《計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE - 4 -本科生課程大綱課程名稱(chēng)計(jì)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(shí)/學(xué)分32/2課程性質(zhì)選修實(shí)踐學(xué)時(shí)課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專(zhuān)業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修課程介紹1.課程描述： 計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)是港口、航道及海岸工程專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)專(zhuān)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(jì)算流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，其主要內(nèi)容包括：計(jì)算流體力學(xué)的特點(diǎn)和意義、流體力學(xué)基本方程及其分類(lèi)；發(fā)展型偏微分方程有限差分和有限體積方法的基

2、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(mén)和技巧。使學(xué)生對(duì)計(jì)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(jì)算流體力學(xué)問(wèn)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.設(shè)計(jì)思路：本課程主要介紹計(jì)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(diǎn)是基本概念和基本方法，系統(tǒng)地介紹計(jì)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(jì)算流體力學(xué)軟件越來(lái)越普及的今天，掌握扎實(shí)的計(jì)算流體力學(xué)基本概念和基本方法仍然是非常重要的。掌握了這些概念和方法，不僅有助于解決計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用中的

3、一些問(wèn)題，而且更重要的是，可以為進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)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(mén)交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)習(xí)之前要求學(xué)生具備計(jì)算數(shù)學(xué)、理論流體力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程的知識(shí)。二、課程目標(biāo)本課程的目標(biāo)是使學(xué)生掌握計(jì)算流體力學(xué)的核心概念、理論及計(jì)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(dòng)問(wèn)題的能力，為以后從事專(zhuān)業(yè)工作和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠：（1）正確理解計(jì)算流體力學(xué)的核心概念；（2）掌握計(jì)算流體力學(xué)的基本計(jì)算方法；（3）運(yùn)用計(jì)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(dòng)問(wèn)題。三、學(xué)習(xí)要求學(xué)

4、生在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)著重理解計(jì)算流體力學(xué)的基本概念、基本理論以及分析問(wèn)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(duì)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，也可以通過(guò)自學(xué)理解和使用計(jì)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(shí)上課,上課認(rèn)真聽(tīng)講，積極參與課堂討論，逐步培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。（2）保質(zhì)保量的按時(shí)完成課下作業(yè)。四、教學(xué)進(jìn)度序號(hào)專(zhuān)題或主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述1緒論6計(jì)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(lèi)型判別等基礎(chǔ)知識(shí)。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(shí)間項(xiàng)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)

5、展型模型方程的有限差分和有限體積方法12一階線性對(duì)流方程的差分格式；拋物型模型方程對(duì)流擴(kuò)散方程的差分格式；有限體積方法。4Tecplot入門(mén)與技巧4可視化后處理軟件Tecplot簡(jiǎn)介；軟件界面和使用方法。五、參考教材與主要參考書(shū)1 任玉新，陳海昕. 計(jì)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/O.542)2 John D. Anderson, JR.（美）. 計(jì)算流體力學(xué)入門(mén). 北京: 清華大學(xué)出版社. 2002年4月(ISBN: 9787302234876)3 吳子牛. 計(jì)算流體力學(xué)基本原理. 北京：科學(xué)出版社. 2001年1月

6、第1版 (ISBN: 9787030081285)六、成績(jī)?cè)u(píng)定（一）考核方式 B.開(kāi)卷考試 ：A.閉卷考試 B.開(kāi)卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績(jī)綜合評(píng)分體系： 成績(jī)綜合評(píng)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(jī)70%總計(jì)（三）平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：完成情況得分全勤。課堂提問(wèn)和課后作業(yè)出色完成：按題目要求及時(shí)完成，基礎(chǔ)概念清晰，解決問(wèn)題的方案合理正確，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提出不同的解決方案或獨(dú)特見(jiàn)解。27-3080%出勤。課堂提問(wèn)和課后作業(yè)較好完成：按題目要求及時(shí)完成，基礎(chǔ)概念清晰，解決問(wèn)題的方案基本正確，總體無(wú)差錯(cuò)。24-2670%出勤。課堂提問(wèn)和課后作業(yè)能夠完成：按題目要求基本按時(shí)完成，基礎(chǔ)概念較為清晰，解決問(wèn)題的方案基本正確，出現(xiàn)小錯(cuò)誤。21-2350%出勤。課堂提問(wèn)和課后作業(yè)基本完成：按題目要求基本按時(shí)完成，基礎(chǔ)概念有不理解之處，解決問(wèn)題的方案基本正確，出現(xiàn)多處小錯(cuò)誤。16-2050%以下出勤。課堂提問(wèn)和課后作業(yè)不能完成：不能按題目要求及時(shí)完成，基礎(chǔ)概念不清晰，解決問(wèn)題的方案不正確，錯(cuò)誤較多。0-15（四）期末考試成績(jī)按卷面百分制成績(jī)乘以0.7后計(jì)入最終成績(jī)。七、學(xué)術(shù)誠(chéng)信學(xué)習(xí)成果不能造假，如考試作弊、