛程度和自主學(xué)習(xí)的興趣,有益于促進(jìn)任課教師對(duì)水泵及水泵站前沿問題及工程問題的思考。
五、結(jié)語
在分析CFD技術(shù)應(yīng)用于水泵及水泵站課程教學(xué)的可行性及優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,嘗試將CFD技術(shù)應(yīng)用于理論教學(xué)中,結(jié)合實(shí)際教學(xué)工作進(jìn)行了舉例分析。通過教學(xué)實(shí)踐表明,利用CFD技術(shù)將水泵及水泵站進(jìn)出水建筑物內(nèi)部水流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直觀展示,將理論性強(qiáng)的內(nèi)容形象化和動(dòng)態(tài)化,該方法不僅開闊了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)熱情,加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,達(dá)到了增強(qiáng)課堂教學(xué)表現(xiàn)力和教學(xué)效果的目的,有利于教學(xué)與科研相互促進(jìn),共同提高。
參考文獻(xiàn):
[1]施小清,吳劍鋒. 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程的數(shù)值模擬可視化教學(xué)探討[J]. 中國(guó)地質(zhì)教學(xué),2014(4):75-79.
[2]杜敏,王助良. CFD技術(shù)在數(shù)值傳熱學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)電力教育,2012(33):58-59.
[3]考四明,盧小雨,宮能平. 數(shù)值模擬在材料力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,39(12):209-211.
[4]祝捷,劉京紅,張曉天,等. 基于數(shù)值模擬的材料力學(xué)教學(xué)導(dǎo)入法[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011(4):468-470.
[5]蔣光彪,殷水平,陳勝銘,等. CFD軟件及源程序輔助工程流體力學(xué)課程教學(xué)的探索與實(shí)踐[J]. 高等建筑教育,2015,24(5):154-157.
[6]李美艷,韓濤,韓彬,等. 數(shù)值模擬在焊接技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015,32(10):52-55,59.
[7]武漢大學(xué)本科人才培養(yǎng)方案[Z]. 武漢大學(xué)本科生院編,2013.
[8]楊帆,趙浩儒,劉超,等. 渦帶工況下軸流泵裝置內(nèi)部流動(dòng)特性數(shù)值分析[J]. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào),2017,25(4):670-678.
[9]周濟(jì)人,仲召偉,梁金棟,等. 側(cè)向進(jìn)水泵站前池整流三維數(shù)值模擬[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào),2015,24(10):53-54.
[10]朱紅耕,戴龍洋,張仁田,等. 新型豎井貫流泵裝置研發(fā)與數(shù)值分析[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào),2011,29(5):418-422.