計算流體動力學方法精選(九篇)
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第1篇：計算流體動力學方法范文
（一）理論教學內容
在理論教學內容設計方面，可以將理論教學內容分為基本理論模塊、專業關聯模塊、理論拓展模塊、創新素質培養模塊四個模塊。這四個模塊分別具有以下的含義：（1）基本理論模塊：由流體動力學這門課程中最基本的理論、技能構成，具有通識性。（2）專業關聯模塊：由流體動力學這門課程中與專業直接關聯內容，或者與后續的專業學習相關聯的，利用基礎理論解決實際問題的理念和方法構成，是體現流體動力學這門課程，起到從基礎理論到工程應用橋梁作用的主要模塊。（3）理論拓展模塊：由流體動力學這門課程中與本專業關聯度相對較小，但是概念更抽象、難度更大，有利于拓寬學生知識面、培養學生抽象思維能力的內容構成。（4）創新素質培養模塊：由流體動力學這門課程中有利于培養學生創新的思維、創新的技能、創新的理論研究方法，甚至有利于人文素質教育的內容構成。模塊的劃分應細化到每一個章節，并且明確在每個章節的權重，這樣可使教師明確地把握每一個章節的教學目標和培養目標。同時，學生也能夠掌握每一個章節的學習目標。如果學生在某一章節學習上出現問題，教師和學生能夠及時發現是在哪個模塊上出現了問題，這有利于教師及時改進教學方法，學生及時改進學習方法，及時解決問題，不至于出現問題堆積，影響學生對課程的學習的情況。而且，我們也應注意到，針對教材而言，每一章節的內容與內容之間都有著承上啟下、相互關聯的特點，當然，各章節之間也有一定聯系，在理論以及涉及的概念的深度方面也是逐步遞增的。因此，在講授過程中，還應注意同一內容多模塊化，以及模塊與模塊之間的關聯性，明確模塊之間的關聯點，而不能將模塊孤立化，往往造成只見樹木、不見森林的不良后果，使學生對每一部分的內容都了解得透徹，但由于不了解相互之間的關系，從而限制本課程學習過程中的理論拓展。例如：在講授“描述流體運動的兩種方法”的過程中，涉及兩個內容：拉格朗日法和歐拉法。基于本文的教學內容模塊化思想。拉格朗日法”內容構成基本理論模塊，而“歐拉法”內容具有兩種模塊形式：基本理論模塊和創新素質培養模塊。其構成的原因有：（1）“歐拉法”不研究個別質點的運動規律，而對流場進行分析和計算，它是流體動力學理論研究和工程應用的基礎；（2）“歐拉法”的提出是創新思想的體現，因為它超越了常規的描述固體運動的思維方法，“歐拉法”是基于“拉格朗日法”的換位思考，而它的意義卻遠遠超過了“拉格朗日法”。在這部分內容的講授中，要注意模塊與模塊之間的關聯性，明確“拉格朗日法”與“歐拉法”的關系，使學生能深入地理解“歐拉法”的思想以及相關的概念，為課程后續的學習打下良好的基礎。另一方面，可以針對學生的特點，借助“歐拉法”的換位思考法，起到培養學生人文素質的作用，引導學生采用換位思考方法，正確地面對人生的問題，使自己的人生觀和道德觀得到升華。
（二）實驗教學內容
由于流體動力學的研究方法主要有理論分析、實驗研究和數值模擬三種，其中實驗是學生應用理論解決實際問題，進一步加深對概念理解的重要環節。因此，在流體動力學的理論教學中，應注意融入實驗教學的思想。基于此，將實驗教學內容分為必做實驗模塊、選做實驗模塊、自行設計實驗模塊三個模塊。這三個模塊分別具有以下的含義：（1）必做實驗模塊：由傳統驗證實驗構成。（2）選做實驗模塊：由教師設計的實驗，或者與流體動力學課程相關的科研實驗構成。（3）自行設計實驗模塊：由學生自行設計的實驗構成。其中，在選做實驗模塊的實施過程中，關鍵是注意了解學校與流體動力學課程相關的科研實驗臺架和主要的科研實驗內容，優化整合實驗教學資源。針對大部分高校現有的條件，在自行設計實驗模塊的實施過程中具有一定的難度，但是可考慮利用先進的計算機技術，實現“虛擬實驗”，或者采用針對個別學生實施這部分實驗，然后再增加學生人數，逐步實現這一實驗模塊的教學。
二、教學方法手段
理論教學過程中以多媒體教學手段為主，多媒體課件的制作應結合本課程的教學規律，符合實際需要，將理論問題形象化，并注意將理論教學融入實驗教學和數值模擬的思想。例如，“雷諾實驗”這部分內容的理論教學中，多媒體的制作可采用動畫的形式演示實驗的基本過程和結果，將層流和紊流兩種流態形象地表現出來。同時，可以借助實際工程中的數值模擬結果，更形象地反映這兩種流態的特點和工程實際的應用。這樣既說明了實驗和數值模擬之間相輔相成，又將實驗教學和數值模擬的思想融入理論教學中，由此起到培養學生科學研究能力的作用。
三、考核方式方法
由于考核的目的在于助學和改進教學方法。因此，本課程的考核應在一定程度能夠發揮學生的主體作用，這樣有利于良好教學氛圍的營造，有利于師生雙向的交流。具體的考核方式有多種，綜合的考核方式應該更合理，但操作起來也更復雜，可以采用先試點后鋪開的途徑。目前，大多數高校主要采用平時成績和期末成績綜合考核的方法。平時成績通常包括考勤、作業、實驗。平時成績的考核應是考核中最重要的內容，它是教師及時了解學生對該課程學習狀況、把握教學目標的關鍵。其中作業內容的設計和要求是不可忽視的，例如，可以采用必做題、選做題，不是盲目地采用題海戰術，這有利于調動學生學習的主動性，同時使學生對每一章節的學習有的放矢。對作業中的解題步驟和圖的繪制都應該有明確的要求，這樣有利于工程師卓越素質的培養。總之，平時成績的考核注重調動學生學習的主動性，培養工程師卓越素質，同時培養學生利用知識分析問題的能力和創新能力，在考核內容設計方面應該是考核目的的體現。
四、結語
第2篇：計算流體動力學方法范文
關鍵詞：數值風洞，Spalart-Allmaras模型，體形系數
1 引 言
在20世紀60年代中期，風工程學成為一門新的學科，它主要包括結構風工程，車、船風工程以及環境風工程三個主要方面。結構風工程問題作為學科發展的起源始終處于核心地位。
由于建筑結構風荷載是設計中的主要荷載，目前獲取風荷載的主要方法有：現場實測、風洞試驗和數值模擬。隨著計算流體動力學技術的發展，高速、大容量計算機的出現和計算方法的飛速進步，應用數值風洞技術對結構周圍的風場進行模擬已成為可能。
2 雷諾平均方程（RANS）
其中k為湍動能，νT為湍動粘度，δij為單位張量。
3 Spalart-Allmaras 湍流模型（S-A模型）
4 數值算例設定
本文的數值算例為兩個球形屋面大跨空間結構，該兩種結構具有相同的球形屋面，矢高10m，跨度50m；下方均為圓柱體維護結構，但尺寸不同，結構1的維護結構直徑為50m，結構2為40m；結構1沒有挑檐，結構2有一周挑出長度為5m的挑檐。數值計算流場在x、y、z方向的尺寸分別為500m，300m和150m。應用四面體非結構化網格自由劃分整個計算域，并且在空間結構周圍進行了網格加密，空間結構周圍最小網格尺寸為1m，結構1和結構2的網格劃分數量約為40萬～50萬。數值計算中，流場入口條件采用速度進口邊界條件；出口采用完全發展自由出流邊界條件；頂部和兩側采用對稱邊界條件；結構表面和地面采用無滑移壁面邊界條件。其中，速度進口邊界條件符合我國《建筑結構荷載規范》所規定的指數率風剖面，本文假設該結構所處地區為A類地貌、基本風壓為w0=0.5kPa，相應的z=10米高度處基本風速為28.28m/s，對應的梯度風高度為zG=300m，α=0.12，入口處風剖面U（z）=UG（z/zG）α，其中UG為梯度風高度處的風速。
5 數值模擬結果
圖1為結構1和結構2的數值模擬風載體型系數，由圖可見，球形屋面的基本受風吸作用；結構1的風載體型系數的絕對值在屋面的各個位置均大于結構2的計算結果；兩屋面的最強風吸作用均出現在屋面最高點附近，體形系數相差大約0.3；而且由屋頂最高點沿著迎風和背風方向逐漸減小，迎風邊緣處的絕對值大于背風邊緣處。屋面均為負壓的原因是屋面的矢跨比較小，整個屋面以風的分離作用為主；屋面最高點附近的分離作用最強，因此負壓也最大；結構1負壓整體水平大于結構2是因為由于挑檐的作用，降低了結構2屋面的整體分離作用強度。
圖1 球形屋面的風荷載體形系數等值線圖
6 結 論
基于計算流體動力學技術的數值風洞方法是研究大氣邊界層中鈍體繞流問題的有力工具；基于雷諾平均方法的S-A湍流模型可有效的研究大跨空間結構的風載體形系數和風壓分布；本文通過對有、無挑檐的球面屋頂結構的風載體型系數的研究，得出以下結論：對于本算例中的球形屋頂結構，風載體型系數基本為負值，屋面的最大風吸作用出現在屋面最高點附近，并且沿著迎風和背風方向逐漸減小；沒有挑檐的風載體型系數絕對值在屋面的各個位置均大于有挑檐情況的計算結果，最大值相差約0.3；挑檐下表面的風載體形系數在迎風處最大，達到0.5以上，考慮到屋面迎風處的風吸作用，其數值超過無挑檐的情況；而且有挑檐的圓柱體維護結構的迎風處正壓明顯大于無挑檐情況，體形系數上相差約0.2。
參考文獻
[1] 袁健， 杜強. CFD在風荷載計算中的應用[J]. 真空， 2010， 47（3）： 83-85.
[2] 黃志淵， 陳. 橋面風環境的數值風洞研究[J]. 福州大學學報（自然科學版）， 2007， 35（1）： 95-99.
第3篇：計算流體動力學方法范文
Verification and Validation
in Scientific Computing
2010,780pp
Hardback
ISBN9780521113601
科學計算中的進展使得建模及模擬成為工程、科學及公共政策決策過程中的一個重要部分。驗證和確認是建立在定量準確性評價的概念上的。本書提供了用于模型和模擬驗證和確認的基本概念、原理及步驟的全面與系統的發展過程。它的重點放在了利用偏微分方程描述模型和模擬上面。書中所描述的方法可以應用于廣泛的技術領域，諸如物理科學、工程及技術，以及工業、環境管理與安全、產品與設備安全、金融投資和政府管理中。
本書共有16章，除第1章外分成5個部分。1.緒論，內容包括建模與模擬的歷史及現代的作用、科學計算的可信度、本書的內容概括與使用。第1部分 基本概念，含第2-3章，2.基本概念與術語；3.建模與計算模擬。第2部分 代碼驗證，含第2-3章，4.軟件工程；5.代碼驗證；6.正確解法。第3部分 解法驗證，含第4-6章，7.解法驗證；8.離散化誤差；9.解法適應。第4部分 模型的驗證與預測，含第10-13章，10.模型驗證基礎；11.確認實驗的設計與執行；12.模型準確性評價；13.預測能力。第5部分 涉及規劃、管理及實施的問題，含第14-16章，14.建模與模擬的規劃與優先化；15.建模與模擬的成熟度評價；16.驗證、確認及不確定性量化的開發與責任。
本書的第一作者具有在流體動力學、傳熱、飛行動力學及固體力學領域39年的研究與開發經驗。并且在計算和實驗兩個領域工作過，他教授過驗證和確認領域的30門短課程。現在，他帶著技術人員的杰出代表的榮譽已從美國Sandia國家實驗室退休。
本書的第二作者是弗吉尼亞理工學院航空與航天及海洋工程系的副教授。他于1998年從北卡羅來納州立大學獲得博士學位后，作為高級技術人員在美國Sandia國家實驗室工作了5年。他在計算流體動力學領域發表過許多有關驗證和確認的文章。2006年，他因計算科學與工程中的驗證和確認方面的研究工作而獲得美國青年科學家總統獎（PECASE）。
本書將會受到那些尋求改進模擬結果的可信度及可靠性的各個領域中的研究人員、專業人員及決策者的熱誠歡迎。它的內容也適合用作大學課程或供人們自學。
胡光華，
退休高工
(原中國科學院物理學研究所)
第4篇：計算流體動力學方法范文
【關鍵詞】CFD 高爐出鐵廠除塵系統 管網平衡
一、引言
隨著社會的進步，生產力高度發達的同時，隨之而來的就是人類的生存環境日益破壞，鋼鐵行業又是污染物排放大戶，煉鐵廠、煉鋼廠及軋鋼廠又是鋼鐵企業的主要污染源，冶煉每噸鋼水大約產生2.5kg煙塵。污染物主要是金屬和非金屬氧化物固體粉塵、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體有害物。對鋼鐵生產過程中產生的粉塵進行有效的捕集及處理，是鋼鐵企業節能環保研究的重要課題。捕集的關鍵又在如何控制好除塵管道的流量分配問題，但傳統的水力計算設計方法已經不能滿足現有設計的要求。
本文采用方法主要是利用計算流體力學方法（CAE）對高爐出鐵場除塵系統的管網系統進行分析，力求找到一套適合指導現有除塵系統設計的方式。
二、研究方法簡介
CFD（Computational Fluid Dynamics）即計算流體力學，是建立在經典流體動力學與數值計算方法基礎上的一門新學科，具有適應性強、應用面廣的優點。基本思想是用一系列有限個離散點上的變量值的集合來代替將空間域上連續的物理量的場，如速度場和溫度場；然后，按照流動基本方程（質量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程）建立這些離散點上場變量之間關系的代數方程組，通過這種數值計算，得到復雜問題基本物理量（如速度、壓力、溫度、濃度等）在流場內各個位置的分布，以及這些物理量隨時間變化情況。
1） 分析計算原理
鋼鐵車間除塵的CAE仿真中，必須考慮的一個重要物理現象是熱氣流的浮升，即氣流在鐵水表面受熱膨脹，密度減小，在浮升力的作用下形成上升的熱氣流。湍流模型中Gb為考慮熱氣流浮升力對湍流的影響，具體表達式如下：
粉塵是CAE仿真模型中另一個重要方面，粉塵顆粒直徑小，具有良好的跟隨性，隨氣體運動而運動，因此可以認為粉塵顆粒與氣流具有相同的速度，粉塵的運動速度不必再行仿真計算。但是粉塵對鐵水與氣流之間的輻射換熱過程有重要影響，氣流中粉塵濃度越高，氣流的輻射吸收系數越大，相反，純凈的空氣對輻射的吸收系數接近于零。含塵氣流的輻射吸收系數用下式計算得到：
2） 數值分析模型
鋼鐵車間除塵的CAE仿真幾何模型包含了較多復雜結構，且CAE模型求解對網格質量要求不是很高，因此網格劃分可完全采用非結構化網格，否則將大大延長CAE仿真的時間周期。考慮到目前的計算機能力，百萬量級的網格數量是合適的。
CAE仿真模型的求解采用SIMPLE算法，具體求解過程可在Fluent軟件中實現。
3） 材料參數
本CAE分析所涉及的流體主要為空氣和鐵水，空氣密度按照理想氣體定律進行計算，以考慮溫度變化對空氣密度的影響。
4）邊界條件
對除塵管道的流量分配仿真，進口采用壓力進口邊界條件，在除塵點處設置足夠大的自由空間以使得進口邊界處壓力為大氣壓；出口給定空氣流量，數值為相應除塵點的設計風量。
仿真模型的輸入與輸出
輸入條件
1. 幾何模型，包括除塵區域設備、捕集罩和除塵管道等（附圖所示）
2. 鐵水溫度及黑度
3. 環境溫度及氣壓
4. 各除塵支管風量
輸出結果
1. 各除塵支管煙氣溫度（可現場測試）
2. 除塵效率
三、除塵管道仿真
通過CAE的方式對高爐出鐵場除塵管道的風量分配進行建模仿真。下圖是對某高爐的3#出鐵口的管道進行的仿真建模，包括鐵口側吸、頂吸、撇渣器以及擺動流嘴的除塵罩以及除塵支管、除塵總管，在除塵總管末端施加壓力出口邊界條件，各除塵罩給定足夠大的自由空間，同時施加壓力入口邊界條件，且入口壓力和溫度為當地大氣壓和車間環境溫度。
由于現場條件的限制，除塵風量的測量僅在頂吸、兩個側吸以及煙囪的風量測定孔處進行。下表為3#出鐵口在測試、設計和CAE計算下的除塵風量分配及溫度。表中風量單位為（m3/h），溫度單位為（℃）。
四、小結
高爐出鐵場除塵系統的除塵管道均可以通過相同的CAE模型進行仿真分析，仿真得到除塵管道的風量分配且結果可靠，用于指導除塵管道的優化設計。
參考文獻
[1]王福軍，計算流體動力學分析，北京：清華大學出版社，2006：13～16
[2]鋼鐵企業采暖通風設計手冊，中國冶金建設協會
[3]中華人民共和國標準，采暖通風與空氣調節設計規范GB50019
[4]中華人民共和國標準，通風與空調工程施工質量驗收規范 GB50243
第5篇：計算流體動力學方法范文
煤的氣化是煤炭清潔高效利用的關鍵技術，是發展煤基大宗化學品和液體燃料合成、先進的整體煤氣化聯合循環發電系統、多聯產系統、氫能、燃料電池等過程工業的基礎，是這些行業發展的核心和龍頭技術。煤的氣化的過程實質是將煤中的碳、氫轉化為清潔燃料氣或合成氣（CO+H2）的過程。
本書從全新的視角對工業煤的氣化科學和技術進行了全面的論述，涉及煤的氣化工藝過程的各項內容，既有工藝分析，又有理論研究。反映了煤的氣化技術領域的最新進展，還包含了作者自己的相關研究成果，許多重要內容為同類專著中首次報道。
全書共有10章：1.引言。提出了全球范圍內煤的氣化原料的劣質化趨勢；2.煤的氣化的總論。簡要介紹了煤氣化技術的背景和行業地位、最新的應用、煤的氣化的必要性、煤氣化技術的沿革、歷經三代的氣化爐型、原料和產物、技術市場、對環境的影響和污染排放，以及煤的氣化面臨的挑戰、潛在機會等；3.氣化用煤的分析表征。為使讀者意識到通過氣化技術實現煤轉化的復雜性，本章從實用觀點從發，討論了氣化用原料煤樣品的分析表征，并從這些信息來決定氣化過程的適用性。必要的有關知識包括煤的標準分析（元素分析、工業分析和熱值）以及更復雜的反應性和顯微組分的分析，特別強調關注煤中的礦物質，因為這是所有氣化過程的極限。最后對煤的物理和流體動力學性質做了總結；4.氣化過程的基礎。介紹了基本的煤的氣化反應和化學、評價不同氣化方法優劣的主要技術性能參數，并從多個技術層次探討了不同氣化工藝過程之間的差別：床型（移動床/流化床/氣流床），溫度范圍（灰熔融/渣粘度），壓力等級，進料方法（干粉/水煤漿），器壁類型（膜/耐火襯里/水夾套），合成氣冷卻（水/氣/化學激冷/熱回收），氧化劑（氧氣/空氣），排渣方式（灰渣/飛灰/團聚），催化劑添加與否；5.煤氣化模擬。在介紹了氣化系統衡算概念的基礎上，列舉氣化模擬的熱力學模型、動力學模型、計算流體動力學（CFD）模型方法，比較了各種方法的優缺點、主要應用領域和相關的實驗研究。為便于讀者理解這里僅涉及基本方程和科學背景；6.煤的氣化技術。煤的氣化技術是本書的中心內容，包括一些此前未公開報道的最新和最全面的煤的氣化過程資訊。按氣化爐型的不同，分別詳述了殼牌、Uhde （即高溫溫克勒爐HTW， Prenflow）、GE、西門子、CB&I （即E-Gas）爐， Lurgi （即固定床固態排渣（FBDB）爐， 和Envirotherm/Zemag （即BGL）爐的歷史沿革、詳細工藝描述，改進強化措施和現在的工業實施項目。針對典型技術，基于統一邊界條件，給出了通用計算模型和模擬結果，并與實際運行數據進行對照分析，著重對比高灰煤和常規煤原料對氣化性能的影響。作者還特別介紹了有關中國開發的氣化新爐型和新工藝；7.煤的氣化過程熱力學評價。本章主要論述本書作者研究出的創新方法：三元氣化圖。作者給出了該方法詳細的實施步驟和應用方法，指導讀者得出優化的用戶氣化圖和關聯式，以常規的匹茨堡8號煤和南非高灰煤為例進行了具體對比計算分析，其結果可用于解析灰份的影響規律和氣化技術潛力的分析。此方法還可擴展用于二氧化碳氣化和生物質氣化；8.煤的氣化過程的有效能分析。為了考慮氣體冷卻方法對整個過程的影響，對常規煤和高灰煤的氣化過程進行了有效能分析和對比；9.內循環氣化爐的概念研究。鑒于現在市場上還沒有適應高灰煤的氣化技術，作者針對高灰煤氣化提出了創新性的新氣化爐型：內循環氣化爐。本章內容全面闡述內循環氣化爐相關的氣化過程基本原理、詳細的工藝條件、反應室的布置、氣化劑的注入、氣體的冷卻、除灰、過程控制；10.氣化發展趨勢。這是對全書的簡要總結并展望了氣化技術的發展趨勢。
本書的讀者對象包括能源、煤炭、化學工程相關專業從事煤轉化和煤化工科研、設計生產的工程技術人員和高等院校相關專業的教師、高年級本科生和研究生。
第6篇：計算流體動力學方法范文
文摘： 本文采用計算流體動力學CFD（computational fluid dynamics）的方法，對北京地區冬季北風情況下某建筑小區內的氣流流動進行了數值模擬仿真。借助數值模擬能模擬真實情況、資料詳細的優點，對該小區兩個主要區域在冬季北風向這一不利工況下的氣流流動情況進行了分析，由此可見，通過CFD方法對小區氣流流動進行模擬仿真，并且以直觀形象的可視化結果展現于設計者和客戶，可方便地對小區布局設計進行指導以及對小區內微氣候進行評價。
1. 前言
建筑師們在設計建筑小區時，注意力多集中在建筑平面的功能布置，美觀設計及空間利用上，而很少考慮到小區內高層、高密度建筑群中氣流流動情況對人的影響：局部地方（尤其是高層）風速太大可能對人們的生活、行動造成不便，也有可能在某些地方形成旋渦和死角，不利于室內的自然通風，從而形成不好的小區微氣候。因此，為了營造綠色舒適的建筑小區微環境，需要在規劃設計階段對小區內氣流流動情況作出預測評價，以指導設計。通常可用模型實驗或者數值模擬的方法對小區內的空氣流動進行預測。模型實驗方法周期太長，價格昂貴，不利于用于設計階段的方案預測和分析；而數值計算相當于在計算機上做實驗，相比模型實驗方法周期較短，價格低廉，可以以較為形象和直觀的方式將結果展示出來，利于非專業人士通過形象的流場圖和動畫了解小區內氣流流動情況。因此這里將介紹利用數值模擬技術模擬仿真小區內氣流流動的詳細情況，藉此對小區微氣候作出評價分析以及對小區的設計作出改進優化。國外早在1980年代就利用數值模擬手段對室外氣流流動進行研究，但主要針對單體建筑[1]。近年來，我國也開始對高密度的建筑小區這一具有中國特色的建筑形式內的氣流流場進行數值模擬研究[2]。隨著計算機技術、數值計算技術以及湍流模擬技術的發展，如今我們可以對非常復雜的實際建筑小區內氣流流動進行模擬仿真，方便、直觀地對小區微氣候作出評價。下面將以一個實際的建筑小區為例進行分析。
2. 計算流體動力學技術簡介
簡而言之，流體流動的數值模擬即在計算機上做實驗。它在計算域內離散空氣流動遵循的流體動力學方程組，將強烈非線性的偏微分方程組轉變為代數方程組，再采用一定的數值計算技術求解之，從而獲得整個計算區域內流場分布的詳細信息，最后可將結果用計算機圖形學技術形象直觀地表示出來。這就是所謂的計算流體動力學CFD（Computational Fluid Dynamics）。由于實際空氣是粘性流體，流動基本為湍流流動，故這其中涉及湍流模擬技術。自1974年以來，人們開始進行大量的CFD技術應用于建筑環境的模擬研究工作[3]。如今，CFD技術已經在建筑環境和設備模擬中取得了很大的成就。這里我們采用國際公認的權威CFD技術研究機構：英國帝國理工學院CHAM研究所開發的PHOENICS軟件對下面的小區內空氣流動情況進行模擬仿真分析。該軟件具有眾多的湍流模型和數值差分格式，并經過了上千個算例的實驗驗證，能保證計算結果的準確性。有關CFD技術的內容可參考有關文獻和專著。
3. 計算工況說明
這里將要分析的小區是北京東潤楓景小區，它是北京朝陽區東風農場改建住宅區，總建筑面積約49萬平方米，總居住人口約15000人。圖1所示為該小區示意圖。
根據需要，目前最需模擬分析的是楓景小區的W區和S區，其中有下列情況需要說明：
3.1 梯度風的采用
由于楓景小區并不是一個孤立的小區，其周圍勢必存在較低的建筑或其它物體，因此小區外來流風并不是均勻的，根據有關文獻和資料的研究成果，并結合楓景小區所處的地理位置，小區前來流風因為地面和低矮建筑的影響，應是按邊界層規律分布的，即所謂的梯度風，如下圖2所示：
影響，應是按邊界層規律分布的，即所謂的梯度風，如下圖2所示：
上述梯度風滿足下式：
圖中的h>380m后，風速可認為趨于均勻，大小等于h=380m處的風速。
3.2 北京地區主導風速和風向的選擇
為使計算結果具有一定的代表性，需要選擇北京地區的主導風向和風速。根據我們對1960～1990年這30年間北京地區氣象數據的分析知，北京地區秋、冬季主導風向為北風，平均風速3m/s，典型風速約5m/s（指出現頻率較高的風速），春、夏季主導風向為南風，平均風速3.4m/s，典型風速約5.5m/s。而由于冬季主要為北風，應為最不利情形，加之這種復雜小區的模擬計算耗時極多，因此這里我們擬先對冬季情形作出模擬，即按照風向北、風速5m/s（10m高處的氣象數據）進行計算。
4. 計算結果和分析
圖3～4各圖為楓景小區W區和S區兩個區域的模擬仿真結果流場圖。
對于W區：圖3a為高度1米的水平面上的流場分布，這個高度是人們經常活動和最能感知到的范圍，即所謂的“人區”，這也是小區微氣候最重要的關鍵區域。由圖可見，在W區中部局部地方有旋渦出現，但是風速很小，約1～5m/s，同時，該區域內大部分地方的風速均在5m/s以下，因此對人員行動不會造成不便，也不會對人體熱舒適感覺形成不良的影響，圖中還顯示出在該區東、西兩側建筑物周圍的局部地方有較大的風速，可達15m/s，這是由于來流北風繞建筑物流動的結果，但是這塊區域不是人們經常活動的地方，故影響不大。圖3b~c顯示了W區橫截面和縱剖面上不同位置的風速流場分布，由圖可見，來流風的繞流作用對建筑高層有一定的影響，流速從底層到高層逐漸增大，頂層附近風速比底層為高，但是最高值僅為9m/s，并無太大的影響。總而言之，W區在冬季北風的氣候條件下的微氣候令人滿意，不會造成人體不適和行動不便；
對于S區，仍然先從圖4a顯示的高度1米的“人區”的流場分布結果開始分析，由圖中可以看出，S區內的風速較小，均小于5.5m/s，這是其前面板樓的阻擋作用之結果。另外，由于前面建筑的繞流作用，在該區最后一排高層建筑之前形成渦流，但是速度很小，僅達3.3m/s左右，故對居者的行動和舒適不會造成不良的影響。從圖中還可以看出，在S區前面的板樓之間，由于其流通斷面突然減小，此處風速很大，最高可達13m/s左右，但是這已經離S區較遠，對S區的居住者不會由太多的影響。圖4b~c表示的是S區橫剖面和S區以及其前面板樓組成的區域內的縱剖面上的流場分布，由圖可以看出，來流風的繞流作用使得S區高層建筑的風速由底層向上逐漸升高，但是其流速最大也只達到7m/s左右，對高層住戶影響不大，不會造成不適感覺。
關于W區和S區的室外空氣流動的更詳細的資料，可以通過CFD軟件得到三個方向任意位置的流場分布，并且，我們還可以借助別的計算機手段得出更為形象直觀的動畫，這非常適合非建筑環境專業人士快速、方便地把握小區內的流場流動情況。
將以上分析結果總結歸納可得如下結論：
(1). W區和S區的人區內基本沒有速度過大的區域，大部分地方的風速均在5m/s以下，不會對居者行動和舒適感覺帶來不便；
(2). W區和S區的高層建筑風速由低至高逐漸增加，但是最高值基本低于10m/s，不會對該層住戶造成不適感覺；
(3). W區和S區內某些局部區域均存在一定的渦旋流動，但是其流速很小，均在3m/s以下，不會形成不好的微氣候；
(4). W區建筑邊緣局部地方和S區前部板樓（最高6層）局部會有速度過大的區域，但是這已經遠離我們考慮的W區和S區，不是人們經常活動的范圍，影響不大；
(5). 總體而言，W區和S區的室外空氣流動不會對居住者造成不良影響，其小區微氣候令人舒適，能保證合理的小區內空氣流動。
第7篇：計算流體動力學方法范文
關鍵詞：高等流體力學；教學內容；教學方法；教學模式
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0192-03
近幾年，計算流體力學與各種工程實際問題的結合越來越密切，已成為解決各種流體流動與傳熱問題的強有力工具，并已成功應用于建筑、環境、流體機械等技術科學領域。過去只能靠實驗手段才能得到的某些結果，現在已可以借助于計算流體力學的手段來完成。在高等建筑院校的土木工程、環境科學與工程等學科中，因涉及大量的流體流動問題，因此，普遍開設了研究生課程――高等流體力學（計算流體力學）。
多年來，計算流體力學的教學內容主要是有限差分法、有限元法、離散化方法等，重點仍然是算法的數學基礎、收斂性的證明及離散精度的討論。在教學過程中發現學生對課程中涉及的大量數學推導感到乏味，課程學完后，如何采用計算流體力學方法對一個具體的流體流動問題進行模擬和分析，學生往往感到無從下手，并且難以正確采用計算流體力學的理論和方法解決工程實際問題，因此學生也不能學以致用。當前的研究生課程教學，不僅在分析問題的深度和廣度上顯得不足，在教學方法上也存在靈活性不足，互動性不夠，缺乏新穎性等問題。因此，結合學科的發展特點對計算流體力學課程現有的教學內容、教學體系及教學方法進行改革，并進一步將計算流體力學理論與解決工程實際問題緊密聯系在一起，培養和提高學生的學習能力和創新能力顯得尤為必要。
我校研究生課程“高等流體力學”的教學內容緊密圍繞計算流體力學的內容，課程組在重慶大學研究生重點課程和重慶市研究生重點課程教改項目“高等流體力學”的資助下，對教學體系、教學內容、教學方法等方面的改革做出了一些嘗試，力圖使其教學內容反映學科的特色，發揮計算流體力學本身應有的優勢。此外，由于研究生課程教學學時有限、學生基礎不均，因此，在教學過程中，合理選擇教學內容、提高教學效率、拓展課程的專業視野、增強學生學習主動性，使得課程學習更好地服務于課題研究，是該課程必須考慮的幾個主要環節。本文圍繞高等流體力學課程教學改革進行了一些探討，并提出了一些建議。
一、優化教學內容
計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）已經超越了其傳統的外延和內涵，不再僅僅是一些數學理論和概念，而正成為一門建立在經典流體力學與數值計算方法基礎之上的新型獨立學科。就CFD本質來講，流體動力學是建立能準確描述具體流動過程的數學微分方程組，依據模擬幾何模型和流動過程特點給予相應的邊界條件，最后，聯立求解方程組，得出一定精度的模擬結果[1]。CFD兼有理論性和實踐性的雙重特點。特別是隨著計算機軟硬件技術的發展和數值計算方法的日趨成熟，出現了基于現有流動理論的商用CFD軟件，可以通過計算機數值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數值解，從而達到研究物理問題的目的。商用軟件的出現為學生學習掌握計算流體力學提供了有力的輔助手段，但是計算流體力學所依賴的基本流體力學知識和數學基礎仍然是非常重要的。因此，為順應科學的發展和工程問題研究的需要，計算流體力學作為一門重要的研究生學位課程，在教學中既要注重理論知識講解，還需拓展其實際應用范圍。對于普通建筑工程類專業的研究生來講，最關心的是如何用CFD手段來解決本研究領域的實際問題，所以關鍵是掌握計算流體力學關于建模、離散、湍流模型的選擇、對流差分項的格式及時間積分格式的特點等內容；學會如何編制自己的CFD程序；如何使用現有的商用軟件。
課程的教學目標，要求學生完成高等流體力學課程的學習后，必須掌握流體力學的分析推理方法，常見湍流計算模型以及相關軟件（CFD）的使用，要具備利用高等流體力學知識分析和解決實際問題的能力。在課程內容方面的設計上，應注意內容的系統連貫和循序漸進，便于學生掌握基本理論和分析流體力學問題的基本方法。
優化的教學內容包括以下幾個部分：①矢量場論；②流體力學基本概念及運動描述；③流體力學基本方程組及其求解；④湍流現象及湍流研究的基本方程；⑤粘性流體流動的數值分析方法；⑥離散化方法；⑦對流與擴散以及流場計算；⑧軟件――CFX及其應用。其中，為了加深對流體力學的理性認識和理解，掌握流體力學中的思維特點和較綜合的分析推理方法，使學生在理論修養和實際處理流體力學問題的能力上都有明顯的提高，課程組教師在教學過程中，新增了離散化方法、對流與擴散以及流場計算和軟件應用三個部分的內容。增加了CFD軟件的實踐教學環節，注重學生的對軟件的使用操作的理解，使其學以致用。減少了勢流計算、粘性流動解析解以及邊界層理論這部分內容。加大了CFD應用程序這部分內容。
教材選用本校課程組編寫的《高等流體力學》，帕坦卡編寫的《傳熱與流體流動的數值方法》，和陶文銓編寫的《數值傳熱學》；參考教材選用吳頌平翻譯的《計算流體力學基礎及其應用》，王福軍編寫的《計算流體動力學分析》，張兆順著的《渦流大渦數值模擬的理論和應用》；實踐教材選用孫紀寧編著的《ANSYS CFX對流傳熱數值模擬基礎應用教程》；此外，我們還建立了相關的學習網站，網站上有課程大綱、教學內容、學習輔助材料等。
課程學時數共45學時，采用“兩段制模式”教學，即將計算流體力學課程分為既有關聯、又相互獨立的兩部分。第一部分以基礎知識為主，第二部分以應用為主。兩部分獨立講授，第一部分著重講述流體動力學基本方程、離散化特征、對流差分格式、邊界條件的處理、紊流模型等，第二部分講述流體流動仿真與CFD軟件應用。授課對象為學術型碩士、專業型碩士，授課對象是掌握較強流體力學知識的學術型碩士研究生時，強化第一部分內容；授課對象是專業學位研究生時，則側重第二部分內容。
二、豐富教學方法，注重自主學習能力
1.凝練教學內容，提升教學起點。為了使高等流體力學課程的知識更好地為建筑環境與設備工程、市政工程、環境工程等專業服務，需要對教學內容進行凝練。通過參閱其他理工科院校相關院系的教材和講義，從中精選出適合專業需要的內容編寫教材，并對某些不足進行改進，注重內容的系統性和連貫性，使之既能清晰反映高等流體力學的基本理論，又能結合上述幾個專業的實際應用特點，與專業課進行有機銜接和整合。著重收集了與建筑土木工程相關的流體力學內容。
考慮到研究生的知識水平和知識結構與本科生有較大區別，并且多數學生已經掌握了工程流體力學的一些基礎知識，選取的教學內容具有較高的起點，使學生在較高的層面上學會應用流體力學這個理論工具。
2.采用精講多練的教學方法。教學方法由講授、聯想、解疑、歸納、作業這幾個部分組成。其中講授要抓住重點難點，由淺入深的講解，由于課時較少，內容多，要求學生在上課前充分準備每一講的內容。在課程教學中改變教師講、學生聽的習慣做法，使學生在課堂上積極思考、踴躍發言。
高等流體力學課程具有理論性強、數學推導能力要求高的特點；但是另一方面，其課時相對較少，為了解決內容深與課時少的矛盾，在授課方法上側重于精講多練。對關鍵的基礎理論部分（如流體力學基本守恒方程的推導），安排較多的學時講深講透，使學生能夠從本質上掌握流體力學這個理論工具。同時，課后安排與基本理論密切相關的習題和工程問題讓學生加以訓練，使學生加深對理論的理解和消化，同時提高應用理論工具解決實際問題的能力。
3.利用板書、多媒體技術、網絡輔助教學相結合的教學手段。高等流體力學課程是一門理論性和應用性都很強的學科，授課手段不應一成不變。在公式推導過程中較多地采用板書的方式更符合學生的思維習慣；對于一些實際工程問題或自然中存在的流體力學現象，采用動畫或視頻的形式展示更加生動形象，可以幫助學生較快地建立感性認識，從而更好地理解復雜規律。同時，利用網絡及時向學生提供教學資源，包括：課程大綱、授課教案、講義、課后習題、國內外相關教材等資料，旨在給學生提供一個全面、簡便、輕松的教學環境。
4.利用試驗和CFD模擬加深學生對基本理論的理解。本課程利用學校和學院的實驗設備資源，開設演示性實驗、驗證性試驗和設計性試驗。安排適量的CFD程序操作課程，并邀請國內外大型設計院人員講解CFD軟件，加深學生對流體力學工程應用的理解。此外，課題組任課教師所從事的科研活動，也給不少學生提供了實踐的機會和場所。收集了與建筑土木工程相關的工程案例，通過案例討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課程教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實踐問題的能力。
5.啟動雙語教學。為了便于學生快速準確地理解國際上關于本學科的新知識和先進技術，使學科技術更好的與國際接軌，我們在教學中逐漸開展了雙語教學。考慮到學校的實際情況、學生英語水平參差不齊等問題，一開始就全部采用外語教學，勢必會影響教學效果，因此在學生學習初期使用母語教學，然后逐漸地部分或全部使用第二語言（英語）進行教學。同時我們加強師資隊伍建設，培養年輕的老師出國深造，能夠更好地講解國外原版的專業教材，使學生能夠閱讀相關技術知識的英文文獻資料，在雙語教學實踐中并且結合工科專業特點，能熟練運用相關的英文編程工具和商業軟件，能夠應用英文處理和交流相關問題，拓展課程中的專業視野。
三、教學模式：互動式教學
保羅?佛萊雷說過：“沒有了對話，就沒有了交流；沒有了交流，也就沒有真正的教育。”[2]互動式教學可以提高學生的學習水平和協作能力，因此成為國際上大力推行的教學策略之一[3]。
相對于本科教育，研究生教學中更注重對學生獨立解決實際問題能力的培養，所以在研究生課程教學中更應該采用互動式教學模式，可以更好地激發學生的創作力和培養獨立思考能力。教學中改變一味地灌輸，注重方法，突出學生的主體地位，發揮其主動性，積極開展討論式、演講式、辯論式、案例式等多種形式的教學方法，激發其主動思維、辨析、討論的熱情。我們在課程教學中設計了以小組為單位，針對實際工程問題，進行仿真案例計算。在教學中應當盡量將講授的新知識轉化為學生感興趣的問題，使抽象的理論內容借助生動具體的案例和多媒體場景形象化；關注學生的個體差異，創造出能夠調動學生積極性和學習興趣的課堂氛圍，使學生在寬松的環境中學習和探索。
四、結束語
在計算流體力學的教學實踐中，作者把握《高等流體力學》中的重要思想方法，流體力學問題的本質，進行深入淺出、生動活潑的講解。同時結合作者的科研項目、生活、生產中的實際問題，向學生傳授治學方法，培養學生的自主學習能力和創新意識，通過近年的實踐收到了良好的效果。
參考文獻：
[1]翟建華.計算流體力學（CFD）的通用軟件[J].河北科技大學學報，2005，26，（2）.
[2]保羅?佛萊雷.被壓迫者教育學[M].上海：華東師范大學出版社，2001.
第8篇：計算流體動力學方法范文
論文摘要：根據環境工程專業特點，分析了該專業技術基礎課“工程流體力學”和主干專業課“水污染控制工程”在教學中存在的問題，文章從教學內容、教學模式、師資配置、考核方式四個方面提出了“工程流體力學”和“水污染控制工程”教學改革思路。
論文關鍵詞：環境工程專業；工程流體力學；水污染控制工程；教學改革
“工程流體力學”是研究流體（液體、氣體）處于平衡狀態和流動狀態時的力學規律、流體與固體之間的相互作用及其在工程技術中應用的一門科學，是力學的一個獨立分支，有其自身的理論體系，其基礎理論主要由三部分組成：流體靜力學、流體運動學和流體動力學。“水污染控制工程”是關于控制水體污染途徑以及各種廢水處理方法（包括物理處理方法、化學處理方法、生物處理方法等）的基本理論、工作原理及設計計算的一門科學。“工程流體力學”是環境工程專業的重要技術基礎課，“水污染控制工程”是環境工程專業的核心專業課，這兩門課程在環境工程專業本科教學中有著舉足輕重的作用，同時兩者之間也存在著重要的相互理論關系。
“工程流體力學”是水利、環境、能源、土木、機械、動力等學科的一門技術基礎課程，該課程的教學內容紛繁豐富，其特點是理論性和綜合性比較強，概念抽象，難于理解。“水污染控制工程”課程內容與“工程流體力學”內容結合相對比較緊密，如城市排水溝道系統、各種污水處理構筑物等的設計計算，以及在構筑物中的生化反應、化學絮凝反應中水力條件的控制等均是工程流體力學理論知識在水污染控制工程中的實際應用。目前，在環境工程專業教學方面，“工程流體力學”和“水污染控制工程”課程正面臨著比較尷尬的局面：一方面課程內容趨于復雜和廣泛；另一方面在課時量逐漸壓縮的情況下，“工程流體力學”和“水污染控制工程”教學內容沒有起到應有的相互銜接，教學內容彼此脫離。由此形成環境工程專業“工程流體力學”教學內容與專業課銜接不夠，在教學過程中學生感到內容枯燥，概念抽象；而在“水污染控制工程”教學過程中，學生感到工程流體力學基礎理論知識不扎實，不能夠熟練應用工程流體力學基礎理論解決水污染控制工程方面的實際問題。
針對目前環境工程專業課程設置及教學內容的狀況，本文從教學內容、教學模式、師資配置、考核方式四個方面提出“工程流體力學”與“水污染控制工程”教學改革，提高教學質量，培養學生綜合能力。
一、改革教學內容
對“工程流體力學”教學內容進行改革，結合環境工程專業特點，重構環境工程專業的“工程流體力學”課程，對該課程中的主要內容進行優化設計，緊密結合后續專業課“水污染控制工程”的內容進行改編，為“水污染控制工程”的講授奠定基礎理論知識。“工程流體力學”教學內容主要包括理論教學和實踐性教學兩部分，其中在理論教學內容部分，如“工程流體力學”中涉及到的流體粘滯性、流體內摩擦定律等內容，結合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流態所需要的雷諾數內容為實例進行教學內容改革；“流體靜力學”中絕對壓強、相對壓強、真空度等概念、理論在水污染控制工程中虹吸濾池、脈沖澄清池以及沉淀池、污泥濃縮池重力式排泥所需要的靜水頭壓力等實際工程中的應用為實例進行教學內容改革；流體運動學中基本理論對“水污染控制工程”中的數學模式的建立為實例進行教學內容改革；“流體動力學”中壓力損失理論在水污染控制工程中的水力計算，水射器理論在水污染控制工程中的計量作用、加藥作用、射流曝氣作用為實例進行教學內容改革等。其次，“工程流體力學”實踐性教學內容部分，改革傳統的實驗教學內容，除驗證性實驗之外，增加工程應用性實驗，如文丘里流量計、三角堰流量計、巴氏計量槽、畢托管測速儀、虹吸管、孔口與管嘴的工程應用等內容，既加強了動手操作能力，也培養了學生將基礎理論知識轉化為現實生產力的綜合分析與應用能力，不僅使教學內容豐富，也提高了學生學習的熱情和積極性。
對“水污染控制工程”教學內容進行改革包括理論教學內容改革和實踐性教學內容改革，強調“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的應用。在理論教學內容方面，“水污染控制工程”中的污水溝道系統水力計算、水處理構筑物中水力參數的確定、污水在構筑物中的最佳流態、各水處理構筑物之間高程布置、混合反應池中攪拌強度的確定、過濾池中配水系統的設計及其濾速確定等一系列涉及工程流體力學問題的相關內容進行必要教學改革，加強學生對“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的工程應用有一個更清晰的認識，理解“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的重要性，使學生既掌握了“水污染控制工程”應用設計方法、設計原則、計算方法等知識，也加強了學生對“工程流體力學”基礎知識在水污染控制實際工程的應用。在實踐性教學內容方面，加強工程性應用實驗教學內容，從不同的工業企業和居民生活區采集不同的廢水水樣，根據化驗所得廢水水質，確定所采用的處理技術和處理工藝，并通過實驗驗證在各種廢水處理工藝中所選擇的工程流體力學水力參數，基于“工程流體力學”基礎理論知識分析廢水處理工藝水力參數的合理性。
二、改革教學模式
“工程流體力學”特點是理論性、綜合性、系統性較強，概念抽象、邏輯結構嚴謹。目前傳統的教學模式基本上是教師講、學生聽，“授—受”型單一模式，盡管在學的過程中采用了多種形式的多媒體教學方式，但仍沒有改變學生在學習過程中的被動地位，學生缺乏主動性和實踐性。改革傳統教學模式，實施探究式、啟發式、開放式的創新教學模式，結合水污染控制工程中的實際問題，以工程實例為背景，應用工程流體力學基礎知識解決實際工程問題，誘導學生積極思考，在教學過程中形成教學互動，調動學生學習的主動性和參與性。根據教學內容性質，“工程流體力學”教學內容可以分為基礎理論和實際工程應用兩個部分。在流體靜力學、流體運動學和流體動力學三個基礎理論部分，采用形象化的多媒體演示、軟件模擬、小型實驗相結合探究式、啟發式教學模式，鼓勵學生課堂討論；在實際工程應用教學部分，如孔口管嘴、有壓管流和明渠流部分，以水污染控制工程中的工程實例為背景，采用適量的實際工程圖片，豐富教學信息量，刺激學生的感官，激發學生的學習興趣，拓寬學生的思路，開闊學生的視野，可以使枯燥、乏味的內容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內容變得直觀生動。
“水污染控制工程”特點是實踐性、工程應用性強，因為不同的廢水水質達到處理要求所采用的處理技術、處理工藝不同；即便相同的廢水水質，如果污水量不同，所采用的處理工藝也不同；一個廢水處理工程，即廢水水質、水量數據相同，也可以采用不同的處理技術和處理工藝，工程流體力學參數的選擇是確定不同廢水處理技術、工藝的主要影響因素之一。因此，在“水污染控制工程”的教學過程中，改革傳統教學模式，實施探究式、啟發式、開放式的實踐教學模式，以工程實例為背景，通過開放性的實踐性實驗正確選擇工程流體力學參數，并通過實驗研究對參數的選擇、廢水處理效果等進行科學驗證。通過工程實例和實踐性教學改革，使學生既對廢水處理工程設計過程有一個清晰的思路，又能達到舉一反三的效果。
三、優化師資配置
師資隊伍優化，一靠資源，二靠制度，師資隊伍優化也是一個相對的漸進過程，優化的標準和措施與所處時代、社會背景及其自身所處發展階段和學科特色有關。環境工程專業特點要求師資隊伍結構合理、質量可靠。“工程流體力學”與“水污染控制工程”是本專業的主要技術基礎課和主干專業課，兩門課程在講授過程中存在著千絲萬縷的必然聯系，這就對師資配置和師資隊伍建設提出了更高的要求。首先，建立高質量的師資隊伍，定期或不定期對教師進行專業培訓和實踐工程訓練，要求講授“工程流體力學”和“水污染控制工程”兩門課程的教師對兩個學科均有一定的研究，或者承擔一定量研究科研工作，洞悉當前“工程流體力學”和“水污染控制工程”發展的最新前沿理論和技術；其次，在師資配置方面，要求講授“工程流體力學”的教師對“水污染控制工程”有一定的研究或承擔相關科研項目，講授“水污染控制工程”的教師對“工程流體力學”有扎實的理論研究或承擔相關的科研項目；第三，建立教師研討會制度，講授“工程流體力學”的和講授“水污染控制工程”的教師定期或不定期舉行教學研討會，避免兩門課程的講授內容出現彼此分裂現象。如果在師資配置中，講授“工程流體力學”的教師畢業于力學專業，即使講授“工程流體力學”的教師對力學有很高的造詣，對該門課程的講授有聲有色，但如果該教師對環境工程專業“水污染控制工程”專業理論知識或實踐工程知之甚少，那么在教學過程中，必然不能夠將“工程流體力學”與“水污染控制工程”教學內容相結合，對環境工程專業學生來說，這樣的師資配置，必定不是最優化的師資配置。
四、改革考核方式
第9篇：計算流體動力學方法范文
【關鍵詞】 牙本質過敏癥;烏賊骨;蓽茇
牙本質過敏癥是各種牙體疾病共有的癥狀，患者牙齒表現為對酸、甜、冷、熱及機械刺激等所引起的酸痛癥狀，其發病機制中流體動力學被廣泛接受。根據這一理論，對過敏的有效治療是封閉牙本質小管，以減少或避免牙本質內的液體流動〔1〕。我科采用蓽茇烏賊骨加牙膏刷牙的方法對患牙進行脫敏治療取得較好的效果。
1 材料與方法
1.1 研究對象 自2007年9月至2009年3月來我院口腔科就診患者30例共240顆患牙，其中男14例，女16例;年齡50～76歲。病程0.5～2年。240顆患牙中，后牙牙合面磨耗20例，共160顆;牙頸根暴露10例，共80顆;所有患牙均無牙髓炎癥狀。
1.2 方法
1.2.1 自身對照法 長期(0.5～1年)用不含藥物牙膏(中華牙膏)的無效患者，再改用中藥加牙膏(中華牙膏)刷牙法。
1.2.2 制作方法 脫敏藥物中的主要成分為蓽茇100 g、烏賊骨100 g，共研細粉，裝入干凈玻璃瓶備用。
1.2.3 脫敏方法 將不含任何藥物的中華牙膏擠到牙刷頭上，在其表面蘸取一層中藥粉刷牙用，每天兩次，早晚各1次，每次刷牙3 min，敏感區刷60下。
1.3 療效評定 采用石川修二的評定標準〔2〕，將牙本質過敏程度分為4度，0度：刺激時不引起疼痛;1度：刺激可誘發輕度疼痛或不適感;2度：可誘發明顯疼痛，但尚可以忍受;3度：可誘發難以耐受的疼痛。檢查手段包括機械刺激和冷刺激。先用尖銳的牙科探針施加中等壓力探劃過敏區域，記錄過敏程度;再用棉卷將患牙與鄰牙隔開，用三用槍垂直將冷空氣吹向牙面，時間1 s。再記錄過敏程度。如患牙對上述兩種刺激的反應程度不一致，則以程度較重的記錄為最終結果。
1.4 療效判定 分別觀察用藥1、2、3、4 w后的療效，計算敏感程度差值和有效率，并評定療效。顯效：敏感程度差值≥2;有效：敏感程度差值=1;無效：敏感程度差值=0。有效率(%)=(顯效牙數+有效牙數)/總牙數×100%。
1.5 統計學分析 應用SPSS10.0軟件進行χ2檢驗。
1.6 結果 240顆患牙在使用中藥膏1、2、3、4 w后有效率分別為62.5%(顯效71顆，有效79顆)、75.4%(顯效109顆，有效72顆)、84.1%(顯效147顆，有效55顆)、90.4%(顯效172顆，有效45顆)，各時期的有效率兩兩相比均有顯著性差異(P
2 討 論
流體動力學假說認為作用于牙本質的外部刺激引起牙本質小管內容物向外或向內流動，從而引起牙髓神經纖維的興奮，產生痛覺。根據這一理論，對牙本質過敏的有效治療必須封閉牙本質小管，減少或避免牙本質內的液體流動〔3〕。
中藥膏的主要成分是蓽茇和烏賊骨。烏賊骨的主要成分：含碳酸鈣80%～85%，殼角質6%～7%，黏液質10%～15%，并含少量氯化鈉、磷酸鈣、鎂鹽等〔4〕，所含鈣質能與牙本質中的無機物及有機物相結合，使牙本質小管生理性封閉，促進繼發牙本質形成從而隔離溫度、電流、機械等刺激因素所導致的過敏癥狀，所含膠質有較好收斂、制酸止痛作用〔5〕。蓽茇提取物具有明顯的抗炎作用，亦有止痛功效〔6〕。這兩種藥物組合作用，能迅速滲透填塞或覆蓋、封閉牙本質小管，并麻痹小管內神經纖維，阻滯沖動傳導，達到患者自覺癥狀消失〔7〕。
中藥膏從臨床觀察有以下優點：①牙髓無不良反應;操作簡單易行，適合中老年人使用;②對黏膜、軟組織無刺激性;③牙齒不變色;④中藥脫敏作用穩定，療效持久。由于牙齒敏感癥臨床上多見于中老年人，而該藥使用方便深受中老年患者的歡迎，所以該藥是值得進一步深入研究和觀察的。蓽茇和烏賊骨中脫敏有效成分的分析和提取，有效成分對牙本質小管封閉程度的比較，兩種藥物與牙膏以何等比例制成膏劑刷牙最有效等問題都是實驗和臨床研究有待解決的新課題。
參考文獻
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