《列車空氣動(dòng)力學(xué)概論》教學(xué)大綱

課程的基本描述

課程名稱

列車空氣動(dòng)力學(xué)概論

【單擊此處輸入英文課程名稱】

課程編號(hào)

20CL0212

考核方式

考查課

課程性質(zhì)

專業(yè)方向課

適用專業(yè)

車輛工程系

參考教材

理論

田紅旗

.列車空氣動(dòng)力學(xué).中國(guó)鐵道出版社，第一版，2007

實(shí)訓(xùn)

張英朝

.汽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù).北京大學(xué)出版社，2011

總

學(xué)

時(shí)

32學(xué)時(shí)

理論學(xué)時(shí)

24學(xué)時(shí)

實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)

8學(xué)時(shí)

上機(jī)學(xué)時(shí)

0學(xué)時(shí)

學(xué)

分

2學(xué)分

開課學(xué)期

第5學(xué)期

前導(dǎo)課程

高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)

后續(xù)課程

車輛動(dòng)力學(xué)軟件原理及應(yīng)用

課程說明

2.1

課程的地位與任務(wù)

《列車空氣動(dòng)力學(xué)概論》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生具備進(jìn)行列車空氣動(dòng)力學(xué)分析的的基本知識(shí)和基本手段。課程任務(wù)要求具體如下：

1、學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程，應(yīng)能掌握流體力學(xué)的基本知識(shí)、影響列車運(yùn)行的空氣動(dòng)力學(xué)因素以及空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；

2、掌握列車空氣動(dòng)力學(xué)研究手段，數(shù)值分析方法，了解列車空氣動(dòng)力學(xué)分析在高速列車外形設(shè)計(jì)中的地位與作用，進(jìn)而具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，研究改進(jìn)或開發(fā)新的列車外形的能力。

2.2

課程教學(xué)目標(biāo)

能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決車輛系統(tǒng)復(fù)雜工程問題。具備解決車輛系統(tǒng)復(fù)雜工程問題所需的工程基礎(chǔ)知識(shí)和技能。

2.3

學(xué)時(shí)分配

學(xué)時(shí)數(shù)要與下面內(nèi)容中的學(xué)時(shí)分配數(shù)相一致。

學(xué)時(shí)分配表

章

次

標(biāo)

題

理論學(xué)時(shí)

實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)

任務(wù)一

緒論

0

任務(wù)二

流體靜力學(xué)

0

任務(wù)三

流體動(dòng)力學(xué)

0

任務(wù)四

理想不可壓縮流體平面位流

0

任務(wù)五

粘性流體及邊界層理論

任務(wù)六

列車空氣動(dòng)力學(xué)問題

任務(wù)七

專題討論

0

總學(xué)時(shí)

2.4

課程的主要特點(diǎn)

本課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生具備進(jìn)行列車空氣動(dòng)力學(xué)分析的的基本知識(shí)和基本手段。

2.5

教學(xué)方法

1．采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

2．在教學(xué)內(nèi)容上，系統(tǒng)講授流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本方法，使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握用于解決列車空氣動(dòng)力學(xué)問題的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

3．在教學(xué)過程中采用電子教案，CAI課件，多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)相結(jié)合，提高課堂教學(xué)信息量。

4．理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算流體力學(xué)分析軟件，解決具體的列車流線型頭型設(shè)計(jì)問題。

5.課內(nèi)討論和課外答疑相結(jié)合，每周至少一次進(jìn)行答疑。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配

任務(wù)一

緒論（2學(xué)時(shí)）

掌握程度采用了解、理解和運(yùn)用，具體含義如下：

了解：能記住學(xué)習(xí)過的內(nèi)容。

理解：能領(lǐng)會(huì)課程內(nèi)容的含義，掌握知識(shí)的內(nèi)涵。

掌握：能在新的具體情況下應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題。

各知識(shí)點(diǎn)的重要程度劃分為核心、推薦、可選，具體含義如下：。

核心：該知識(shí)點(diǎn)是核心知識(shí)單元的一部分。

推薦：該知識(shí)點(diǎn)不是核心知識(shí)單元的一部分，但應(yīng)包含在必修課程中。

可選：該知識(shí)點(diǎn)屬于選修知識(shí)單元。

教學(xué)內(nèi)容以2學(xué)時(shí)為一個(gè)教學(xué)單元進(jìn)行編寫。

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.物質(zhì)形態(tài)（了解，可選）

2.空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展與分類（理解，推薦）

3.量綱與單位（理解，推薦）

重點(diǎn)：課程的研究對(duì)象。

難點(diǎn)：內(nèi)容及學(xué)習(xí)目的。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)二

流體靜力學(xué)（4學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.了解流體的各種屬性，包括：易流性、壓縮性、粘性等（理解，推薦）

2.掌握流體靜力平衡微分方程（掌握，核心）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時(shí)）：

3.流體靜力平衡微分方程分析（掌握，核心）

4.掌握標(biāo)準(zhǔn)大氣的特征。（理解，推薦）

重點(diǎn)：流體的屬性。

難點(diǎn)：流體靜力平衡計(jì)算及分析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)三

流體動(dòng)力學(xué)（4學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.掌握流體運(yùn)動(dòng)的描述方法（理解，推薦）

2.能分析流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)特征（理解，推薦）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時(shí)）：

3.掌握理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程組（掌握，核心）

4.掌握流體運(yùn)動(dòng)的積分方程組（掌握，核心）

重點(diǎn)：流體的描敘以及流體的運(yùn)動(dòng)特征。

難點(diǎn)：流體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算及分析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)四

理想不可壓縮流體平面位流（4學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.理想不可壓縮流體平面位流的基本方程（掌握，核心）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時(shí)）：

2.掌握幾種簡(jiǎn)單的二維位流基本方程（理解，推薦）

3.了解一些簡(jiǎn)單的流體迭加（了解，可選）

重點(diǎn)：理想不可壓縮流體平面位流的描述。

難點(diǎn)：理想不可壓縮流體平面位流的計(jì)算。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)五

粘性流體及邊界層理論（4學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.掌握流體的粘性及其對(duì)流動(dòng)的影響（理解，推薦）

2.掌握粘性流體運(yùn)動(dòng)方程（掌握，核心）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時(shí)）：

3.掌握邊界層近似及其特征（理解，推薦）

4.掌握平面不可壓縮流體層流邊界層方程（理解，推薦）

重點(diǎn)：流體粘性對(duì)流動(dòng)的影響，粘性流體的運(yùn)動(dòng)形式，邊界層概念。

難點(diǎn)：粘性流體運(yùn)動(dòng)方程的計(jì)算和解析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)六

列車空氣動(dòng)力學(xué)問題（2學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.掌握列車空氣動(dòng)力學(xué)影響因素（理解，推薦）

2.列車空氣動(dòng)力學(xué)研究方法（理解，推薦）

3.列車外形設(shè)計(jì)與空氣動(dòng)力學(xué)的關(guān)系（理解，推薦）

重點(diǎn)：列車空氣動(dòng)力學(xué)方法解析。

難點(diǎn)：列車外形設(shè)計(jì)。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后作業(yè)

任務(wù)七

專題討論（2學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時(shí)）：

1.了解流體粘性特征（理解，推薦）

2.在了解列車空氣動(dòng)力學(xué)特性及影響因素基礎(chǔ)上，掌握高速列車中一般采用了哪些具體措施來具體應(yīng)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)問題（了解，可選）

重點(diǎn)：流體粘性。

難點(diǎn)：列車空氣動(dòng)力學(xué)運(yùn)用。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)

4.1實(shí)訓(xùn)教學(xué)基本信息

實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)

實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)及項(xiàng)目分配

驗(yàn)證性

演示性

綜合性

設(shè)計(jì)性

合　計(jì)

4.2實(shí)訓(xùn)教學(xué)目的與基本要求

1.自學(xué)某種計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件，如fluent，ansys，starccm等；

2.掌握和理解列車外流場(chǎng)分析的模型簡(jiǎn)化方法；

3.分析影響外流場(chǎng)分布的主要因素

4、撰寫研究報(bào)告。

4.3主要儀器設(shè)備

【單擊此處輸入正文】

4.4主要消耗材料

【單擊此處輸入正文】

4.5實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)置

序號(hào)

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱

實(shí)訓(xùn)目的及內(nèi)容提要

學(xué)時(shí)數(shù)

實(shí)訓(xùn)類型

實(shí)訓(xùn)要求

每組人數(shù)

列車流場(chǎng)分析

掌握和理解列車外流場(chǎng)分析的模型簡(jiǎn)化方法

設(shè)計(jì)

必做

合計(jì)

考核與成績(jī)記載

5.1

考核的方式及成績(jī)的評(píng)定

1.平時(shí)考核（占總成績(jī)50%）：

30分出勤和紀(jì)律+5分聽課筆記+5分測(cè)驗(yàn)及作業(yè)+5分期中考試+5分實(shí)訓(xùn)

2.期末考核（占總成績(jī)50%）：論文

執(zhí)筆人

審核人

3.成績(jī)?cè)u(píng)定：百分制（考試）