《流體機械前沿技術》課程教學大綱（本科）

1、流體機械前沿技術(Advanced Technology of Fluid Machinery)課程代碼：（02410095）學分：2.0學時：32 （其中：課堂教學學時：32實驗學時：0上機學時：0課程實踐學時：0）先修課程：流體力學、流體機械原理、流體機械強度計算、機械振動噪聲基礎適用專業(yè)：能源與動力工程（流體機械及其自動控制）教材：（暫無）一、課程性質與課程目標（-）課程性質流體機械前沿技術是能源與動力工程（流體機械及其自動控制）專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。 通過本課程的學習使學生較全面地掌握流體機械的先進設計方法，了解涉及流體與結構的先進數(shù)值 模擬方法與測試技術以及振動噪聲的相關技術問題，

2、為從事相關設計、研究、制造、使用和管理等 工作奠定必要的理論基礎，積累一定的實踐經(jīng)驗。（二）課程目標課程目標1:掌握多工況設計方法與優(yōu)化方法，掌握可靠性設計相關理論，能夠應用相關理論 與方法提高流體機械的效率并進行簡單的可靠性計算與設計；能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和 專業(yè)知識運用于解決流體機械領域的復雜工程問題；課程目標2：掌握流體機械數(shù)值計算方法及計算過程，掌握流體機械測試技術與方法，能夠基 于科學原理并采用科學方法對復雜流體機械工程問題進行研究，包括設計仿真、實驗、分析與解釋 數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結論；課程目標：3：掌握水激振動與流激噪聲數(shù)值計算方法與實驗方法，能夠基于科

3、學原理并采用科 學方法對復雜流體機械工程問題進行研究，包括設計仿真、實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜 合得到合理有效的結論。（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關系（無）二、課程內(nèi)容與教學要求第一章緒論(一)課程內(nèi)容(1)流體機械設備的流體動力學原理與分類(2)流體機械在工業(yè)界的應用(3)流體機械技術發(fā)展方向(二)教學要求了解流體機械設備的流體動力學原理與分類；了解目前流體機械發(fā)展方向。(三)重點與難點.重點流體機械設備的流體動力學原理與分類.難點無第二章現(xiàn)代流體機械水力設計理論及方法(一)課程內(nèi)容(1)設計理論概述(2)流體機械設計中的多工況設計(3)流體機械設計中的優(yōu)化設計方法(4)

4、泵、水輪機、離心壓縮機設計實例(-)教學要求(1)理解一元、二元、三元設計方法；(2)理解多工況設計的基本思想及程序編制構思；(2)理解優(yōu)化的基本思想及程序編制構思。(三)重點與難點.重點(1)多工況設計的基本思想及程序框架；(2)優(yōu)化的基本思想及程序框架。.難點(1)如何對泵多個工況點的水力性能進行水力設計;(2)如何對泵水力性能進行優(yōu)化設計。第三章現(xiàn)代流體機械可靠性設計理論及方法（一）課程內(nèi)容（1）可靠性概述（2）隨機時間的概率規(guī)則、隨機變量的分布和數(shù)字特征、產(chǎn)品可靠性的數(shù)量指標（3）可靠性的設計理論與分析方法（4）可靠度的計算方程及其計算方法（5）應力、強度的分布類型及其分布參數(shù)的確定（

5、6）可靠性安全系數(shù)的計算（7）流體機械零件的可靠性設計（二）教學要求（1）理解可靠性設計理論與分析方法；了解可靠度的計算過程與計算方法；了解隨機時間、隨機變量的規(guī)則特征，掌握應力、強度特征的確定方法；了解產(chǎn)品可靠性的數(shù)量指標，掌握可靠性安全系數(shù)的計算。（三）重點與難點.重點（1）應力、強度的分布特征及分布參數(shù)的確定；（2）可靠性安全系數(shù)的確定。2,難點（1）強度的分布特征及分布參數(shù)；（2）可靠性安全系數(shù)確定。第四章現(xiàn)代流體機械數(shù)值計算技術（一）課程內(nèi)容（1）三維湍流、結構及耦合方法相關理論（2）流體機械內(nèi)流場的數(shù)值計算（3）流體機械結構的數(shù)值計算（4）流體機械流固耦合的數(shù)值計算（二）教學要求（

6、1）掌握流場數(shù)值計算方法與結構強度計算方法；了解流固耦合的原理，熟悉流固耦合計算過程。(三)重點與難點.重點(1)流場的數(shù)值計算原理與方法；(2)結構的數(shù)值計算原理與方法；(3)流固耦合的數(shù)值計算原理與方法。.難點(1)有無耦合情況下流場與結構響應的異同；(2)流固耦合法的應用。第五章現(xiàn)代流體機械測試技術(一)課程內(nèi)容PIV測試技術(2)壓力脈動測試技術(3)高速攝影測試技術(4)故障診斷監(jiān)測技術(二)教學要求(1)掌握流體機械測試技術的應用范圍；了解流體機械測試技術的基本原理及方法。(三)重點與難點.重點PIV測試方法以及測試過程中相機與激光器的布置等;(2)壓力脈動傳感器的布置以及后處理方

7、法；(3)如何通過高速攝影獲取汽蝕情況。2,難點(1)PIV測試方法及光路等的布置；(2)壓力脈動信號的后處理。第六章流體機械水力激振專題(一)課程內(nèi)容(1)流體機械水力激振特征及機理(2)流體機械水力激振數(shù)值計算(3)流體機械水力激振測量(4)流體機械水力激振控制方法(-)教學要求了解流體機械水力激振理論及數(shù)值計算方法；了解流體機械水力激振以及結構模態(tài)的試驗平臺。了解降低振動的控制方法。(三)重點與難點.重點(1)水力激振的數(shù)值計算方法與實驗方案與步驟；(2)振動的控制方法。.難點水力激振結果后處理。第七章流體機械流激噪聲專題(一)課程內(nèi)容(1)流體機械流激噪聲機理與傳播(2)流體機械流激噪

8、聲數(shù)值計算(3)流體機械流激噪聲測量(4)流體機械流激噪聲控制方法(二)教學要求了解流體機械流激噪聲理論及數(shù)值計算方法；了解流體機械流激噪聲試驗平臺。了解降低流激噪聲的控制方法。(三)重點與難點.重點(1)流激噪聲的數(shù)值計算方法、實驗方案與步驟；(2)流激噪聲的控制方法。.難點流激噪聲信號的后處理。三、本課程開設的實驗項目（無）四、學時分配及教學方法章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂 教學實 驗上 機課程 實踐小 計第一早22講授法第二章33講授法、研究型教學法1第三章33講授法、研究型教學法1第四章66講授法、研究型教學法2第五章66講授法、研究型教學法2第六章66講授法、研究型教學法3第七章66講授法、研究型教學法3合計3232五、課程考核考核形式考核要求考核權重備注大作業(yè).撰寫課程綜述報告，題目自選， 不少于3000字；.參考文獻不少于20篇，注意參 考文獻的代表性和權威性80%平時作業(yè)提交1篇外文文獻的原文及譯文20%六、參考書目及學習資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）1流體機械設計理論與方法，齊學義主編，中國水利水電出版社，2008,第一版.2葉片泵CFD數(shù)值計算實例詳解，董亮主編，機械工業(yè)出版社，2015年，第一版3噪