計算流體力學(xué)基礎(chǔ)0001

1、中國海洋大學(xué)本科生課程大綱 課程名稱 計算流體力學(xué)基礎(chǔ)(Introduction to Computational Fluid Dynamics) 課程代碼 082702201261 課程屬性 學(xué)科基礎(chǔ) 課時/學(xué)分 32/2 課程性質(zhì) 選修 實踐學(xué)時 責(zé)任教師 武雅潔 課外學(xué)時 32 課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修 課程介紹 1. 課程描述： 計算流體力學(xué)基礎(chǔ)是港口、航道及海岸工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)選修課。本課 程以有限差分和有限體積方法為主線，系統(tǒng)地介紹計算流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識，其主要 內(nèi)容包括：計算流體力學(xué)的特點和意義、流體力學(xué)基本方程及其

2、分類；發(fā)展型偏微分 方程有限差分和有限體積方法的基本概念、重要性質(zhì)和典型算法；可視化后處理軟件 Tecplot的入門和技巧。使學(xué)生對計算流體力學(xué)的基礎(chǔ)有深入、系統(tǒng)的了解，并具備初 步的分析和編程解決計算流體力學(xué)問題的能力，為從事與流體相關(guān)的工程技術(shù)工作和 科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。 2. 設(shè)計思路： 本課程主要介紹計算流體力學(xué)的數(shù)值方法及其應(yīng)用的最基本的內(nèi)容，其中數(shù)值方 法僅限于有限差分方法和有限體積方法。本課程的側(cè)重點是基本概念和基本方法，系 統(tǒng)地介紹計算流體力學(xué)的基本概念和經(jīng)典數(shù)值格式的構(gòu)造方法以及應(yīng)用。在商業(yè)計算 流體力學(xué)軟件越來越普及的今天，掌握扎實的計算流體力學(xué)基本概念和基本方法仍然

3、是非常重要的。掌握了這些概念和方法，不僅有助于解決計算流體力學(xué)應(yīng)用中的一些 問題，而且更重要的是，可以為進(jìn)一步學(xué)習(xí)計算流體力學(xué)更深入的內(nèi)容和從事相關(guān)的 科研工作打下良好的基礎(chǔ)。 3. 課程與其他課程的關(guān)系： 本課程是一門交義性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)習(xí)之前要求學(xué)生具備計算數(shù)學(xué)、理論流體力 學(xué)、數(shù)值計算方法和計算機(jī)語言編程的知識。 二、課程目標(biāo) 本課程的LI標(biāo)是使學(xué)生掌握訃算流體力學(xué)的核心概念、理論及計算方法，提高學(xué) 生分析和解決水利工程中復(fù)雜流體流動問題的能力，為以后從事專業(yè)工作和科學(xué)研究 打下良好的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠： （1）正確理解計算流體力學(xué)的核心概念； （2）掌握計算流體力學(xué)的

4、基本計算方法； （3）運用計算流體力學(xué)分析和解決水利工程中一些復(fù)雜的流體流動問題。 三、學(xué)習(xí)要求 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)著重理解訃算流體力學(xué)的基本概念、基本理論以及分析問題 的思路和方法，學(xué)生在理解理論方法的基礎(chǔ)上，可以自編程序解決一些相對簡單的問 題，也可以通過自學(xué)理解和使用計算流體力學(xué)商業(yè)軟件。要達(dá)到以上學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生 必須： （1）按時上課，上課認(rèn)真聽講，積極參與課堂討論，逐步培養(yǎng)分析問題和解決問 題的能力。 （2）保質(zhì)保量的按時完成課下作業(yè)。 四、教學(xué)進(jìn)度 序號 專題 或主題 主要內(nèi)容概述 1 緒論 6 計算流體力學(xué)的概念及意義：流體力學(xué)的基本 方程：流體力學(xué)方程組的類型判別等基礎(chǔ)知識。

5、2 有限差分方法基礎(chǔ) 10 有限差分方法概述；導(dǎo)數(shù)的數(shù)值逼近方法：邊 界條件和時間項的處理；差分格式的性質(zhì)：差 分格式的穩(wěn)定性分析。 3 發(fā)展型模型方程的有限 差分和有限體積方法 12 一階線性對流方程的差分格式：拋物型模型方 程一一對流擴(kuò)散方程的差分格式：有限體積方 法。 4 Tecplot入門與技巧 4 可視化后處理軟件Tecplot簡介：軟件界而和 使用方法。 五. 參考教材與主要參考書 1 任玉新，陳海昕.計算流體力學(xué)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社.2006年6月第1版 （ISBN: 7-302-13004-3/0.542） 2 John D. Anderson, JR.（美）.計算流體力

6、學(xué)入門.北京：清華大學(xué)出版社.2002年4 月（ISBN: 9787302234876） 3 吳子牛.計算流體力學(xué)基本原理.北京：科學(xué)出版社.2001年1月第1版（ISBN: 9787030081285） 六、成績評定 （一）考核方式B開卷考試：A.閉卷考試B開卷考試C論文D考查E其他 （二）成績綜合評分體系： 成績綜合評分體系 比例 1 課下作業(yè)、課堂討論及平常表現(xiàn) 30% 2 期末考試成績 70% 總計 （三）平時成績評分標(biāo)準(zhǔn): 完成情況 得分 全勤。課堂提問和課后作業(yè)出色完成：按題LI要求及時完成，基礎(chǔ)概念 清晰，解決問題的方案合理正確，能夠綜合運用所學(xué)知識，提出不同的 27-30 解決

7、方案或獨特見解。 80%出勤。課堂提問和課后作業(yè)較好完成：按題U要求及時完成，基礎(chǔ) 概念清晰，解決問題的方案基本正確，總體無差錯。 24-26 70%出勤。課堂提問和課后作業(yè)能夠完成：按題LI要求基本按時完成， 基礎(chǔ)概念較為清晰，解決問題的方案基本正確，出現(xiàn)小錯誤。 21-23 50%出勤。課堂提問和課后作業(yè)基本完成：按題LI要求基本按時完成， 基礎(chǔ)概念有不理解之處，解決問題的方案基本正確，出現(xiàn)多處小錯誤。 16-20 50%以下出勤。課堂提問和課后作業(yè)不能完成：不能按題LI要求及時完 成，基礎(chǔ)概念不清晰，解決問題的方案不正確，錯誤較多。 0-15 （四）期末考試成績按卷面白分制成績乘以0.7后計入最終成績。 七、學(xué)術(shù)誠信 學(xué)習(xí)成果不能造假，如考試