《流體機(jī)械前沿技術(shù)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、流體機(jī)械前沿技術(shù)(Advanced Technology of Fluid Machinery)課程代碼：（02410095）學(xué)分：2.0學(xué)時：32 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時：0上機(jī)學(xué)時：0課程實(shí)踐學(xué)時：0）先修課程：流體力學(xué)、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算、機(jī)械振動噪聲基礎(chǔ)適用專業(yè)：能源與動力工程（流體機(jī)械及其自動控制）教材：（暫無）一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)流體機(jī)械前沿技術(shù)是能源與動力工程（流體機(jī)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(xué)習(xí)使學(xué)生較全面地掌握流體機(jī)械的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，了解涉及流體與結(jié)構(gòu)的先進(jìn)數(shù)值 模擬方法與測試技術(shù)以及振動噪聲的相關(guān)技術(shù)問題，

2、為從事相關(guān)設(shè)計(jì)、研究、制造、使用和管理等 工作奠定必要的理論基礎(chǔ)，積累一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:掌握多工況設(shè)計(jì)方法與優(yōu)化方法，掌握可靠性設(shè)計(jì)相關(guān)理論，能夠應(yīng)用相關(guān)理論 與方法提高流體機(jī)械的效率并進(jìn)行簡單的可靠性計(jì)算與設(shè)計(jì)；能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和 專業(yè)知識運(yùn)用于解決流體機(jī)械領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題；課程目標(biāo)2：掌握流體機(jī)械數(shù)值計(jì)算方法及計(jì)算過程，掌握流體機(jī)械測試技術(shù)與方法，能夠基 于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜流體機(jī)械工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)仿真、實(shí)驗(yàn)、分析與解釋 數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論；課程目標(biāo)：3：掌握水激振動與流激噪聲數(shù)值計(jì)算方法與實(shí)驗(yàn)方法，能夠基于科

3、學(xué)原理并采用科 學(xué)方法對復(fù)雜流體機(jī)械工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)仿真、實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜 合得到合理有效的結(jié)論。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系（無）二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章緒論(一)課程內(nèi)容(1)流體機(jī)械設(shè)備的流體動力學(xué)原理與分類(2)流體機(jī)械在工業(yè)界的應(yīng)用(3)流體機(jī)械技術(shù)發(fā)展方向(二)教學(xué)要求了解流體機(jī)械設(shè)備的流體動力學(xué)原理與分類；了解目前流體機(jī)械發(fā)展方向。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)流體機(jī)械設(shè)備的流體動力學(xué)原理與分類.難點(diǎn)無第二章現(xiàn)代流體機(jī)械水力設(shè)計(jì)理論及方法(一)課程內(nèi)容(1)設(shè)計(jì)理論概述(2)流體機(jī)械設(shè)計(jì)中的多工況設(shè)計(jì)(3)流體機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法(4)

4、泵、水輪機(jī)、離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例(-)教學(xué)要求(1)理解一元、二元、三元設(shè)計(jì)方法；(2)理解多工況設(shè)計(jì)的基本思想及程序編制構(gòu)思；(2)理解優(yōu)化的基本思想及程序編制構(gòu)思。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)(1)多工況設(shè)計(jì)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(diǎn)(1)如何對泵多個工況點(diǎn)的水力性能進(jìn)行水力設(shè)計(jì);(2)如何對泵水力性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。第三章現(xiàn)代流體機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)理論及方法（一）課程內(nèi)容（1）可靠性概述（2）隨機(jī)時間的概率規(guī)則、隨機(jī)變量的分布和數(shù)字特征、產(chǎn)品可靠性的數(shù)量指標(biāo)（3）可靠性的設(shè)計(jì)理論與分析方法（4）可靠度的計(jì)算方程及其計(jì)算方法（5）應(yīng)力、強(qiáng)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(jì)算（7）流體機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)（二）教學(xué)要求（1）理解可靠性設(shè)計(jì)理論與分析方法；了解可靠度的計(jì)算過程與計(jì)算方法；了解隨機(jī)時間、隨機(jī)變量的規(guī)則特征，掌握應(yīng)力、強(qiáng)度特征的確定方法；了解產(chǎn)品可靠性的數(shù)量指標(biāo)，掌握可靠性安全系數(shù)的計(jì)算。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）應(yīng)力、強(qiáng)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(diǎn)（1）強(qiáng)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(jī)械數(shù)值計(jì)算技術(shù)（一）課程內(nèi)容（1）三維湍流、結(jié)構(gòu)及耦合方法相關(guān)理論（2）流體機(jī)械內(nèi)流場的數(shù)值計(jì)算（3）流體機(jī)械結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算（4）流體機(jī)械流固耦合的數(shù)值計(jì)算（二）教學(xué)要求（

6、1）掌握流場數(shù)值計(jì)算方法與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算方法；了解流固耦合的原理，熟悉流固耦合計(jì)算過程。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)(1)流場的數(shù)值計(jì)算原理與方法；(2)結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算原理與方法；(3)流固耦合的數(shù)值計(jì)算原理與方法。.難點(diǎn)(1)有無耦合情況下流場與結(jié)構(gòu)響應(yīng)的異同；(2)流固耦合法的應(yīng)用。第五章現(xiàn)代流體機(jī)械測試技術(shù)(一)課程內(nèi)容PIV測試技術(shù)(2)壓力脈動測試技術(shù)(3)高速攝影測試技術(shù)(4)故障診斷監(jiān)測技術(shù)(二)教學(xué)要求(1)掌握流體機(jī)械測試技術(shù)的應(yīng)用范圍；了解流體機(jī)械測試技術(shù)的基本原理及方法。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)PIV測試方法以及測試過程中相機(jī)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(diǎn)(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(jī)械水力激振專題(一)課程內(nèi)容(1)流體機(jī)械水力激振特征及機(jī)理(2)流體機(jī)械水力激振數(shù)值計(jì)算(3)流體機(jī)械水力激振測量(4)流體機(jī)械水力激振控制方法(-)教學(xué)要求了解流體機(jī)械水力激振理論及數(shù)值計(jì)算方法；了解流體機(jī)械水力激振以及結(jié)構(gòu)模態(tài)的試驗(yàn)平臺。了解降低振動的控制方法。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)(1)水力激振的數(shù)值計(jì)算方法與實(shí)驗(yàn)方案與步驟；(2)振動的控制方法。.難點(diǎn)水力激振結(jié)果后處理。第七章流體機(jī)械流激噪聲專題(一)課程內(nèi)容(1)流體機(jī)械流激噪聲機(jī)理與傳播(2)流體機(jī)械流激噪

8、聲數(shù)值計(jì)算(3)流體機(jī)械流激噪聲測量(4)流體機(jī)械流激噪聲控制方法(二)教學(xué)要求了解流體機(jī)械流激噪聲理論及數(shù)值計(jì)算方法；了解流體機(jī)械流激噪聲試驗(yàn)平臺。了解降低流激噪聲的控制方法。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)(1)流激噪聲的數(shù)值計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方案與步驟；(2)流激噪聲的控制方法。.難點(diǎn)流激噪聲信號的后處理。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（無）四、學(xué)時分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一早22講授法第二章33講授法、研究型教學(xué)法1第三章33講授法、研究型教學(xué)法1第四章66講授法、研究型教學(xué)法2第五章66講授法、研究型教學(xué)法2第六章66講授法、研究型教學(xué)法3第七章66講授法、研究型教學(xué)法3合計(jì)3232五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注大作業(yè).撰寫課程綜述報(bào)告，題目自選， 不少于3000字；.參考文獻(xiàn)不少于20篇，注意參 考文獻(xiàn)的代表性和權(quán)威性80%平時作業(yè)提交1篇外文文獻(xiàn)的原文及譯文20%六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）1流體機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法，齊學(xué)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(jì)算實(shí)例詳解，董亮主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2015年，第一版3噪