流體力學實驗內容與教學目標

一、流體力學實驗的性質、目的和任務：
    流體力學實驗是能源與環境系統工程專業的必修學科基礎實驗課程。  本課程實驗主要是使學生了解流體靜力平衡狀態下的平衡規律及流體靜力學基本方程的驗證；和流體運動基本原理及流體運動的描述方法。通過流體力學的數值仿真實驗了解和掌握流動的規律，可視化流體的流動現象，為科學研究的流體力學問題分析和實際應用奠定良好的分析和數據處理能力，加深對工程流體力學中的理論知識的理解，培養學生的動手能力和實際問題分析能力。

二、教學內容、教學基本要求及教學重點與難點
1、流體靜力學實驗
    掌握用測壓管測量流體靜壓強的技能；驗證不可壓縮流體靜力學基本方程；通過對諸多流體靜力學現象的實驗分析研討，進一步提高解決靜力學實際問題的能力。
2、不可壓縮流體恒定流動量定律實驗
    驗證不可壓縮流體恒定流的動量方程；通過對動量與流速、流量、出射角度、動量矩等因素間相關性的分析研討，進一步掌握流體動力學的動量守恒定理。
3、沿程水頭損失實驗
    加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規律，繪制lghf～lgv曲線；掌握管道沿程阻力系數的量測技術和應用壓力傳感器或U型管測壓的方法；將測得的Re～λ關系值與莫迪圖對比，分析其合理性，進一步提高實驗成果分析能力。
4、流動現象演示實驗
    通過實驗觀察圓柱繞流的卡門渦街。
5、雷諾實驗
    觀察層流、紊流的流態及其轉換特性；測定臨界雷諾數，掌握圓管流態判別準則； 學習雷諾數用無量綱參數進行實驗研究的方法，并了解其實用意義。
6、Gambit幾何建模
    了解CFD幾何建模；掌握Gambit的幾何建模和網格劃分；理解網格的控制
7、Fluent軟件的操作和使用
    了解fluent數值模擬軟件；理解各種流體模型；掌握Fluent模擬的邊界和模型等設置。
8、CFD雷諾實驗
    通過數值實驗學習雷諾實驗，掌握CFD模擬流體質點的流線
三、課外學習及實驗裝置操作的要求：
    本課程是實驗訓練課，強調實驗設計與實驗操作的結合，重在強化綜合運用所學專業知識。要求通過訓練，每小組獨立完成題庫選題的方案設計和設備操作。所以除課內訓練外，學生課外需自主學習，進一步檢索和分析選題相關的科技文獻，掌握相關理論知識點、各指標的測試原理及測試方法。要求學生課外自主檢索《中國科技期刊網》文獻并分析歸納、學習流體力學試驗、氣溶膠流動和沉積的Fluent模擬等專項試驗、各種測試儀器的說明書等資料，并利用課外時間完善和細化實驗方案。
四、教學方法：
    本課程是一門專業實驗實踐課程，強調實驗設計和實驗操作，要求通過科技文獻檢索與分析歸納，綜合運用專業理論知識，每個小組獨立完成實驗方案的設計，實驗指導教師審核修改。本課程的實驗充分考慮實驗性質和要求，分為驗證性、綜合性、設計性、研究性實驗，具體分類見學時分配表。對于設計型試驗由學生完成試驗過程的設計，通過教師審核后方可試驗；對于驗證性試驗，需要試驗前對試驗的要求和原理熟悉；對于綜合性試驗，除了要求對試驗方案進行設計，需在試驗數據分析的基礎上對試驗進行改進；研究性試驗要求學生以項目的形式，對專項進行綜合研究，獲得研究論文為成果的試驗結果。