時(shí)間：2022-10-20 20:47:26
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇流體力學(xué)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
英文名稱：Journal of Experiments in Fluid Mechanics
主管單位：中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)
主辦單位：中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)會(huì)
出版周期：雙月刊
出版地址：四川省綿陽(yáng)市
語(yǔ)
種：雙語(yǔ)
開
本：大16開
國(guó)際刊號(hào)：1672-9897
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-5266/V
郵發(fā)代號(hào)：62-47
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1987
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù)：
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
Comparative Physiology
Water， Ions and Fluid Mechanics
2011，360pp
Paperback
ISBN9780521106290
K.S.Nielsen等編
1976年9月在瑞士舉行了第3屆比較生理學(xué)國(guó)際大會(huì)，來自世界各國(guó)的36位專家參加了這次會(huì)議，1978年出版了該會(huì)的論文集，經(jīng)多次重印后于2011年重新出版簡(jiǎn)裝版。
生理學(xué)比較方法的優(yōu)點(diǎn)，就是可以從各種生物體中找到解決特定生理學(xué)問題的關(guān)鍵。當(dāng)選擇的生物體是那些正面臨著最極端的生理應(yīng)力時(shí)，這就更明顯了。例如，小的陸地節(jié)肢動(dòng)物面臨水的經(jīng)濟(jì)問題，其中一個(gè)令人印象深刻的壯舉是吸收空氣中的水蒸氣。本書介紹不同生物體的迷人吸水方法，溶質(zhì)如何在上皮細(xì)胞中運(yùn)動(dòng)的理論問題，生活在極端環(huán)境下的動(dòng)物，包括細(xì)菌、甲殼動(dòng)物、昆蟲、魚類和鳥類如何應(yīng)對(duì)異常困難問題。
全書分為3部分，含23篇論文，第1部分水的吸收和運(yùn)輸，含9篇論文：1. 上皮吸收中電位和離子活性的細(xì)胞間梯度；2. 角膜內(nèi)皮的流體輸送；3.跨越膽囊上皮細(xì)胞的流體輸送；4.在兩棲類動(dòng)物皮膚口旁尿素和其他物質(zhì)行動(dòng)的觀察；5. 家蠅等昆蟲的水蒸汽吸收；6. 黃粉蟲的水蒸氣吸收：研究這一現(xiàn)象的一種新方法；7. 螨的水蒸氣吸收和它的機(jī)理；8. 從空氣中吸收水蒸氣：虱子的過程、地點(diǎn)和機(jī)制；9. 蟑螂吸收水蒸氣的地點(diǎn)。第2部分不平衡環(huán)境中的滲透和離子調(diào)節(jié)，含9篇論文：10. 微生物中滲透壓和離子運(yùn)輸?shù)囊恍┎呗裕?1. 蚊子幼蟲在鹽水中的離子滲透調(diào)節(jié)機(jī)制；12.在長(zhǎng)臂鋸齒蝦中鎂分泌的抑制；13.跨越禽糞道的電解質(zhì)運(yùn)輸：滲透的調(diào)節(jié)作用；14.海洋鳥類中的鹽腺：什么觸發(fā)分泌和使它們成長(zhǎng)；15. 魚對(duì)高堿度的適應(yīng)：羅非魚和羅非白魚的比較；16.在羅非白魚中的滲透調(diào)節(jié)：一個(gè)極端堿度的魚；17. 海洋魚類的內(nèi)部環(huán)境；18. 硬骨魚中嗜鉻組織控制兒茶酚胺釋放。第3部分生物流體力學(xué)，含5篇論文：19. 纖毛和鞭毛的流體推進(jìn)；20.水生和陸生動(dòng)物中的流體骨架；21.循環(huán)系統(tǒng)的流體力學(xué)；22.在哺乳動(dòng)物中的對(duì)流；23. 鳥正常盤旋飛行的空氣動(dòng)力學(xué)。
本書適合比較生理學(xué)、物理學(xué)、流體力學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的大學(xué)生、研究生、教師和研究人員閱讀和參考。
吳永禮，
研究員
（中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所）
關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐；計(jì)算流體力學(xué)
中圖分類號(hào)：H191
工程流體力學(xué)是建筑環(huán)境與設(shè)備工程和土木工程等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)課程如建筑給排水、流體輸配管網(wǎng)、暖通空調(diào)等課程的基礎(chǔ)，也是開拓專業(yè)不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)理論學(xué)科。但是長(zhǎng)期以來，工程流體力學(xué)一直是老師認(rèn)為最難教、學(xué)生認(rèn)為最難學(xué)的課程，因此如何提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)能力培養(yǎng)，是目前迫切需要解決的問題。
在強(qiáng)調(diào)節(jié)能、注重環(huán)保的今天，面對(duì)未來生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)能源動(dòng)力的需求趨勢(shì)，許多相關(guān)聯(lián)的熱力工程技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)都需要工程流體力學(xué)作為其研究的理論基礎(chǔ)。因此，加深和拓寬工程流體力學(xué)的基本教學(xué)內(nèi)容，對(duì)原有課程進(jìn)行有效整合及改革，延伸工程流體力學(xué)課程教學(xué)深度，提高該課程教學(xué)質(zhì)量，是我們?cè)诮虒W(xué)中急需解決的問題。
1、理論課的教學(xué)改革
由于傳統(tǒng)的極大慣性，理論課的改革須逐步進(jìn)行，先進(jìn)的教育理念本身在不斷發(fā)展，是動(dòng)態(tài)的，這就決定了教學(xué)改革也是動(dòng)態(tài)的[1]。
1）強(qiáng)化互動(dòng)式教學(xué)。教師運(yùn)用生動(dòng)、詼諧的語(yǔ)言，深入淺出的比喻，靈活多變的講解，突出重點(diǎn)，重視基本概念、基本理論、基本方法的講解，講深、講透工程流體力學(xué)基本方程，結(jié)合講授內(nèi)容，有目的地介紹工程流體力學(xué)的各種基本方法、模型、技能以及工程和專業(yè)實(shí)際背景。要讓學(xué)生與教師互動(dòng)起來。只有師生互動(dòng)，才能有效地將學(xué)生帶到無限的探索和想象空間，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，潛心探索以獲取新的知識(shí)。
2）采用板書與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。
多媒體輔助教學(xué)是一種很有效的教學(xué)方式，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段現(xiàn)代化的重要途徑。多媒體教學(xué)可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增大課堂教學(xué)容量，克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端[2]。這種模式采用動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)演示等多種形式，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，通俗易懂，生動(dòng)活潑，具體形象地展示流體的一些流動(dòng)現(xiàn)象，營(yíng)造了一種圖文結(jié)合、視聽并舉的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果及教學(xué)效率。但是在推導(dǎo)一些關(guān)鍵公式時(shí)，如果單一采用多媒體手段進(jìn)行教學(xué)，可能導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)思考不足、理解不透，如同看電影一樣匆匆而過的現(xiàn)象。所以，此時(shí)有必要結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式授課，留給學(xué)生足夠的時(shí)間思考、琢磨和消化。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，做到人機(jī)互補(bǔ)。
3）教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想和更新教學(xué)觀念。教師應(yīng)把教學(xué)從單純的專業(yè)技術(shù)知識(shí)教育轉(zhuǎn)變?yōu)橹刂R(shí)、素質(zhì)和能力并進(jìn)的培養(yǎng)教育，激發(fā)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的興趣。為了更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，教師應(yīng)優(yōu)選習(xí)題，加強(qiáng)課堂練習(xí)。只有扎實(shí)地掌握了工程流體力學(xué)的基本知識(shí)，才能更好地解決實(shí)際問題。因此，教師在課下一定要查閱大量的工程流體力學(xué)教材和習(xí)題集，整理出加深基本知識(shí)的選擇題和問答題以及從實(shí)際問題中抽象出來的計(jì)算題。
4）改革考核方式。現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校對(duì)工程流體力學(xué)課程的考核主要是期末筆試，有些學(xué)校增加了平時(shí)成績(jī)，但平時(shí)成績(jī)大多是依據(jù)課堂考勤和平時(shí)作業(yè)，這在很大程度上制約著學(xué)生主體作用的發(fā)揮，有些學(xué)生比較反感，甚至造成抵制情緒，不利于良好教學(xué)氛圍的建立，有些同學(xué)甚至在考試時(shí)"鋌而走險(xiǎn)"，因此改革考核方法勢(shì)在必行。期末考試除了筆試之外，還可把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分?jǐn)?shù)作為平時(shí)成績(jī)的一個(gè)方面，也可大膽地采用課程論文、課程答辯等形式，考核方式甚至可以采用開卷方式，制定考試方法必須是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的服務(wù)，而不是為了考試而考試。
2、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革
工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的以教師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式抑制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。[3]目前工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著很多問題，[4]比如說傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)造性思維得不到發(fā)揮；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件在很大程度上不能滿足教學(xué)需要；實(shí)驗(yàn)方法落后，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；實(shí)驗(yàn)教材過于簡(jiǎn)單化；實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范等等。為了解決上述問題，我們積極采取了很多措施，比如說以減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦的學(xué)習(xí)積極性；采用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)；引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；更新實(shí)驗(yàn)教材等等。通過對(duì)工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，改變了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)，使得教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量顯著提高。
3、加強(qiáng)CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)中的應(yīng)用
近來年，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)（簡(jiǎn)稱CFD）技術(shù)日趨成熟，CFD軟件得到了較廣泛的應(yīng)用。[5]-[6]該軟件可以生動(dòng)、形象地展示各種常見的流動(dòng)現(xiàn)象，將抽象的概念、理論變成形象的畫面，已成為解決各種流動(dòng)現(xiàn)象的有力工具，過去只能靠實(shí)驗(yàn)手段才能得到的某些結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)完全可以借助于CFD技術(shù)的數(shù)值模擬來準(zhǔn)確獲取。教師如果在講述枯燥的理論課時(shí)加以CFD模擬，這樣不僅便于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深入理解，而且達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果的目的。比如在講述雷諾實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，[7]教師可以在課前利用CFD軟件模擬圓管內(nèi)流動(dòng)，上課時(shí)學(xué)生只要通過觀看顏色水的流線就可非常輕松地辨別出流動(dòng)形態(tài)。再比如在講述暖通空調(diào)課程時(shí)，教師可以給學(xué)生播放不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)下的空調(diào)房間流場(chǎng)圖，[8]在強(qiáng)烈的視覺沖擊效果下，不僅大大加強(qiáng)了學(xué)生的記憶深度，而且還有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，甚至學(xué)生本人就可以歸納出不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)。
4、結(jié)束語(yǔ)
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《工程流體力學(xué)》課程是面向工程應(yīng)用人才的課程，所以所學(xué)理論內(nèi)容必須和工程實(shí)際緊密結(jié)合。該課程的教學(xué)改革必須不斷深入，這樣才能為培養(yǎng)新世紀(jì)綜合型專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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教育模式在從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)換的過程中，如何去把握課堂上教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”之間的關(guān)系，己成為教育界同仁們共同關(guān)注的問題。教育的最終目的是讓學(xué)生在掌握前人積累的豐富知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展和創(chuàng)新。前蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基說：“只有能夠去激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自我教育能力的教育才是真正的教育”[1]。現(xiàn)代社會(huì)信息瞬息萬(wàn)變，教育者除教授知識(shí)外，更重要的是教給學(xué)生獲取知識(shí)的方法和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，由學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)適合自己特點(diǎn)的課程。因此，學(xué)校的任務(wù)是研究如何向?qū)W生提供最好的服務(wù)，提供可以自由探索、自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，改變“以教師為主體”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，在先進(jìn)的教育科學(xué)理念的指引下，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的作用，管理教學(xué)，組織教學(xué)，實(shí)施“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式。
一“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的內(nèi)涵
“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理論，目的是讓學(xué)生親身經(jīng)歷知識(shí)的獲得過程，體驗(yàn)成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性、自主性、創(chuàng)造性。教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)，為學(xué)生探究知識(shí)創(chuàng)設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師是知識(shí)的擁有者、傳授者，是教學(xué)過程中的絕對(duì)“權(quán)威”，學(xué)生則是“容器”，教師講課的主要教學(xué)手段和方法是如何將知識(shí)輸送到所謂的“容器”中去[2]。整個(gè)課堂上教師是主導(dǎo)者，是核心人物，而學(xué)生則是服從者；課堂是教師講，學(xué)生聽；教師寫，學(xué)生記。教學(xué)中，學(xué)生完全處于被動(dòng)狀態(tài)，主要依靠教師在進(jìn)行消極地學(xué)習(xí)。該方法嚴(yán)重影響了學(xué)生創(chuàng)造力和想象力的發(fā)揮，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，這是與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、自主性、獨(dú)立性教育目標(biāo)背道而馳的。教師應(yīng)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、組織者，應(yīng)該扮演引導(dǎo)者和參與者的角色，學(xué)生才是教學(xué)活動(dòng)的主體。因此，教師應(yīng)該在把握住“以學(xué)生為主體”的教育模式的內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，努力為學(xué)生創(chuàng)造一種探究學(xué)習(xí)的氣氛或情境，讓學(xué)生根據(jù)探究的目標(biāo)進(jìn)行探索、甚至猜測(cè)，由學(xué)生通過自己的努力去獲得最后的結(jié)論，讓學(xué)生真正成為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的主體。當(dāng)然了，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理論并不意味著教師的指導(dǎo)沒有必要，教師不僅要幫助學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氣氛，更重要的是，教師在教學(xué)中應(yīng)起引導(dǎo)和導(dǎo)向的作用。讓學(xué)生獨(dú)立自主地進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)當(dāng)然重要，但是，為保證學(xué)生的探究和學(xué)習(xí)活動(dòng)順利進(jìn)行下去，教師的有效引導(dǎo)也是非常必要的。
二計(jì)算流體力學(xué)課程的特點(diǎn)
計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，以下簡(jiǎn)稱為CFD）是通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示的方法，在時(shí)間和空間上通過數(shù)值解來定量的描述流場(chǎng)，從而達(dá)到對(duì)物理問題研究的目的的一門課程。CFD 可以作為一種研究工具去形象的展示流場(chǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從機(jī)理的角度解釋相應(yīng)流動(dòng)的特點(diǎn)；也可以作為一種設(shè)計(jì)工具對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而達(dá)到節(jié)省研發(fā)成本的目的。總之，CFD 在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中的很多方面已表現(xiàn)出了巨大的作用[3]。
計(jì)算流體力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，它不僅是一種有效的關(guān)于流動(dòng)和傳熱問題的研究手段，而且在幾十年的發(fā)展中，又自成體系而成為一門獨(dú)立的學(xué)科。CFD 是建立在流體力學(xué)的基礎(chǔ)之上的，它的主要目的是求解微分方程，所以要學(xué)好這門課程，就要很好的掌握計(jì)算方法、偏微分方程的數(shù)值求解等課程的基本知識(shí)，同時(shí)，還要有很好的物理問題抽像簡(jiǎn)化能力及對(duì)結(jié)果的各種處理分析能力，正是由于CFD 課程的這種多學(xué)科交叉基礎(chǔ)的特點(diǎn)，所以將其設(shè)置為研究生課程，也正因?yàn)槿绱耍蟛糠謱W(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，常感到該課程的理論性強(qiáng)、概念抽象、公式推導(dǎo)復(fù)雜等諸多難點(diǎn)。
三碩士研究生階段的教學(xué)特點(diǎn)
碩士研究生階段專業(yè)課與本科專業(yè)課相比有深、廣、新、專等特點(diǎn)，同時(shí)還要更高層次地體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點(diǎn)。所謂深，是指研究生課程應(yīng)對(duì)該課程所涉及到的領(lǐng)域具有更深的論證、探討與描述，以使學(xué)生對(duì)本學(xué)科有更深層次的理解。所謂廣，是指研究生課程所涉及的內(nèi)容應(yīng)比相應(yīng)的本科生課程涉及更廣泛的領(lǐng)域，特別是與本學(xué)科的交叉領(lǐng)域。所謂新，是指研究生課程的內(nèi)容應(yīng)主要反應(yīng)該領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的最新成果、最新的理論、觀點(diǎn)與研究方法。所謂專, 是指與本科生相比，研究生教育具有更強(qiáng)的專業(yè)性，是為科研、教育、企業(yè)、政府、社會(huì)等各個(gè)部門培養(yǎng)實(shí)用的高級(jí)專業(yè)人才。研究生專業(yè)課的內(nèi)容除了應(yīng)具有上述特點(diǎn)之外還必須在更高層次上體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點(diǎn)，研究生的專業(yè)課教學(xué)必須在所有細(xì)節(jié)上都滲入素質(zhì)教育的思想，使學(xué)生能夠在自我培養(yǎng)、知識(shí)創(chuàng)新、思想表述、學(xué)術(shù)交流、協(xié)作精神、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)等方面都有所提高。碩士研究生專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)該全部都是完全成熟了的經(jīng)典的理論與方法, 而是要讓學(xué)生了解本領(lǐng)域正在發(fā)展著的、有爭(zhēng)議的、探索性的觀點(diǎn)、假說、設(shè)計(jì)思想、研究思路、實(shí)驗(yàn)方法,等等。這就要求學(xué)生具有自主的、批判與選擇的能動(dòng)性；具有能夠發(fā)現(xiàn)問題，研究問題和解決問題的能力；具有將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行能動(dòng)比較，融匯貫通和總結(jié)提高的能力；具有將所選定的研究方向和現(xiàn)有條件相結(jié)合并歸納與提煉出研究課題的能力。
碩士研究生一般都經(jīng)過了完整的本科四年教育，大多數(shù)為本專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生。他們大都較好地掌握了學(xué)習(xí)方法，特別是自學(xué)方法，并已養(yǎng)成了刻苦鉆研的習(xí)慣。這一群體不但已初步掌握了本專業(yè)的最基本的理論基礎(chǔ)、基本概念，還掌握了在這一領(lǐng)域工作的基本方法與基本原則。具有了在本領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究或工程設(shè)計(jì)的基本素質(zhì)。同時(shí)，這一群體的成員都經(jīng)歷過嚴(yán)格的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作與答辯過程，具有一定的獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。因此，碩士研究生到了專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，已具備了“學(xué)生主體”模式的教學(xué)條件。
四在教學(xué)和考試中應(yīng)體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”
研究生階段的教學(xué)不同于本科階段及其之前階段的教學(xué)方式，前者以“研”為主，后者則以“學(xué)”為主，所以研究生教學(xué)應(yīng)以研究為導(dǎo)向，以創(chuàng)新或者說研究成果的數(shù)量和質(zhì)量為評(píng)判優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。
1 教學(xué)方法的改變
培養(yǎng)研究生檢索文獻(xiàn)和自主學(xué)習(xí)的能力是實(shí)施“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的第一步。文獻(xiàn)檢索是研究生從事科學(xué)研究的最重要環(huán)節(jié)。科學(xué)研究是具有連續(xù)性和繼承性的，尤其是對(duì)剛從事研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生，查找文獻(xiàn)資料，掌握某一研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)是進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的第一步，這一步進(jìn)行得好壞直接關(guān)系到以后一系列的研究活動(dòng)。因此，在計(jì)算流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，教師可通過布置“文獻(xiàn)檢索”作業(yè)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好或課題方向查閱最新的中文或外文文獻(xiàn)，寫出此方向的文獻(xiàn)綜述；并鼓勵(lì)學(xué)生整理成科技論文向國(guó)內(nèi)外相關(guān)科技刊物投稿，并爭(zhēng)取發(fā)表。研究生通過這樣的學(xué)習(xí)鍛煉，能提高他們的文獻(xiàn)檢索和總結(jié)提煉的能力，可為他們將來進(jìn)行科研和撰寫畢業(yè)論文奠定一定的基礎(chǔ)。
開展課題研討活動(dòng)，培養(yǎng)研究生解決問題的實(shí)際能力及口頭匯報(bào)能力是實(shí)施“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的關(guān)鍵。為達(dá)到此目的，教師在教學(xué)中可以將3～4 名研究生分為一個(gè)討論小組，為每個(gè)小組布置不同的研究課題，讓學(xué)生們?cè)谡J(rèn)真研究和理解文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，找出具體的切入點(diǎn)深入研究，并在課堂上分批次的匯報(bào)各自小組的研究?jī)?nèi)容，包括物理問題的簡(jiǎn)化，數(shù)學(xué)模型的建立，具體的求解過程及參數(shù)設(shè)置，以及結(jié)果的詳細(xì)分析及討論。在課堂上，每個(gè)研究生還可有選擇性地匯報(bào)各自文獻(xiàn)檢索結(jié)果的綜述，把自己感興趣的和有深刻理解的專題進(jìn)行講解，其他的學(xué)生也可以現(xiàn)場(chǎng)提問，這樣，研究生在匯報(bào)和回答提問的過程中，他們的理解能力和表達(dá)能力也都同時(shí)得到了鍛煉．
2 考核方式的改變
在選修課的學(xué)習(xí)中，如果仍然采取傳統(tǒng)的閉卷考試作為課程考評(píng)方式的話，就很難看到創(chuàng)新的教學(xué)改革手段體現(xiàn)在研究生身上的效果，因此，在課程的考核方法上應(yīng)大膽改革，比如考核內(nèi)容和成績(jī)可如此規(guī)定：在100 分的總成績(jī)中，報(bào)告占50 分。其中，對(duì)理論和方法的理解是否全面、準(zhǔn)確和深刻占30 分；講述是否清晰和是否引人入勝占10 分；講解過程是否結(jié)合現(xiàn)代化媒體手段（如POWerpOINT，F(xiàn)LASH）占10 分，同時(shí)對(duì)積極提問和踴躍發(fā)言者適當(dāng)加分；文獻(xiàn)檢索作業(yè)占10分，對(duì)檢索較多外文文獻(xiàn)的學(xué)生，如文獻(xiàn)內(nèi)容新穎，且緊跟科技發(fā)展的，可給予加分，而少交或遲交作業(yè)者則酌情扣分；FLUENT 軟件實(shí)例計(jì)算作業(yè)占20 分，要求有詳細(xì)的前處理網(wǎng)絡(luò)模型和詳細(xì)的結(jié)果處理分析，并且對(duì)總結(jié)成科技論文在優(yōu)秀刊物上發(fā)表者給予加分；期末論文投稿占20 分，要求按標(biāo)準(zhǔn)科技論文格式書寫，內(nèi)容要詳實(shí)、全面和觀點(diǎn)獨(dú)到，并以優(yōu)秀篇數(shù)和刊物水平作為加分依據(jù)[4]。以上課程考核措施的制定，都是以調(diào)動(dòng)研究生學(xué)習(xí)計(jì)算流體力學(xué)課程的積極性為首要前提，旨在提高他們的科技論文寫作能力和解決流動(dòng)傳熱實(shí)際問題的能力。
總之，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式的實(shí)施是一個(gè)長(zhǎng)期的、循序漸進(jìn)的過程。在此過程中，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)諸如教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)進(jìn)度和學(xué)時(shí)調(diào)整等一系列新問題，這就要求任課教師要具有堅(jiān)定不移的決心和高度負(fù)責(zé)的責(zé)任心，要以提高研究生的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力為己任，要不斷創(chuàng)新、開拓和探索更加有效的教學(xué)手段和方法。另一方面，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該鼓勵(lì)和支持對(duì)研究生課程的改革，研究生教學(xué)管理部門應(yīng)承認(rèn)并獎(jiǎng)勵(lì)教師在實(shí)施教學(xué)改革中增加的學(xué)時(shí)數(shù)量，在政策和經(jīng)濟(jì)上給予支持，創(chuàng)造有利于實(shí)施教學(xué)改革的環(huán)境和氛圍，從而使之得到不斷的深入和完善。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳德平, 倪文. 碩士研究生專業(yè)課教學(xué)中的“學(xué)生主體”模式認(rèn)識(shí)與實(shí)踐[J].中國(guó)冶金教育，200(5):65-68.
關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)模式；流體力學(xué)；數(shù)值模擬
【中圖分類號(hào)】G64.25 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】
所謂研究型教學(xué)模式是指在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生逐步深入研究某一個(gè)問題的教學(xué)模式，是以具體的實(shí)例為研究對(duì)象，利用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并結(jié)合現(xiàn)代的研究手段進(jìn)行逐步的深入研究，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，目的是培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的思維模式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。這是將現(xiàn)代科研研究方法和研究?jī)?nèi)容引入課堂的重要途徑，也是達(dá)到培養(yǎng)研究型人才的重要過程。本文在流體力學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了相關(guān)的嘗試，并獲得了較好的教學(xué)效果。
一、 研究題目的選取
由于是課堂教學(xué)，受時(shí)間的限制，研究題目要求適當(dāng)，即簡(jiǎn)單易懂、清晰明了，又有實(shí)用價(jià)值和深入研究的前景，在具體教學(xué)中選取了如下的問題。
結(jié)構(gòu)如圖1所示，閥門A固定，閥門B可上下移動(dòng)，水在閥門A、B所開啟的通道內(nèi)流動(dòng)。若閥門A入口處的來流速度為已知，試分析流域內(nèi)的壓力分布、速度分布，并計(jì)算閥門B所受到的合力。
對(duì)于這個(gè)問題，在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)流動(dòng)進(jìn)行分析的同時(shí)，提出了如下的問題：
（1） 水流對(duì)閥門B的作用力是促使閥門B關(guān)閉還是開啟？
（2） 水流在a、b處的流動(dòng)方向如何？
（3） 水流對(duì)閥門B的作用力與閥門開啟之間的關(guān)系如何？
這個(gè)題目是來自于工程實(shí)踐中的閥門控制問題，在進(jìn)行閥門開啟的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，要求確認(rèn)閥門B的受力大小及方向。問題提出后，可要求學(xué)生根據(jù)自己對(duì)問題的理解，先猜想一下結(jié)果，然后再進(jìn)行深入的計(jì)算研究加以驗(yàn)證，并利用流體力學(xué)基本原理進(jìn)行理論的分析和解釋。
二、 研究手段應(yīng)具有先進(jìn)性
介紹先進(jìn)的研究方法，把現(xiàn)代研究工具融入到日常教學(xué)中，是教學(xué)改革的重要內(nèi)容和任務(wù)。就本問題而言，這個(gè)問題看似簡(jiǎn)單，實(shí)際是一個(gè)比較復(fù)雜的紊流流動(dòng)問題。鑒于理論求解的復(fù)雜性和實(shí)驗(yàn)研究的局限性，采用數(shù)值模擬的方法即體現(xiàn)了先進(jìn)的研究手段，又適合于課堂研究討論和對(duì)問題的深入研究和引導(dǎo)。
目前流體力學(xué)的研究方法有三種，一是理論的方法，二是實(shí)驗(yàn)的方法，三是數(shù)值的方法。傳統(tǒng)的流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與方法，基本上是基于理論的教學(xué)，并輔之以部分簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。利用理論解析的方法求解流體流動(dòng)問題，由于受到求解非線性方程沒有成熟的數(shù)學(xué)方法的制約，研究進(jìn)展緩慢，到目前為止，也只有極少數(shù)的特例得以進(jìn)行理論求解。對(duì)于利用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究，由于受到實(shí)驗(yàn)的局限性，以及大量人力物力的消耗，不適于本問題的課堂教學(xué)研究和教學(xué)目的。近年來，隨著計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)生活和科學(xué)研究方法也產(chǎn)生了巨大的變化，利用數(shù)值模擬計(jì)算的方法已經(jīng)是當(dāng)前各個(gè)研究單位的首選研究手段。
鑒于以上論述，在對(duì)問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，同時(shí)介紹現(xiàn)代的研究方法和數(shù)值模擬計(jì)算平臺(tái)（例如Fluent，CFX等），即給學(xué)生深入研究提供了研究手段，又達(dá)到了將教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代研究方法相結(jié)合的目的，對(duì)培養(yǎng)研究型人才具有重要意義。
三、 計(jì)算結(jié)果應(yīng)有合理的解釋和分析
本文利用數(shù)值模擬的方法，通過對(duì)流域的建模、計(jì)算和后處理，對(duì)本問題進(jìn)行了流動(dòng)過程的研究。對(duì)這一部分教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)該對(duì)流場(chǎng)的邊界條件、邊界類型、紊流模型和計(jì)算方法等進(jìn)行較詳細(xì)的介紹和講解。鑒于大學(xué)本科教學(xué)內(nèi)容和流體專業(yè)知識(shí)的限制，可對(duì)流場(chǎng)的邊界條件和邊界類型多做一些講解，例如速度邊界、壓力出流邊界等；對(duì)紊流模型的來源及其應(yīng)用做簡(jiǎn)單介紹，而對(duì)諸如SIMPLE、PISO算法等僅僅介紹一下怎樣選取和使用即可。
經(jīng)過數(shù)值模擬計(jì)算，有如下發(fā)現(xiàn)：
（1） 水流的流動(dòng)對(duì)閥門B產(chǎn)生一個(gè)向下的力，促使閥門B趨向于關(guān)閉
對(duì)此結(jié)果，必須要有合理的解釋。通過計(jì)算，發(fā)現(xiàn)通道內(nèi)的壓強(qiáng)分布如圖2所示。對(duì)于閥門B來說，其上部為低壓區(qū)，而下部為高壓區(qū)，在這個(gè)壓力差作用下，迫使閥門B有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
這一部分的流動(dòng)，由于通道的變形，迫使水流改變?cè)械牧鲃?dòng)方向，在沖擊閥門B下端壁面的同時(shí)，也使閥門B上端壁面產(chǎn)生了低壓區(qū)，從而產(chǎn)生一個(gè)向下的合力。
（2）下部a處，水向通道內(nèi)流動(dòng)
數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果表明，經(jīng)過口b的流動(dòng)方向是向上的，這很好理解，但經(jīng)過口a處的流動(dòng)方向也是向上的，而不是向下的出流，流動(dòng)情況如圖3所示，這就可能與最初的猜想相悖。
對(duì)此情況，可利用伯努利方程進(jìn)行解釋。當(dāng)水流流經(jīng)閥門A、B相接處時(shí)，由于通道的變窄，使得流動(dòng)速度加快，并產(chǎn)生一定的真空度。由于設(shè)定a處為大氣壓，則在此真空度的作用下，迫使水流向通道內(nèi)流動(dòng)。
四、 指出進(jìn)一步的研究?jī)?nèi)容
通過前面的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)數(shù)值模擬這一現(xiàn)代研究手段及研究過程有了初步的了解，達(dá)到了將現(xiàn)代研究方法引入課堂的目的。為了更加有效的掌握教學(xué)內(nèi)容，在介紹完數(shù)值模擬平臺(tái)的使用，并對(duì)問題進(jìn)行了初步研究之后，還必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考和研究。
具體到本次教學(xué)，提出了閥門B的受力大小與閥門開啟之間有什么樣的關(guān)系，要求進(jìn)一步深入研究。這里首先要定義閥門的開啟度，應(yīng)該是一個(gè)無量綱的量。然后利用數(shù)值模擬平臺(tái)，進(jìn)行逐步的研究，并把計(jì)算結(jié)果繪制成曲線。這一部分工作，可留給同學(xué)課后完成，并要求以科研論文的格式寫出研究報(bào)告。實(shí)踐證明，這樣的要求激發(fā)了學(xué)生的研究熱情，也使學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的方法和內(nèi)容有了更深的體會(huì)。
本科生寫出科研論文是卓越工程師計(jì)劃的一部分，因此，這一部分的教學(xué)內(nèi)容對(duì)參與卓越工程師計(jì)劃的專業(yè)尤為重要。
五、 教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)該注意的一些問題
采用這種研究型教學(xué)模式，有如下的體會(huì)。
1、 教學(xué)時(shí)機(jī)的把握
采用這種教學(xué)方法，應(yīng)該是在講授完流體力學(xué)基本內(nèi)容之后進(jìn)行。這里的流體力學(xué)基本內(nèi)容包括流體流動(dòng)的連續(xù)性方程、伯努利方程和動(dòng)量定理，并對(duì)粘性流動(dòng)的層流和紊流等進(jìn)行介紹之后進(jìn)行。
2、 教學(xué)方式即可以采用演示的方法，也可以采用師生互動(dòng)的方法
對(duì)于有條件的，應(yīng)該盡量采用師生互動(dòng)的方法進(jìn)行教學(xué)，從方案的設(shè)定，到計(jì)算結(jié)果的處理和分析，要求師生一起進(jìn)行，并進(jìn)行充分的討論，這樣的教學(xué)效果是最好的。
3、 題目的選取
采用研究型教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)以講解研究方法和研究過程為宗旨。其中題目的選取至關(guān)重要，一般來說，題目不易選得過于復(fù)雜，最好是來自于工程實(shí)際，并具有一定的代表性和后續(xù)研究?jī)?nèi)容。
4、 教學(xué)后期的把握
這種教學(xué)過程的重要一環(huán)是學(xué)生的課后練習(xí)和對(duì)題目的進(jìn)一步深入研究。另外，在要求完成本課題的后續(xù)研究并形成報(bào)告的同時(shí)，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)自去發(fā)現(xiàn)問題，并利用學(xué)到的工具去解決問題。對(duì)于所完成的研究報(bào)告，應(yīng)影響到本門課程的最終成績(jī)。
本文所闡述的研究型教學(xué)方法，通過幾年來的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的研究能力起到了積極的作用，取得了較好的教學(xué)效果。教學(xué)效果在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)階段得到較充分的體現(xiàn)，受到師生的好評(píng)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)理念；方法與手段；教學(xué)模式；創(chuàng)新能力
浙江大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心2006年被評(píng)為國(guó)家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，且名列前茅。力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，以“基于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”和“大學(xué)生自主性實(shí)驗(yàn)”等理念為導(dǎo)向，以培養(yǎng)知識(shí)、能力和素質(zhì)相結(jié)合的研究型大學(xué)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，依托浙江大學(xué)工科基礎(chǔ)課程力學(xué)教學(xué)基地，進(jìn)行了多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和積累。
一、教學(xué)理念
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主要遵循“加強(qiáng)基礎(chǔ)、注重能力、培養(yǎng)素質(zhì)、激勵(lì)創(chuàng)新”的教學(xué)原則，在提高教學(xué)質(zhì)量和效果的前提下，探索和實(shí)踐以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力及工程應(yīng)用能力為目標(biāo)的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。早在改革開放之初，就嘗試對(duì)本科生力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系進(jìn)行改革，并取得顯著成效，以1993年“水力學(xué)與工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合改革”獲國(guó)家優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎(jiǎng)為代表。1997年在浙江大學(xué)“國(guó)家工科基礎(chǔ)課程力學(xué)教學(xué)基地”建設(shè)中，開始實(shí)施面向21世紀(jì)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。按照知識(shí)、能力、素質(zhì)并重的人才培養(yǎng)要求，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的基礎(chǔ)課的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面鞏固和加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，另一方面開發(fā)設(shè)計(jì)性、綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程中，形成了“開放式、自助式與自主設(shè)計(jì)式”相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，逐步由開放式教學(xué)，向自助式，到自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新式實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展。中心開展并實(shí)現(xiàn)了“基本型一提高型一自主型”的多層次實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前主要包括“基本型實(shí)驗(yàn)”和“提高型實(shí)驗(yàn)”兩大部分，基本型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與理論教學(xué)緊密結(jié)合；提高型實(shí)驗(yàn)包括綜合型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)，提高型實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生視野。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段
1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化和適用性
為保證基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠充分體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，符合工程實(shí)際的要求，有利于學(xué)生建立規(guī)范化實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的概念，中心在實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備配置、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備研制、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)中，十分注意實(shí)驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化和適用性。中心對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的配置特別注意掌握以下三點(diǎn)：
(1)現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合運(yùn)用。
(2)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)提高原有設(shè)備的性能和使用效率。
(3)開發(fā)新技術(shù)，克服原有實(shí)驗(yàn)技術(shù)的缺點(diǎn)。近lO年來，中心將基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的更新與示范輻射有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益上的互動(dòng)發(fā)展，使我校基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平整體上了一個(gè)新臺(tái)階，大大提高了力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效率。
理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)(水力學(xué))均開發(fā)出一系列以小型化、集成化、可視化為特點(diǎn)的自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和設(shè)備，部分自制設(shè)備實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。其中理論力學(xué)在全國(guó)率先開展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并協(xié)助全國(guó)30余所高校創(chuàng)建了理論力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。流體力學(xué)與水力學(xué)自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器具有技術(shù)先進(jìn)、測(cè)量精度高，流動(dòng)現(xiàn)象可視性強(qiáng)，小型化、自循環(huán)供水、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，達(dá)到了“國(guó)際領(lǐng)先水平”，并輻射到全國(guó)250余所高校，極大地改善了全國(guó)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。中心的自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和設(shè)備，跟蹤國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，在教學(xué)改革實(shí)踐中不斷更新、升級(jí)，充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化與自動(dòng)化
數(shù)字化力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，是以力學(xué)的眾多軟件資源為基礎(chǔ)和紐帶，結(jié)合課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐練習(xí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件、實(shí)驗(yàn)控制、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)航及網(wǎng)站等模塊，建設(shè)立體化和網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)資源體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，結(jié)合“新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程”和國(guó)家精品課程，建成了實(shí)驗(yàn)室TOP2000局域網(wǎng)、校園網(wǎng)和因特網(wǎng)三個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)緊密結(jié)合，在時(shí)間和空間上得到了拓展和延伸，為培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力提供了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。
流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)仿真和輔助CAI軟件在1997年獲全國(guó)高校工科CAI優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)的基礎(chǔ)上不斷升級(jí)，內(nèi)容包括15項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的儀器仿真、動(dòng)態(tài)操作、實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)采集、成果分析、操作指南和問題解答，并結(jié)合多媒體和動(dòng)畫形式提高教學(xué)效率。在實(shí)驗(yàn)室布置上，通過引進(jìn)TOP2000計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)儀器與計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起，使CAI輔導(dǎo)代替教師輔導(dǎo)和儀器操作結(jié)合起來。設(shè)計(jì)輔助數(shù)據(jù)處理軟件包括對(duì)應(yīng)15項(xiàng)操作類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件包。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化使得教師的教和學(xué)生的學(xué)在時(shí)間和空間上緊密結(jié)合，為立體化教學(xué)和個(gè)性化教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
在實(shí)驗(yàn)裝置中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及演示，及實(shí)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自動(dòng)控制，來開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中儀器設(shè)備數(shù)字化應(yīng)用的能動(dòng)性。例如光彈性實(shí)驗(yàn)，通過為光彈性儀配置數(shù)字圖像系統(tǒng)，不僅明顯地改善了實(shí)驗(yàn)效果，而且使實(shí)驗(yàn)效率大幅度提高。在流量和水位控制實(shí)驗(yàn)中，利用自主開發(fā)的軟件集成文丘里、孔板、電磁、渦輪四種流量計(jì)與流量控制、水位演示及水位自動(dòng)控制，形成了綜合性的實(shí)驗(yàn)演示、量測(cè)、數(shù)據(jù)采集、控制為一體的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。
3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的多層次、多步驟、全方位實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
根據(jù)各課程特點(diǎn)，分別實(shí)施了不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。材料力學(xué)和理論力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出并實(shí)踐了“三段法”：第一階段是基本實(shí)驗(yàn)的前半部分，包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)，由教師講解或指導(dǎo)完成；第二階段是基本實(shí)驗(yàn)的后半部分。由學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書規(guī)定的要求獨(dú)立完成，教師一般不做指導(dǎo)；第三階段是提高實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，依照指導(dǎo)性研究目標(biāo)，自己制訂實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。
工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出并實(shí)踐“開放式一自助式一創(chuàng)新設(shè)計(jì)式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)。自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是改革以驗(yàn)證性為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)舊模式，按照培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能、分析解決問題能力和創(chuàng)新研究能力的要求開設(shè)項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)式實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，并完成加工、測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告總結(jié)、答辯等一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)成果的評(píng)比、答辯均由學(xué)生自主完成。大多數(shù)自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是從科研項(xiàng)目中提煉出來，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開展過程以參考科研模式進(jìn)行，使同學(xué)在實(shí)踐科研過程中進(jìn)行創(chuàng)新。自主式實(shí)驗(yàn)深受學(xué)生歡迎，取得了良好的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷引入高水準(zhǔn)研究成果，開發(fā)了一批創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如西湖流場(chǎng)電擬實(shí)驗(yàn)、沖排沙旋流器實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)、流量檢測(cè)
與控制實(shí)驗(yàn)、新型滲流實(shí)驗(yàn)等。現(xiàn)中心新開發(fā)綜合型、研究型和設(shè)計(jì)型教學(xué)實(shí)驗(yàn)40多項(xiàng)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的拓展
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上和教學(xué)過程中，盡量融入工程實(shí)例，使實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、新鮮感和工程思維能力。流體力學(xué)為提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，將先進(jìn)的科研設(shè)備通過演示方式展示其性能，與實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享，作為現(xiàn)代量測(cè)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。中心注重實(shí)驗(yàn)與科研相結(jié)合，將具有工程背景的實(shí)驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)換為實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)式實(shí)驗(yàn)中，充分開放實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的教學(xué)科研資源，為培養(yǎng)學(xué)生科研能力與創(chuàng)新能力提供條件。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的關(guān)系由傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)完全從屬于理論教學(xué)、為理論教學(xué)服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎呋ハ嗯浜稀⒒ハ嘌a(bǔ)充、互相促進(jìn)的關(guān)系，充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)鞏固、加深課堂理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新精神的作用。利用教學(xué)基地機(jī)制，教師將實(shí)驗(yàn)實(shí)例拓展到課堂理論教學(xué)中。如已經(jīng)被全國(guó)70多所院校采用的流體力學(xué)課程電子教案中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)和科研的flas與錄像就多達(dá)百余個(gè)，并配有大量的從國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目中提煉出來的工程圖片資料，形象生動(dòng)、豐富多彩，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重與第二課堂實(shí)踐活動(dòng)密切結(jié)合，積極開展SRTP活動(dòng)(大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目)和各類學(xué)科性競(jìng)賽。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心對(duì)實(shí)驗(yàn)考核方式作了改進(jìn)，并應(yīng)用于實(shí)踐中。
四、成果與特色
多年來，中心主編和參編實(shí)驗(yàn)類統(tǒng)編教材3本，主編教學(xué)軟件光盤4套，自編實(shí)驗(yàn)講義10本；獲國(guó)家級(jí)精品課程1門、浙江省精品課程1門、承擔(dān)省部級(jí)教改項(xiàng)目3項(xiàng)；獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果一、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)，校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)；發(fā)表教改研究論文80余篇。經(jīng)過十多年的建設(shè)與實(shí)踐，浙江大學(xué)國(guó)家力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心已經(jīng)形成了鮮明的特色：
(1)依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化資源配置，形成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合的師資隊(duì)伍，提高了力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的綜合實(shí)力。
關(guān)鍵詞:裂隙巖體;注漿;擴(kuò)散理論;注漿參數(shù)
中圖分類號(hào):TD743文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374 (2010)10-0188-02
一、概述
由于裂隙巖體內(nèi)部構(gòu)造的復(fù)雜性和多變性,給注漿理論研究帶來了很大的困難。漿液在裂隙巖體中的流動(dòng)規(guī)律、擴(kuò)散范圍、漿液擴(kuò)散壓力以及注漿加固體強(qiáng)度和變形特征等與裂隙巖體幾何形狀、空間分布特征和空隙度特性等有密切的關(guān)系。
目前,人們研究漿液在構(gòu)造面中流動(dòng)和在孔隙中滲透擴(kuò)散時(shí)均把漿液簡(jiǎn)化為與時(shí)間無關(guān)的牛頓流體,而絕大部分漿液屬非牛頓流體的時(shí)變性賓漢姆流體,這就導(dǎo)致了注漿過程中的理論計(jì)算與實(shí)際相差太大。
在裂隙巖體中注漿,是長(zhǎng)期以來尚未解決的技術(shù)難題。研究賓漢姆流體在裂隙巖體中滲透擴(kuò)散過程 (運(yùn)移規(guī)律)及滲流機(jī)理對(duì)注漿加固工程的設(shè)計(jì)和注漿效果預(yù)測(cè)等有重大的理論指導(dǎo)意義。
二、研究現(xiàn)狀及存在的問題
(一)研究現(xiàn)狀
隨著注漿實(shí)踐發(fā)展,目前已發(fā)展的注漿理論有滲透注漿理論、劈裂注漿、壓密注漿、電動(dòng)化學(xué)注漿、低滲透介質(zhì)注漿理論。但由于漿體運(yùn)動(dòng)是隱蔽于地下復(fù)雜性的地基構(gòu)造中,且縫隙分布又難于模擬,因而理論方面的研究相對(duì)滯后于實(shí)踐。
注漿理論是借助于流體力學(xué)和固體力學(xué)的理論發(fā)展而來的,對(duì)漿液的單一流動(dòng)形式進(jìn)行分析,建立壓力、流量、擴(kuò)散半徑、注漿時(shí)間之間的關(guān)系。傳統(tǒng)的注漿工藝是以“滲入性理論”為基礎(chǔ),注漿時(shí)只采用相對(duì)較低的注漿壓力,使?jié){液在孔隙或縫隙中擴(kuò)散時(shí)不致破壞巖土的原有結(jié)構(gòu)。
滲透注漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的孔隙和巖石的裂隙,排擠出孔隙中存在的自由水和氣體,而基本上不改變?cè)瓲钔恋慕Y(jié)構(gòu)和體積 (砂性土注漿的結(jié)構(gòu)原理),所用注漿壓力相對(duì)較小。代表性的注漿理論有球形擴(kuò)散理論、柱形擴(kuò)散理論和袖套管法理論。
球形擴(kuò)散理論雖然考慮了漿液性質(zhì)隨時(shí)間變化對(duì)滲透規(guī)律的影響,但仍然把漿液簡(jiǎn)化為了牛頓流體,這也正是他們的不足之處。
柱形擴(kuò)散理論和袖套管法理論研究中,仍然把漿液簡(jiǎn)化為了牛頓流體,沒有考慮漿液性質(zhì)隨時(shí)間變化對(duì)滲透規(guī)律的影響。
查閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn),在目前的滲透注漿理論研究中,人們多是把漿液簡(jiǎn)化為牛頓流體,而且沒考慮漿液的時(shí)變性,沒有任何一個(gè)公式能真正準(zhǔn)確地反映出漿液在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律,這些公式各自存在著某些缺陷,甚至與實(shí)際之間相差很大,公式的結(jié)論多為指導(dǎo)性的,因此,大多數(shù)注漿工程報(bào)導(dǎo)或論文中,只介紹注漿工藝過程和注漿效果,很少進(jìn)行注漿理論的分析研究。因缺乏完善的理論指導(dǎo),影響了注漿效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高,造成人力物力的許多浪費(fèi)。
(二)存在的問題
1.大多漿液為非牛頓流體,而目前的理論研究中均簡(jiǎn)化為牛頓流體。
2.在注漿過程中,漿液的性質(zhì)隨時(shí)間而變化,而目前的理論研究中視漿液的性質(zhì)與時(shí)間無關(guān)。
目前,人們研究漿液在構(gòu)造面中流動(dòng)和在孔隙中滲透擴(kuò)散時(shí)均把漿液簡(jiǎn)化為牛頓流體且與時(shí)間無關(guān),而絕大部分漿液屬非牛頓流體的賓漢姆流體,且具有時(shí)變性,這就導(dǎo)致了注漿過程中的理論計(jì)算與實(shí)際相差太大,甚至是荒謬的。理論研究落后于工程實(shí)際需求,尚需進(jìn)行研究的方面有:漿液流體力學(xué)及其本構(gòu)方程、漿液在多孔松散介質(zhì)中的滲透擴(kuò)散規(guī)律、多孔松散介質(zhì)的滲透力學(xué)模型、多孔松散介質(zhì)的空隙度特征、漿液的充填機(jī)理、注漿加固的力學(xué)作用、注漿基本理論與觀念、注漿工藝等。
3.注漿設(shè)計(jì)隨意性太大,注漿效果難以估計(jì)。注漿方法主要是壓入法,漿液在壓力差的作用下從注漿孔向巖體裂隙內(nèi)擴(kuò)散,其擴(kuò)散距離 (常稱為擴(kuò)散半徑)決定著注漿孔的布置和漿液消耗量,也是選擇工藝參數(shù)、評(píng)價(jià)注漿效果的重要依據(jù)。但漿液在裂隙巖體內(nèi)的擴(kuò)散過程是隱藏的,目前還不可能在施工中對(duì)這一過程進(jìn)行監(jiān)測(cè),這樣,漿液的擴(kuò)散距離只能靠理論或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。而現(xiàn)有的計(jì)算漿液擴(kuò)散距離的理論公式還遠(yuǎn)未成熟,實(shí)用價(jià)值有限,經(jīng)驗(yàn)公式又往往是針對(duì)某些特定漿液 (主要是化學(xué)漿液)總結(jié)的,不具有普遍意義。因此,目前在裂隙巖體中注漿還沒有可靠的預(yù)先確定漿液擴(kuò)散距離的方法。
由于這一理論缺陷,給裂隙巖體注漿帶來了如下問題:(1)注漿工程的投資和效果難以預(yù)計(jì)。當(dāng)工程目的明確、場(chǎng)地條件清楚時(shí),由于漿液的擴(kuò)散距離不能預(yù)先準(zhǔn)確確定,鉆孔數(shù)量和材料消耗量的預(yù)算便沒有依據(jù)。如果憑經(jīng)驗(yàn)或工程類比法確定了鉆孔數(shù)量和材料消耗量,則在這些工程量完成之后所能取得的效果又難以準(zhǔn)確預(yù)計(jì) (如注漿帷幕是否已形成要求的封閉條件),這樣,在方案論證階段,難以將注漿法與別的方法作對(duì)比。由于這一原因,注漿法的應(yīng)用受到了一定程度的負(fù)面影響。國(guó)內(nèi)礦山帷幕截流技術(shù)的推廣中便遇到了這一問題,國(guó)外有些水利工程的業(yè)主也是因?yàn)檫@一原因而不愿進(jìn)行壩基注漿。(2)確定孔距、漿液配比和注漿壓力時(shí)的隨意性太大。許多工程都需要通過多孔注漿,且要求注入的漿液能形成連續(xù)、穩(wěn)定的膠結(jié)體。這時(shí)注漿孔的距離必須依漿液的擴(kuò)散距離而定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件一定時(shí),漿液的擴(kuò)散距離又主要取決于漿液的性質(zhì)和注漿的工藝參數(shù)。因此,孔距應(yīng)該根據(jù)所選用的漿液在允許壓力和時(shí)間內(nèi)可能達(dá)到的擴(kuò)散距離來確定。但在目前的注漿設(shè)計(jì)和施工中,注漿孔距和注漿材料都主要是憑經(jīng)驗(yàn)確定的,這樣便很可能因孔距太大或太小而出現(xiàn)工程質(zhì)量問題或投資上的浪費(fèi)。
三、結(jié)論
1.部分學(xué)者已驗(yàn)證了裂隙巖體結(jié)構(gòu)面的分布具有統(tǒng)計(jì)意義上的自相似性,因此,裂隙巖體結(jié)構(gòu)面分布應(yīng)具有分形特征,并可計(jì)算出其分維數(shù)。
2.巖體的分維數(shù)可以反映出巖體的破碎程度、節(jié)理發(fā)育程度、可灌性。而裂隙巖體的這些特征又嚴(yán)重影響著注漿擴(kuò)散規(guī)律及注漿效果,因此可以嘗試將分形理論應(yīng)用于注漿工程,用裂隙巖體結(jié)構(gòu)面的分維數(shù)來定性的確定注漿參數(shù)。
3.工程巖體往往被節(jié)理和結(jié)構(gòu)面所切割形成明顯的節(jié)理巖體,具有明顯的不連續(xù)性,用離散單元法可以得到較好的處理,因此,可以將分形理論與離散元方法相結(jié)合,模擬出漿液在裂隙中擴(kuò)散的真實(shí)情況。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電廠；歐拉方程；節(jié)能改造；
中圖分類號(hào)：TK05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
Abstract: In this paper, three links in the general form of the fluid equation of state. Examples are given by the transformation of power plant piping little experience for pipeline renovation, construction convenience.
Keywords: Power plant; Euler equations; energy saving;
電廠生產(chǎn)工藝中需要多種多樣的泵與風(fēng)機(jī)和大量的水、風(fēng)管道。如何合理的分配風(fēng)、水管道，和選擇合適的泵與風(fēng)機(jī)，是電廠建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。而多數(shù)論文所研究的是同一管道的流體狀態(tài)方程[1]。本文根據(jù)流體力學(xué)原理，利用歐拉方程，給出了不同壓力、流量管道間的聯(lián)通性規(guī)律，并給出了如何利用此規(guī)律，通過三通對(duì)電廠流體管道進(jìn)行合理優(yōu)化，使電廠中泵與風(fēng)機(jī)的使用效率更高、效果更明顯。為電廠節(jié)能改造做了一定的理論鋪墊和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1、電廠管道
在電廠建設(shè)和生產(chǎn)中，涉及大量的管道。這其中，主要是風(fēng)煙管道和汽水管道。而這些管道設(shè)計(jì)是否合理，是關(guān)系到整個(gè)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要因素[1,2]。針對(duì)電廠管道中流體運(yùn)行情況，很多學(xué)者做了大量的研究[3,4]，也利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)做了大量的模擬和數(shù)值計(jì)算[5,6,7]。而絕大多數(shù)研究都建立在理想氣體的歐拉方程基礎(chǔ)之上[8,9]。為了方便起見，本文先從理想氣體的歐拉方程討論。
2、理想氣體的歐拉方程[9]
如圖1所示，對(duì)于微元體，利用理想流體歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程，應(yīng)有：
（1）
對(duì)于恒定流：
，
一元流動(dòng)：
；；
圖 1 一元流體微元體
其中p為靜壓，S為S方向質(zhì)量力，對(duì)于水平管道或空氣，S=0，則有：
（2）
或：
（3）
稱為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程。
3、三通風(fēng)管中的運(yùn)動(dòng)方程
圖 2 三通示意圖
如圖2，三通的入口為D，出口為A、B。設(shè)氣體在三通中等溫穩(wěn)定流動(dòng)，
則：
（4）
將（4）代入（3）后積分，得：
（5）
即：
（6）
（7）
又，
（8）
（9）
所以：
（10）
或：
（11）
則：
（12）
又因?yàn)椋喝珘?靜壓+動(dòng)壓[10]，即：
（13）
其中：
表示全壓；
表示靜壓；
表示動(dòng)壓；
（14）
即：
（15）
或：
（16）
為大氣壓，為下的流量。
將（15）代入（12），得：
（17）
又根據(jù)質(zhì)量守恒定律，
得：
（18）
其中：為大氣壓。
下面舉兩個(gè)例子加以說明。
例1，若某鍋爐某一次風(fēng)管（冷風(fēng)T=300K，=101325Pa）上全壓13675Pa（表壓），流量8×104Nm³/h，一次風(fēng)管道截面1.6平方米。可否從此管道上抽取全壓14675Pa（表壓），流量2000Nm³/h的返料風(fēng)？若此管道截面為0.7平方米是否可取得？
當(dāng)風(fēng)管截面為1.6平方米時(shí)，根據(jù)（16），及，可得一次風(fēng)管中風(fēng)速為12.89m/s。
令返料風(fēng)流速為，根據(jù)條件及（16），設(shè)管道截面為1.6平方米時(shí)：
如圖3，所示與p=116000Pa沒有交點(diǎn)。
即在截面積為1.6平方米一次風(fēng)管道上無法取得全壓為116000Pa的返料風(fēng)。
若管道截面為0.7平方米時(shí)，令：
如圖3中，有：
（Pa）
圖 3 f1、f2函數(shù)曲線圖
又由（18），得：
即可如圖4所示，在一次風(fēng)管截面迎風(fēng)插入面積為0.017㎡通風(fēng)管，此時(shí)三通的入口D0為0.7㎡，返料風(fēng)入口D1為0.017㎡，一次風(fēng)入口為0.683㎡。穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)三通入口風(fēng)全壓13335Pa（表壓），風(fēng)量為82000Nm³/h。
圖 4 返料風(fēng)三通
4、三通水管中的運(yùn)動(dòng)方程
仍如圖2，設(shè)三通為水平放置，水流在三通中等容流動(dòng)， =const。代入（3）積分，得：
（19）
則：
（20）
（21）
又由（8）、（9），得：
（22）
即不考慮重力勢(shì)能的伯努利方程。
又由（13）及：
（23）
得：
（24）
代入（22），得：
（25）
即：
（26）
即，在水管中，三叉兩個(gè)出口的全壓相等，靜壓滿足式（22），且：
（27）
例2，某汽機(jī)凝汽器進(jìn)口循環(huán)冷卻水管靜壓力0.16MPa，循環(huán)水管道直徑600mm，水量2000m³/h，不考慮節(jié)流損失，上直接取出流量60m³/h的冷油器冷卻水，不考慮高度差，冷油器冷去水管截面總和0.03㎡，問此時(shí)冷油器內(nèi)冷卻水的靜壓多少？
由條件及（22）、（24），可得：
=0.161MPa
=0.162MPa
5、總結(jié)
本文給出了三通中流體壓力和速度的一般形式。并通過舉例給出了電廠管道改造中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。
氣體在三通中流動(dòng)，出口流體狀態(tài)滿足如下方程：
液體在三通中的流動(dòng)，出口流體狀態(tài)方程滿足：
并且從文中例子可以看出，適當(dāng)改變?nèi)ㄐ螤詈痛笮。梢詮耐还艿郎弦霾煌瑝毫Φ牧黧w。并且從例（1）可以看出，在某些特定環(huán)境，通過合理運(yùn)用氣體在三通中的流動(dòng)方程，配置合適的三通，可以省去循環(huán)流化床鍋爐的配套返料增壓風(fēng)機(jī)，這不但在工程建設(shè)階段省去了相應(yīng)增壓風(fēng)機(jī)及其配套電器和控制系統(tǒng)等的成本，并且在運(yùn)行中節(jié)省了相應(yīng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。對(duì)工程建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義。
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1流固耦合的分析方法
流固耦合問題的歷史可以追溯到1843年，當(dāng)時(shí)Stokes[2]研究了一個(gè)無限長(zhǎng)圓柱體在無限流體介質(zhì)中的均勻加速問題。他得出的結(jié)論是：流體對(duì)圓柱體運(yùn)動(dòng)僅有的影響是增加了它的有效質(zhì)量。Stokes早年的這種引入附加有效質(zhì)量的基本概念和做法極大地影響了流固耦合分析理論后來的發(fā)展。現(xiàn)代流固耦合分析開始于20世紀(jì)50年代。最早進(jìn)行航天運(yùn)載器中液體燃料容器的分析研究，而對(duì)于核動(dòng)力系統(tǒng)，最著名的是Fritz和Kiss關(guān)于同心圓柱體擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的研究報(bào)告，其中流體介質(zhì)是有限的，固體是剛性體。自20世紀(jì)70年代以來，人們開始研究流體與彈性體間的流固耦合問題。最早的論文是Krajcinovic在1974年發(fā)表的。早期的流體-結(jié)構(gòu)耦合分析一般是以核反應(yīng)堆安全分析為背景的，Belytschko在1977年對(duì)這一階段進(jìn)行了總結(jié)，指出當(dāng)時(shí)的耦合分析實(shí)際是以解耦的方式進(jìn)行的，即：首先，忽略結(jié)構(gòu)變形，將結(jié)構(gòu)看作流體的剛性壁，計(jì)算流場(chǎng)分布；然后，將流體計(jì)算得到的剛性壁壓力加在結(jié)構(gòu)上，計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形、響應(yīng)。一般認(rèn)為，流場(chǎng)作用于剛性壁的壓力比柔性壁要大，所以結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)來說是趨于保守的。這種解耦算法一方面導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的過于安全的設(shè)計(jì)；另一方面，當(dāng)流體—結(jié)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí)，這種算法是不可信、不安全的。正是因?yàn)椴捎媒怦畹乃惴ǎ黧w域可以采用有限元，也可以采用有限差分。在隨后的三十多年中，由于計(jì)算固體力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)的不斷發(fā)展完善以及計(jì)算經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，最初的分析方法不再被采用。耦合的算法取代了解耦算法，因?yàn)橛邢薏罘峙c有限元聯(lián)合計(jì)算有很大困難以及有限元在流場(chǎng)計(jì)算中的不斷完善，有限元成為流體—結(jié)構(gòu)耦合的主導(dǎo)算法。
2標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型的封閉方程組
Reynolds首先認(rèn)為流體的運(yùn)動(dòng)在從層流狀態(tài)過渡到湍流狀態(tài)后，流體的物理和力學(xué)性質(zhì)沒有變化，流體的續(xù)性沒有受到破外，Navier-Stokes方程仍能描寫湍流的瞬時(shí)規(guī)律。上述假定雖然至今仍未能得到嚴(yán)密論證和證實(shí)，但一百多年以來，研究湍流的實(shí)踐表明，這些假定并沒有與實(shí)際情況發(fā)生矛盾，說明Navier-Stokes方程應(yīng)用于湍流問題是適宜的。如用f表示流動(dòng)變量的瞬時(shí)值，表示f的統(tǒng)計(jì)平均值，各量的瞬時(shí)值與統(tǒng)計(jì)平均值之差即為各量大的脈動(dòng)值′，即：根據(jù)式(1)，將連續(xù)方程、動(dòng)量方程平均化后得(為符號(hào)簡(jiǎn)單起見，平均值速度u、壓力p符號(hào)上的“-”都去掉了)。
3流固耦合系統(tǒng)的方程
ALE描述實(shí)際只是與物質(zhì)時(shí)間導(dǎo)數(shù)相關(guān)，反映了物理量時(shí)間上的絕對(duì)變化和相對(duì)變化的關(guān)系，從而容易得到N-S方程的ALE描述形式如下：從式(10)可以看出，ALE描述并不影響空間導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。針對(duì)邊界問題，相當(dāng)于調(diào)整網(wǎng)格后，使對(duì)原問題的描述既不是Lagrangian描述，也不是Eulerian描述，調(diào)整網(wǎng)格引入的對(duì)流量也必須考慮在內(nèi)。
4迭代法求解雙向耦合
在很多耦合問題中，流體的作用力影響結(jié)構(gòu)的變形，同時(shí)結(jié)構(gòu)的位移又影響流場(chǎng)的形態(tài)。這正是進(jìn)行流固耦合分析的原因，這種類型的分析叫做“雙向耦合(two-waycoupling)”。在某些情況下，結(jié)構(gòu)的變形非常小，它對(duì)流體的影響可以忽略。只有流體的應(yīng)力需要施加到結(jié)構(gòu)上，流體和結(jié)構(gòu)模型之間不需要迭代，這種類型的耦合叫做“單項(xiàng)耦合(one-waycoupling)”。迭代法求解雙向耦合的解法也叫做分離法。流體和結(jié)構(gòu)的求解變量是完全耦合的。流體方程和結(jié)構(gòu)方程是按順序相互迭代求解的，各自在每一步得到的結(jié)果提供給另一部份使用，直到耦合系統(tǒng)的解達(dá)到收斂，迭代停止。計(jì)算過程可以概括為：為了得到t+Δt時(shí)刻的解，在流體模型和結(jié)構(gòu)模型之間開始迭代計(jì)算。設(shè)初始解為。
5算例
【論文摘要】針對(duì)目前液壓傳動(dòng)課程教學(xué)過程中存在的主要問題，本文試圖從學(xué)生心理、社會(huì)需求這一視角出發(fā)，大膽進(jìn)行課程教學(xué)改革，尋找一條適合現(xiàn)代教學(xué)理念的教學(xué)新路子。
液壓傳動(dòng)課程是機(jī)電一體化類、機(jī)械制造、數(shù)控技術(shù)等機(jī)械相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。也是機(jī)械類各專業(yè)課中難度較大的課程之一。對(duì)該專業(yè)學(xué)生而言，動(dòng)手能力的培養(yǎng)非常重要。如何開展教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)真正去做，是全面實(shí)施素質(zhì)教育對(duì)教學(xué)改革提出的要求。因此，本文針對(duì)液壓傳動(dòng)課程自身特點(diǎn)和教學(xué)過程中存在的問題，為提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，從學(xué)生心理、社會(huì)需求出發(fā)，對(duì)教學(xué)改革作了一些有益的探討。
一、目前液壓課程教學(xué)存在的問題
(一)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少
使學(xué)生能夠閱讀、設(shè)計(jì)一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是“液壓傳動(dòng)”課程的教學(xué)目的。要達(dá)到這一教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行講解:流體動(dòng)力學(xué)的基本理論、液壓元件的結(jié)構(gòu)原理、液壓基本回路及液壓系統(tǒng)。這些內(nèi)容前后相關(guān)，在教學(xué)過程中需通盤考慮，缺一不可。傳統(tǒng)教學(xué)計(jì)劃中總教學(xué)課時(shí)在100學(xué)時(shí)以上，現(xiàn)在隨著教學(xué)計(jì)劃的改革，教學(xué)學(xué)時(shí)已縮減至50學(xué)時(shí)左右。如何處理好教學(xué)學(xué)時(shí)與教學(xué)目標(biāo)這一矛盾，是該課程教改面臨的首要問題。
(二)學(xué)習(xí)困難
液壓傳動(dòng)以流體力學(xué)為理論基礎(chǔ)，概念、原理較抽象，各類元件及傳動(dòng)的原理非常不直觀，學(xué)生較難理解和掌握。同時(shí)，該門課程實(shí)踐性也較強(qiáng)，教學(xué)過程中安排的四個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，絕大多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課上很多學(xué)生是“看”實(shí)驗(yàn)，而不是“做”實(shí)驗(yàn)，即便動(dòng)手做，也只是動(dòng)手不動(dòng)腦，很少去思考為什么要這樣做。由此導(dǎo)致學(xué)生理論學(xué)習(xí)困難、應(yīng)用基本不會(huì)的局面。
二、教學(xué)方法探討
針對(duì)以上液壓傳動(dòng)學(xué)習(xí)過程中存在的問題，如何改變傳統(tǒng)的理論授課、集中實(shí)驗(yàn)、期終考試的教學(xué)方式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中把理論和實(shí)踐結(jié)合起來，可進(jìn)行以下教學(xué)改革。
(一)依據(jù)必需、夠用原則安排教學(xué)內(nèi)容
液壓傳動(dòng)課程主要由三部分內(nèi)容組成:流體動(dòng)力學(xué)、液壓元件、液壓回路。這三部分內(nèi)容既有自身的特點(diǎn)和知識(shí)體系，彼此之間又有一定的內(nèi)在聯(lián)系。這就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課時(shí)產(chǎn)生一種“內(nèi)容繁雜、知識(shí)散亂”的迷茫感覺，課程的知識(shí)要領(lǐng)很難把握。如何使學(xué)生抓住學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，這是教師在教學(xué)中需要面對(duì)的難題之一。對(duì)此，在課程的理論教學(xué)過程中，應(yīng)堅(jiān)決貫徹“必需、夠用”的原則，在闡述基本概念和基本理論的同時(shí)，重點(diǎn)突出其技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)用，大量刪減理論偏深、偏多的推導(dǎo)及證明。在教學(xué)內(nèi)容安排上，一是應(yīng)打破原有的編排順序，將流體力學(xué)和液壓元件基本原理、液壓元件原理和液壓回路分析等有關(guān)內(nèi)容結(jié)合起來講授，加強(qiáng)知識(shí)的連貫性，以利于學(xué)生的理解、接受和記憶。二是應(yīng)重點(diǎn)介紹液壓元件作用、基本回路的特性、整機(jī)系統(tǒng)的分析等。三是應(yīng)簡(jiǎn)要介紹目前新型液壓技術(shù)。 (二)依據(jù)學(xué)生主體原則采取教學(xué)措施
目前，大學(xué)液壓傳動(dòng)課程教學(xué)過程主要以教師授課為主導(dǎo)，而學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，這與培養(yǎng)實(shí)用型人才的目標(biāo)相悖。激發(fā)學(xué)生主體意識(shí)的重要手段是激發(fā)學(xué)生的興趣，興趣是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在力量。因此，課程教學(xué)改革應(yīng)充分考慮學(xué)生及社會(huì)實(shí)際需求，從學(xué)生心理需求出發(fā)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，始終貫穿著學(xué)生主體原則，改變過去那種“我講你聽”的“滿堂灌”的填鴨式教學(xué)方法，探討新的教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量與效果。首先，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，應(yīng)先給學(xué)生提出些問題及要求，讓學(xué)生帶著問題和要求去自學(xué)，培養(yǎng)大學(xué)生從書本中獲取知識(shí)的能力。教師應(yīng)通過多種途徑引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)地接受中走出來，強(qiáng)化學(xué)生的主體意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。教師應(yīng)讓學(xué)生懂得教師只是他們的疏導(dǎo)者和助學(xué)者。其次，應(yīng)進(jìn)行多種方式的理論講授。在學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)上，教師對(duì)課程中每一章節(jié)，都應(yīng)開展重點(diǎn)、難點(diǎn)部分的理論講授。教師可根據(jù)每一章節(jié)自身特點(diǎn)，采用多種方式，如液壓元件部分采用直觀性教學(xué)方法，讓學(xué)生對(duì)照實(shí)物，學(xué)習(xí)元件工作原理，組織學(xué)生討論;鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表意見，最后由教師總結(jié)歸納。這樣教師可減少繁瑣的簡(jiǎn)單說教，學(xué)生也可得到必要的鍛煉。回路部分采用多媒體教學(xué)方法，用動(dòng)畫形象生動(dòng)地表現(xiàn)回路的中液壓油的流動(dòng)方向，執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)等，控制過程一目了然，加上講解，可收到事半功倍的教學(xué)效果。最后，學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)。液壓傳動(dòng)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生能否實(shí)際運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有關(guān)。因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件，刪除部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)增加動(dòng)手型、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。教師在此類實(shí)驗(yàn)中只對(duì)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求，提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備，由學(xué)生根據(jù)所學(xué)的液壓基本理論知識(shí)，自己擬定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟，選配相應(yīng)液壓元件，連接液壓回路，并獨(dú)立操作，自行發(fā)現(xiàn)并解決問題。這樣，就能為學(xué)生創(chuàng)造主動(dòng)思考和主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。
論文關(guān)鍵詞數(shù)控液壓伺服系統(tǒng)數(shù)控改造
論文摘要隨著液壓伺服控制技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)，基于此對(duì)于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行研究，并進(jìn)一步探討液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)和改造方向，以期能夠?qū)τ谙嚓P(guān)工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動(dòng)化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動(dòng)化程度的要求不斷提高，對(duì)液壓控制技術(shù)的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，并進(jìn)一步探討了液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)和改造方向。
二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理
目前以高壓液體作為驅(qū)動(dòng)源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的速度位移及力控制，驅(qū)動(dòng)力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動(dòng)的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)反饋，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動(dòng)，既以偏差來減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動(dòng)進(jìn)行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號(hào)的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計(jì)算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號(hào)處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
1液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。3傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時(shí)自行，因此使用壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動(dòng)特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。
四、機(jī)床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測(cè)元件。所選擇的測(cè)量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯(cuò)。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。
(三)提高可靠性。數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評(píng)價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動(dòng)、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。
(一)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展史
(二)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的類型
1.基礎(chǔ)研究:
增加科學(xué)技術(shù)知識(shí)和發(fā)現(xiàn)探索領(lǐng)域的任何創(chuàng)造性活動(dòng),而不考慮任何特定的實(shí)際目的。
研究?jī)?nèi)容:
保持人體健康的規(guī)律,健康指標(biāo)的分子基礎(chǔ),人體功能與結(jié)構(gòu)的研究
疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸全過程的規(guī)律及分子基礎(chǔ)
人體衰老過程的規(guī)律及分子基礎(chǔ)
人體的生物力學(xué)、流體力學(xué)、電子學(xué)
化學(xué)藥物的構(gòu)效關(guān)系、植物藥的有效成分
2.應(yīng)用研究:
增加科學(xué)技術(shù)知識(shí)的創(chuàng)造性的系統(tǒng)活動(dòng),但考慮到特定的實(shí)際目的。
研究?jī)?nèi)容:
疾病的病因、流行規(guī)律、治療及預(yù)防效果的機(jī)制研究
為實(shí)驗(yàn)研究需建立的動(dòng)物模型、細(xì)胞株的研究
流行病學(xué)調(diào)查、考核防治效果的方法學(xué)研究
尋找新藥物、新生物制品、新醫(yī)用材料的方法、有效藥物的藥理作用機(jī)制、藥代動(dòng)力學(xué)、醫(yī)用材料的機(jī)體相容性的機(jī)制研究
3.實(shí)驗(yàn)發(fā)展研究:
又稱開發(fā)性研究,是運(yùn)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究及實(shí)驗(yàn)知識(shí),為了推廣新材料、新產(chǎn)品、新設(shè)計(jì)、新流程、新方法,或?yàn)榱藢?duì)現(xiàn)有進(jìn)行重大改進(jìn)的創(chuàng)造性活動(dòng)。
研究?jī)?nèi)容:
有關(guān)疾病的新的診斷、治療、預(yù)防方法及措施的研究
有關(guān)新藥物、新生物制品、新器械、新試劑、新醫(yī)用材料、實(shí)驗(yàn)室樣品研制
有關(guān)藥物的資源調(diào)查、植物藥的試驗(yàn)
其它分類方法:
觀察性研究(描述性研究、分析性研究)
實(shí)驗(yàn)性研究(動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、社區(qū)干預(yù)和整群隨機(jī)試驗(yàn))
理論性研究
按研究目的:
描述性(記述性)研究:客觀描述研究對(duì)象的某些現(xiàn)象或特征,如個(gè)案報(bào)道
闡述性研究:闡明研究對(duì)象的本質(zhì)及其規(guī)律性,如論著
按研究深度和廣度:
基礎(chǔ)性研究:如遺傳基因的研究
臨床應(yīng)用研究:如新藥的臨床觀察
按學(xué)科范圍:
專科研究:局限于專科某領(lǐng)域內(nèi)
多學(xué)科研究:涉及多個(gè)學(xué)科
邊緣學(xué)科研究:介于兩個(gè)或多個(gè)學(xué)科相互滲透交叉處的研究
按研究的主要形式:
分析性研究:將研究對(duì)象從總體聯(lián)系中分解出若干分支,然后同時(shí)或逐個(gè)進(jìn)行分析
綜合性研究:在逐個(gè)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)性綜合認(rèn)識(shí),揭示整體聯(lián)系
按研究方法:
Ⅰ型研究:隨機(jī)、對(duì)照研究
Ⅱ型研究:隊(duì)列(組群)研究
Ⅲ型研究:病例對(duì)照和多因素研究
Ⅳ型研究:敘述性研究和專家評(píng)論
(三)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的基本程序
研究課題的選定
搜集閱讀文獻(xiàn)
提出設(shè)計(jì)與假說
制定科研計(jì)劃
申報(bào)研究課題
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與觀察
搜集科學(xué)數(shù)據(jù)與材料
整理加工及統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
形成科學(xué)概念和結(jié)論
撰寫論文并發(fā)表
鑒定成果與推廣應(yīng)用
二、醫(yī)學(xué)科研選題
(一)選題在科研工作中的意義
(二)選題的原則(6原則)
1.科學(xué)性:必須要有依據(jù),符合客觀規(guī)律,符合邏輯性
2.創(chuàng)新性:充分了解本課題領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究狀況和水平,是選題的首要前提
3.適用性:實(shí)際、需要、適當(dāng)
4.目的性:有明確的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和預(yù)期成果
5.可行性:研究課題主要技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性,包括技術(shù)水平、設(shè)備條件、科研試劑、經(jīng)費(fèi)來源等
6.效益性:基礎(chǔ)研究要有重要的科學(xué)意義,應(yīng)用性研究要有應(yīng)用前景,具有可開發(fā)性和可推廣性
(三)選題的思維過程
提出問題和確立選題的過程
(四)選題的方法
1.前瞻性研究:所采用的原始資料是嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)方法獲得的,確定選題不受既往積累資料的限制,故選題有極大的活動(dòng)度和隨意性。
(1)在臨床實(shí)踐中選題
(2)在閱讀文獻(xiàn)資料中選題
(3)重復(fù)前人實(shí)驗(yàn)研究選題
2.回顧性研究:是對(duì)過去某段時(shí)間內(nèi)自己經(jīng)歷的病例資料,或搜集本單位某階段收治的某種疾病的病例資料作為選題,進(jìn)行歸納、分析、總結(jié)。
(1)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)選題
(2)發(fā)現(xiàn)新問題選題
(3)總結(jié)教訓(xùn)選題
(五)選題的途徑
社會(huì)需要中
事物之間的聯(lián)系中
原有理論與新事實(shí)不符中不同學(xué)說的見解中
不同學(xué)科交叉的邊緣中
不同的信息渠道中
(六)選題的應(yīng)用
1.病因?qū)W研究選題(病因)
病因?qū)W研究選題
并存病的因果效應(yīng)研究選題
致病因素的量與病研究選題
2.診斷性試驗(yàn)研究選題(診斷)
診斷標(biāo)準(zhǔn)選擇研究選題
3.疾病治療性研究選題(治療)
藥物治療、手術(shù)治療、其它治療、預(yù)后治療
4.藥物不良反應(yīng)研究選題(預(yù)后)
劑量-效應(yīng)關(guān)系研究選題
藥物不良反應(yīng)遠(yuǎn)期效應(yīng)研究選題
三、醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索
(一)文獻(xiàn)的分類 1.一次文獻(xiàn):又稱原始文獻(xiàn),凡以作者本人的工作或科研成果創(chuàng)作的原始論文,不管引用或參考了他人的著作或文獻(xiàn)資料,均屬一次文獻(xiàn),包括期刊論文、研究報(bào)告、會(huì)議文獻(xiàn)、學(xué)位論文等
2.二次文獻(xiàn):是對(duì)一次文獻(xiàn)進(jìn)行搜集、整理、加工、編制而成,以檢索工具的形式發(fā)表,包括目錄、索引、文摘等
3.三次文獻(xiàn):是在廣泛利用二次文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)一次文獻(xiàn)做出系統(tǒng)整理、概括、分析與綜合而成,包括綜述、述評(píng)、進(jìn)展以及年鑒、手冊(cè)、教科書、指南、辭典等
4.零次文獻(xiàn):在形成一次文獻(xiàn)之前的信息、知識(shí),即尚未形成文字記載或未公開發(fā)表的材料,包括書信、手稿、記錄或口頭交談等
按出版形式分類:
圖書、期刊、專利文獻(xiàn)、學(xué)位論文、科技報(bào)告、會(huì)議文獻(xiàn)、技術(shù)檔案等
按文獻(xiàn)載體分類:
印刷型、微縮型、聲像型、機(jī)讀型、光盤型、電子網(wǎng)絡(luò)型
(二)檢索工具
1.書本型檢索工具
中文科技資料目錄(醫(yī)藥衛(wèi)生)
國(guó)外科技資料目錄(醫(yī)藥衛(wèi)生)
美國(guó)醫(yī)學(xué)索引(Index Medicus)
荷蘭醫(yī)學(xué)文摘(Excerpta Medica)
美國(guó)生物學(xué)文摘(Biological Abstracts)
美國(guó)化學(xué)文摘(Chemical Abstracts)
2.光盤型檢索工具
中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)(CBM-disc)
中文生物醫(yī)學(xué)期刊數(shù)據(jù)庫(kù)(CMCC)
