《计算流体力学》课程教学大纲（本科）.pdf

计算流体力学

(ComputationalFluidDynamics)

课程代码

学分：2

学时：32其（中：课堂教学学时：32实验学时：0上机学时：0课程实践学时：0）

先修课程：微积分、线性代数、物、流体力学等

适用专业：能源与动力工程等专业

教材：计算流体力学及应用；中国人民总装备部军事训练教材编辑工作委员会；国防工业出

版社；2003年

一、课程性质与课程目标

（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）

本课程是能源与动力工程流（体机械及工程）专业的一门主要的专业基础课。本课程主要介绍

流体力学问题的计算机数值计算方法，包括计算流体力学的数学基础、控制方程、离散化方法、有

限差分法、单元与插值函数、流体力学典型问题的数值分析等。使学生掌握计算流体力学的基础

论、方法和技能，为今后从事本专业的科学研究工作和工程技术工作打下基础。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力

目标。）

总目标

在学习完本课程后，学生应该应掌握以下技能：（1）熟悉流动现象的微分方程和近似求解的数

值方法，并且能设计数值解决方案，使用和开发流动模拟软件对工程和科学的领域中的重要流动现

象进行模拟；（二）能够通过建立正确合的数学模型，选择有效的计算方法进行流动模拟；（三）

利用现有的最佳模型进行数值模拟，对模拟结果进行合分析评价，为后续专业课的学习和将来从

事科学研究和专业技术工作打下良好基础。

阶段目标

1.解对于可压，不可压，粘性及无粘流体流动的基本流体力学控制方程的数学描述及数学

特性。

2.对数值分析中稳定性，逼近和收敛性和代数方程组的数值解的概念和基本原则有深刻的

解.

3.了解对于可压及不可压流体流动的数值模拟求解方法及在工程实践基础研究中的应川。

4.解数值模拟的原和技术，并且明白模拟的局限性。

5.通过商用CFD软件包A（NSYS或COMSOL）,解决实际工程问题。

二、课程内容与教学要求（按章撰写）

第一章计算流体力学的基本原（2学时）

（一）课程内容

1.什么是计算流体力学

2.计算流体力学的工作步骤

3.计算流体力学解决的问题

4.计算流体力学的应用领域

（-）教学要求

1.了解计算流体力学的相关基础知识。

2.掌握计算流体力学的工作步骤。

（三）重点与难点（若不单独列出，在教学要求中适当注明）

第二章流体力学的控制方程组4（学时）

（一）课程内容

1.流动模型

2.连续性方程

3.动量方程

4.能量方程

5.流体力学控方程的控制与注释

6.物理边界条件

（二）教学要求

1.掌握流动模型分析方法

2.学习物质导数、速度散度定义、旋度定义及其各自物理意义

3.掌握三大控制方程的推导基础及推导过程

4.掌握守恒性方程和非守恒性方程的区别及各自的优点

5.学习常用的几种控制方程简化形式

6.学习控制方程组的封闭条件和边界条件

（三）重点与难点（若不单独列出,在教学要求中适当注明）

第三章偏微分方程的数学性质对CFD的影响