以普通本科教育为主的应用型高校是指面向地方经济和社会发展需要,设置应用学科专业;强化实践实训教学,提高应用能力;重视应用研究,促进产学研紧密结合;培养具有一定理论基础、理论应用和技术能力,为党政机关、企事业等基层单位管理服务的应用型专业人才。因此,应用型物流人才培养强调在教育思想上以应用为导向,在培养目标上把学生的实践应用能力作为人才培养的衡量目标,教学内容上增加实践性教学体系,在课程体系设置上安排一定量的实践性课程,让学生有机会进行实践性训练。应该说作为应用型物流管理专业,如何在物流管理课程教学中培养应用型物流管理专业学生的创造力与实践能力,是提高物流管理专业的教学效果与实施素质教育的关键。为了适应不同地区、不同行业、不同岗位对物流管理人才的需求,有必要拓展物流管理专业学生的专业基础知识,多掌握一些物流管理专业应用技能,努力提高学生的实践能力、创新能力与应变能力,以适应社会快速发展的要求,进而提高物流管理专业毕业生就业竞争力。因此,应用型本科院校物流管理专业培养的人才应具备更强的实践性、应用性和技术性,其培养的人才应当具有更为宽广的理论基础和可供广泛迁移的知识平台,同时具备较强的终身学习能力。
2应用型本科院校物流管理专业人才培养途径
2.1合理设置教学内容,使理论教学与实践教学相结合
单纯理论教学可培养出专业型理论人才,但要培养应用型人才,只有将实践教学与理论教学相结合,实践教学与理论教学并存,以应用型教学培养应用型人才。在人才培养过程中强调实践能力,给学生提供实践的机会、促进和鼓励学生主动到企业进行实践性锻炼。在评价和激励体系上增加对实践型人才教育培养的激励体制。应用型本科院校物流管理专业人才培养时,合理设置教学内容,使理论教学与实践教学能够高度结合,鼓励和要求学生参加“大学生物流设计大赛”、参与实践性工作、聘请“双师型”教师。课堂上教师采用启发和讨论式教学,保持专业、课程体系与教学内容的及时更新;在教学内容上突破传统课程的内容知识体系,以实践性能力的培养来加强教学内容建设。在教学过程中强调学科系统性和相互间的联系及延伸,达到融会贯通;鼓励教师在开展实践性教学、案例教学、启发教学的同时,很好地结合学生的自学;提倡学生的自主学习、学习小组的协同学习等多样的学习形式。物流管理专业应用型人才的培养离不开教学过程中的创新实践。通过合理设置教学内容和教学方法,使大学生在校期间能参与各种实践活动,学会有效地提供自己的动手能力。物流管理专业应用型人才的培养是在培养过程中更强调物流知识的应用,在教学内容上体现物流知识的创新,给学生提供实战的机会,如指导学生参与教育部高等学校物流类专业教学指导委员会和中国物流与采购联合会共同主办的每年一次的“大学生物流设计大赛”,促进和鼓励学生进行实践性的创新,在评价和激励体系当中提倡和鼓励学生的动手意识,并进行褒奖和加分。
2.2注重学生应用能力培养,加强实践环节的建设
物流管理专业是一个综合性、技术性、操作性极强的专业。应用型物流管理人才必须要突出其综合素质,具体体现就是要在教学中让学生掌握物流管理的实用性技能,提高学生在实际工作中的操作能力,以增强学生的岗位适应能力。因此,为了使学生掌握从事物流工作所必须的知识,具备从事物流工作所应有的能力,学生实训、实习基地的构建是一个关键环节。加强实践环节的教学,可以让学生在实践中理解理论知识、掌握实际技能,从而有利于解决物流管理专业学习与就业岗位脱节的矛盾。加强实践环节可以通过校外资源与校内资源相结合的方式实现。具体地说,就是首先在校内建立物流综合实训基地和各种模拟实验室,满足实践教学的需要,提高学生的职业技能。把校内实训基地和实验室建成为物流管理专业学术交流与合作、开展物流管理专业理论与模拟实训教学、案例分析、实证研究及应用研究的平台。通过仿真企业实务环节,将物流、商流、信息流、资金流融合成一个系统。学生通过实训可以掌握采购与仓储管理、运输与配送管理、物流企业调度等各方面的技能;其次充分利用社会资源,与本地区知名物流企业或知名企业的物流业务部门进行校企合作,建立校外实训基地。学生可以通过实习参观、顶岗实习等多种方式完成理论知识到实践的转化,增强感性认识,真正做到学以致用;最后还要特别强调毕业实习环节,毕业实习是物流管理专业人才培养过程中的一个重要组成部分,是学生在大学毕业前进行的全面综合训练、掌握和应用理论知识、培养分析问题、解决问题和适应社会能力的重要环节。它是物流管理专业学生在毕业离校之前的最后一次实践教学机会,因此,可以采取灵活多样的毕业实习安排形式,使毕业实习与就业有机地结合起来,这样就会避免出现学生因择业而冲淡毕业实习的倾向。同时,可采取校内外双导师制,即除本校指导教师外,另聘请实习单位工作人员为实习导师,负责具体指导学生的实习。
2.3加强师资队伍建设,注重“双师型”教师的培养
物流是实践性很强的学科,需要教师们在忙于应付繁重的教学与科研的同时,抽出时间到企业去学习、考察、调查情况,及时了解当前社会物流发展的趋势,了解社会物流实践,了解企业关心的问题,以此丰富教师的教学和科研内容。因此,应用型物流管理专业本科教育是否能真正贴近企业第一线的实际要求,关键还在于是否拥有一支相对稳定的具备“双师型”素质的教师队伍。要培养出实践能力很强的物流管理本科应用型人才,必须要建设一支结构合理、具有较高教学水平和实践能力、适应物流教育需要的师资队伍。具体解决方法可以从以下几条途径着手进行,一是鼓励和支持现有的专任教师成为“双师型”教师,学校在不影响正常教学的前提下,每年派部分教师到企业挂职锻炼,提高教师的感性认识和实践经验,使他们亲身体会吸收一线的操作经验补充到教学中来;二是直接从社会上引进“双师型”教师,引进既有扎实的理论基础,又有丰富实践经验的“双师型”人才;三是聘请兼职教师,根据教学需要,对一些实践性很强的专业课程(如物流实务)聘请物流相关行业、企业的高层物流管理人员或者是兄弟院校的“双师型”教师来兼课;四是选送专职教师到国内外知名院校对口专业进行物流技术与教学水平培训,这样教师可以在较短的时间内获取实践教学的方法及经验;五是聘请客座教授或知名企业家不定期地来学校给学生作专题讲座,这些客座教授或者知名企业家不仅能够带来物流行业、企业最新的技术信息和用人信息,而且还可在实践环节、毕业实习和毕业生就业中起重要的桥梁作用。总之,加强师资队伍建设,培养“双师型”教师是关系到应用型本科院校物流管理专业人才培养的重要方面,学校要真正从改善师资结构、加强实践教学环节、提高教育教学质量的高度出发聘任专任教师和兼职教师,建立起一支专兼结合、结构合理、具有较高教学水平和实践能力、适应物流教育需要的师资队伍。
2.4运用产学合作方式,把学生推向社会大熔炉
应用型本科院校的办学目标是通过人才培养得以体现,办学目标模式的定位决定了高校人才的培养方式。应用型本科院校把培养优秀的物流人才作为人才培养目标。而产学合作教育可以作为一种新的教育模式,不乏是培养具有创新精神和实践能力的高素质物流人才的很好方法。应用型物流人才不可能是在“象牙塔”中培养出来的人才,离不开社会大环境,只有在社会实践中得到充分锻炼的人才能获得一个优秀物流人才必须具备的认知能力、实践能力、创新能力,才能在知识、能力、素质、性格等各个方面得到全面发展。具体来说,应用型本科院校物流管理专业可以采用“一年三学期、工学交替”的产学合作教育模式,即将一学年分为三个学期,即两个在校学习的理论学期与一个在校外参加工作的工作学期,按照“理论学期”———“工作学期”———“理论学期”顺序交替循环的一种教育模式。在合作教育独特的工作学期中,学生有着多重身份,既是合作的对象,又是教育的对象,同时也是自我教育的主体。与学校开设的各项常规实习相比,所不同的是在工作学期中学生不再以“在校生”的身份出现,而是以“职业人”身份参加定岗工作。应该说,产学合作将有可能会成为应用型本科院校培养学生综合素质的重要载体。引导大学生走出校门到基层去,促进大学生了解社会、增长才干、奉献社会、锻炼毅力、培养品格、增强社会责任感和使命感,既在培养大学生综合素质方面发挥了重要作用,也使学生获得了较强的独立工作能力。产学合作教育可以作为一种新的教育模式,以培养学生的综合能力、提高学生的全面素质和增强学生的就业竞争力为重点,充分利用学校与企业、科研等多种不同的教育环境和教育资源,以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授间接知识为主的学校教育与直接获取实际经验、能力为主的生产、科研实践有机结合于学生的培养过程之中。学生以“职业人”身份在校外参加顶岗工作,得到了最直接的社会实践锻炼。
3应用型本科院校物流管理专业人才培养的质量保障措施
3.1定期进行校内专业评估
应用型本科院校物流管理的专业结构必须与本地区人才市场需求保持一致,否则就难以适应本地区的发展要求,也不能满足毕业生的就业愿望。而人才市场需求始终处于动态变化之中,所以,建立校内专业评估机制是一个非常有效的措施。
3.2定期开展对毕业生的调查和访问
学校教育对每一个学生潜能的开发程度究竟如何,最终要经过实践的检验。定期开展对毕业生的调查访问,才能采集到详尽的、真实的人才成长信息,才能制定出有效可行的人才培养方案。
关键词CDIO；流体力学；能力培养；教学改革
1引言
“流体力学”作为理工科的一门专业基础课和必修课，它的重要性是众所周知的，作为力学分支，其在安全工程专业有着广泛的应用，与泄漏、火灾、爆炸、通风等有着密切的关系，是后续工业通风、消防工程等专业课程学习的重要基础。近年来流体力学学科发生深刻变化，对流体运动认识加深，测量手段更为先进，对流体运动分析和处理的能力空前强大，与工程应用结合更加紧密。然而“流体力学”这门课程概念抽象、数学公式多，在以往课程教学过程中更多重视理论知识的传授，人才培养过程中存在着过分偏重理论知识学习，缺乏对学生工程能力的培养等不足之处。因此，本文借鉴国际流行的CDIO工程教育理念，拟对安全工程专业“流体力学”课程进行教学改革，使理论知识服务于后续的安全知识学习及工作实际，将知识教育和能力培养有机地结合起来，增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生专业理论知识的学习真正地更好地融入之后的安全工作中。
2CDIO工程教育理念
CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Imple-ment）和运行（Operate）的简称。“C”构思指系统性的构想、思考，明确产业需求。“D”设计是把将要被实现的计划通过视觉的形式描述出来的活动过程；“I”实施是执行、施行实际的行为，指把设计转变为产品的过程；“O”运行是指产品实现之后（即实施之后）使用其来达到想要的价值的过程。从构思、设计、实施到运行的全过程就是产品的整个生命周期，用它来代表工程的范畴[1]。CDIO教育模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业学生，这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义[2]。CDIO强调在系统和产品构思、设计、实施、运行的真实工程实践环境中培养学生的工程能力，通过引导学生以主动的、实践的、知识之间有机联系的方式培养学生的工程能力，使学生在创新思维能力、终生学习能力、团队合作能力和工程实践能力等方面得到全面的训练和提高。
3基于CDIO理念的流体力学课程实施
3.1优化教学内容
在教学时，教材的选取是非常重要的，首先要选择一本好的教材，然后围绕教材的内容，进行全方位的内容设计。湖南工学院安全工程专业选用的教材为蔡增基、龙天渝主编的《流体力学泵与风机》，该教材详细介绍了流体力学及泵与风机的基础知识，并配有丰富的习题供学生课后练习巩固，另围绕教学大纲，每章设置了思考题。但教材内容多是从供热通风空调类专业角度出发，内容较多。按照安全专业职业能力与素质需求为导向，结合我校安全工程专业对该课程课时安排较少，学生文科生多，理科基础薄弱的特点、安全工程专业需求及其与后续专业课程之间的关系，课程教学内容分为四部分：（1）流体静力学。掌握流体平衡的规律，对其中与安全工程关系不大的小节进行删除。（2）流体动力学。研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。（3）有关流体静力学和流体动力学在生产和生活中的应用，如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流等。注重与工业通风、消防、安全工程中常见的泄漏等问题相结合。（4）泵与风机工作原理及运行知识，重点掌握如何选择泵与风机。由于课时有限，其他知识可通过学生自主学习来完成。内容设置注重培养学生的创新能力、学习能力和分析解决问题的能力，不因课时少而删除其物理背景、力学建模和求解过程等方面的学习，只讲授结果、计算公式、图表等这种短视的做法培养出来的学生只是现成公式的计算机器，面对新的问题将束手无策，学生没有创新能力，没有利用所学知识解决实际问题的能力。只有掌握正确的基本概念和流体运动一般规律，才能认识特殊规律，才能有分析实际问题的能力，才能正确应用和处理流体力学商业软件。
3.2转变教学方法
在课堂教学中注重学生综合思维、系统思维和工程能力的培养。结合传统的教学方法，采用以问题学习的形式，要求学生基于问题学习。（1）首先要讲授该门课程的性质及作用，让学生掌握该课程在整个专业培养中的作用以及工程实践中的具体应用价值，以及该课程与其他课程之间的关系，从而在学生的整体知识架构中建立起清晰的课程逻辑联系[3]，培养学生的系统思维能力。（2）各知识点的教学过程采用启发式教学法，先由老师设置问题，让学生带着问题进行学习；学完之后让学生思考学了什么，有什么用；除了基本的教学过程外，在课程中设置一些小专题讨论，培养学生分析问题、解决问题的能力。（3）传统的教学模式由于缺乏对知识的应用，学生通常将通过考试作为学习目标而专注于记忆考试内容。因此在教学中注重相应知识点的讲解的同时，注重对各知识点的应用和拓展，各知识点多方面地与安全工程专业相结合（如在讲述孔口管嘴出留时与危险化学品物质泄漏进而导致火灾、爆炸、中毒事故相结合；讲述流动阻力时与工业通风管道设计、消防水管道设计相结合），强调其对专业的支撑作用，要求理论知识必须服务于安全工作实际，将知识教育和工程能力培养有机地结合起来。
3.3实验教学改革
实验环节是CDIO模式下教学环节的非常重要的组成部分，学生工程能力的培养和综合应用能力的提高，有赖于此环节[4]。实验教学方面通过建设流体力学实验室，将实践教学贯穿于学生的整个学习过程，实现对学生的动手实践能力、技术应用能力、研究创新能力的培养。实验模块分为基础验证类实验模块、综合性实验模块和开放性实验模块。基础验证类实验主要包括雷诺实验、能量守恒验证实验、沿程阻力实验、局部阻力实验、文丘里管实验、流量计实验、离心泵实验等[5]。这些实验过程简单，能帮助学生更好地理解流体力学的基本原理和定律，但缺乏创造性，没有与安全工程专业实际相结合。综合性实验如与工业通风课程相结合，设计一个通风除尘管道模型，学生通过流体力学知识制定实验方案，使用仪器测量风速、压强等相关参数计算通风阻力。让学生把流体力学知识更好地与安全工程专业相结合，解决专业实际问题。综合类型的实验相对较复杂，采用团队协作的方式，通过互相交流讨论解决实验过程中遇到的问题，发散思维，实验结束后进行汇报，培养学生的团队协作能力和沟通能力。开放性实验模块通过建设开放性实验室，为学生参加各类学科竞赛、科技创新活动、自主实验、参与大学生研究性与创新性实验项目、参与教师科研项目提供实践平台。如学生可进行计算机虚拟流体力学实验、利用flunet软件模拟火灾发生时烟气流动过程。开放性实验可锻炼学生创新能力。
4结论
1）安全工程专业“流体力学”课程作为一门学科基础课，其教学改革应以专业能力需求为导向、学生能力培养为目标，引入CDIO理念进行教学改革，可提高学生创新思维能力、系统思维能力、和工程能力的培养，提高学生的工程意识及大工程观。2）基于CDIO理念的“流体力学”课程教学改革应注重学生主体作用的发挥，以学生为主体、教师为主导，采用问题学习的形式进行教学，培养学生用基础理论分析、解决实际问题的能力。3）在“流体力学”课程教学改革中，应注重实验教学环节，实验教学除了基本的基础验证类实验外，组织学生做一些综合性、设计性、开放性实验，教学中注重学生团队协作能力，人际交往能力和创新能力的培养。
参考文献
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方法：分为应用推拿科志愿患者培训中医学生医患交流能力组（简称应用患者组）和应用SP培训中医学生医患交流能力组（简称应用SP组）。应用SP组，采用先期招募、遴选、培训、考核、让中医学生与腰突症SP进行面对面交流、实训结束后，SP向中医学生提供对交流过程的反馈意见的流程；应用患者组采用中医学生互动模拟医患交流，创造与临床真实患者交流、进行对志愿患者的接诊、进行推拿治疗、给予解答日常咨询等具体临床实践等步骤。两组进行对比以及多站累加后换算分值统计。
结果：应用SP组与应用患者组医患交流能力评分在实训前后比较均为P
结论：两组多站累加后换算分值应用患者组较应用SP组高。
关键词：推拿实训医患交流标准化病人
【中图分类号】R224.1【文献标识码】B【文章编号】1008-1879（2012）11-0066-02
现代社会，医疗领域的现实矛盾主要是医学模式在向生物-心理-社会转变，以及对社会医疗制度与医生自身素质的要求不断攀升，造成医患间责任与信任之争愈演愈烈。中医学历来重视与患者的交流，作为医生职业特性的一部分，必须从中医学生的培养抓起，这已成为世界医学教育的必然发展趋势。良好的医患沟通既能促进医生了解患者病情及心理，又能加强患者战胜病魔的信念，减少医患纠纷的发生率。本研究结合推拿科特色，应用推拿科常见病标准化病人（简称SP）与志愿病人培训医学生临床医患交流能力，提高医学生与患者交流的技巧和策略。
1研究方法
分为应用推拿科志愿患者培训中医学生医患交流能力组（简称应用患者组）和应用SP培训中医学生医患交流能力组（简称应用SP组）。应用患者组15例；应用SP组12例。评估模式参考客观结构化临床考试（OSCE）模式，结合推拿科专科特点，在现有腰椎间盘突出症SP资源的基础上，建立中医学生推拿实训医患交流能力多站式评估方法，具体考核站点设置：接诊时的交流专科查体时的交流推拿治疗时的交流解答日常咨询时的交流。每个站点考核结束后，立即评估中医学生交流表现。累加各站评估结果，换算成分值，根据各站在临床实际中的重要性，分值加权后再累加。评估结果及换算后分值可较为全面地反映中医学生推拿实训后的医患交流能力。
2研究结果
各项数据采用SPSS17.0统计软件分析，分类资料采用X2检验，等级资料采用Ridit分析；均数比较：正态分布和方差齐时采用参数检验法（Independent-SamplestTest，Paired-Samplesttest）检验，非正态分布和方差不齐时采用非参数检验法（Mann-Whitneytest）检验统计分析结果如下：
2.1实训前应用SP组与应用患者组比较。
应用患者组与应用SP组实训前站点评估及多站累加后分值比较无差异。实训前后多站累加后分值比较，两组均显著升高。应用SP组在接诊、查体站点评估结果较好，应用患者组在推拿治疗、日常咨询站点评估较好，两组比较均有差异；两组累加后分值应用患者组较应用SP组高。
3讨论
参与受训的中医学生们进入多个SP站点，面对面交流；交流过程结束后SP给予受训者反馈意见。这样做减少了初入临床接触患者的恐惧感，锻炼了如何准确向患者传递信息，如何全面理解患者反馈的信息，形成中医学生1对1模拟推拿医生与腰突症患者间的交流。模拟后学生间讨论及实训教师纠偏，对整个模拟交流过程的总结和有益补充。中医学生开始初涉医患交流的训练，通过对志愿患者的接诊、推拿治疗、解答日常咨询等具体临床实践，进一步提高与患者交流的能力。这一环节中学生接触到的是真实患者，没有固定模式，更接近复杂化的临床实际。
应用SP组中医学生在接诊、查体站的交流逻辑性强，尤其是与腰突症典型表现者交流时比较熟练；应用患者组中医学生在推拿治疗站与解答日常咨询站的交流时，获取的患者信息更加真实全面，面对各种推拿临床问题时应变能力更强。但多站点交流能力综合评估应用患者组优于应用SP组。
4结论
应用SP可根据需要设置针对性病例，降低评估偏倚，规避医学考试可能涉及的道德伦理问题，训练中医学生的询问技巧和操作手法；顺利完成从医学生到执业医生的过渡。同时也存在不足，SP不能完全解决医学生临床实践的困境，只能模拟疾病的主观部分，难以模拟疾病的客观表现；针对能够模拟的疾病种类和症状有限，对医学生的训练可能陷入重复和固化，不能再现临床实践的复杂性。而且招募、遴选及培训SP成本比较高。
关键词：物流管理；应用型本科；课程体系
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）25-0067-03
在我国，应用型本科教育是一种尚在探索中的新的高等教育类型。由于起步较晚，研究更多地停留在政策层面和理念层面，从高校专业设置、教学环节、课程体系、教学内容、教学模式、队伍建设、基地建设、招生方式等内容层面和实施层面进行的系统研究还非常欠缺。目前，培养学生应用能力已经成为应用型本科高校的共识，各校也加大了资金投入以改善教学条件，但是我国应用型本科人才的培养仍显得不尽如人意。本文将围绕应用型本科课程体系构建这一主线，以物流管理专业为例，分析和阐述物流管理专业应用型本科人才培养的特点，在此基础上探索构建适应物流管理专业应用型本科的课程体系。
一、我国高等教育应用型本科人才培养的特点
联合国教科文组织公布的《国际教育标准分类法》根据人才类型和培养目标，将高等教育第5级分为5A1、5A2和5B三种类型，分别培养学术研究型人才、应用型专门人才和实用型职业技术人才。其中应用型本科的人才培养特点如下：
1.培养目标：应用型本科培养的是各行各业中应用科学理论从事高技术专业工作的应用型专门人才，属于“理论应用型”人才。
2.培养规格：知识结构方面。应用型本科以行业需求为本位，由于行业具有复合性和跨学科性，因此应该特别注重知识的复合性、现时性和应用性。能力结构方面，应用型本科以面向行业培养学生综合运用理论知识和方法解决实际问题的综合能力和实践能力为主，同时培养学生要有较强的技术创新能力。素质结构方面，应用型本科人才应具备更强的社会能力，如语言表达能力、自我表现力、团队精神、协调能力、交际能力等。
3.教学体系：应用型本科面向行业设置专业，以适应行业需要为目标来组织教学，以“理论应用”为主旨来构建课程和教学内容体系，培养学生应用科学理论解决实际问题的综合能力和实践能力。
尽管高等学校的分类及相应人才培养的标准已经做出明确界定，但我国的应用型人才培养各个方面如课程体系构建仍然存在不足之处，以传统教学、经验教学为基础的课程教学过程存在许多不能适应应用型本科人才培养的问题，以物流管理专业为例，在研究过程中笔者就发现该专业课程体系存在以下几个方面的问题。
1.教学理念陈旧。现在多数学校物流管理类课程的教学理念不能适应应用型本科的需要，尤其有的教师知识结构过于老化，专业素养较落后，还有的教师认为学生学会理论、能通过考试就达到教学目的了，这与提高学生实践能力、培养学生完成设计成果的应用型本科教育目标还有很长一段距离。
2.教材体系、课程体系相对落后。物流管理类课程体系建设是一个与时俱进、不断发展完善的过程，现在有许多学校对这些课程几年不进行调整，物流管理类课程跟不上时代的发展，培养的学生自然不能适应社会的需求。而且在教学过程中只注重本门课程的教学，基础薄弱、课程层次不够分明、相关课程联系不够紧密，因此学生基础不牢固、知识点重复、能力提升达不到要求的高度。
3.教学方法重理论轻应用。许多学校还处于理论为主、实践为辅，设计成果为空的一个状态。课堂讲授是单向的信息传输方式；教师通常以教材为中心，根据教学大纲精心策划、认真备课，并形成完整的教案，再按教案进行教学；信息资源局限在教材或多媒体屏幕上，信息传递形式局限于课堂中教师对学生进行面对面的口头传授，这样的信息传递方式在很大程度上受时间和空间的限制，不利于课堂教学的延伸、拓展和学生自主学习能力的培养。对于提高学生应用能力的实践教学内容单一、课时较少。考核体系以理论答卷为主，实践操作为参考，这与应用型本科实践能力强的目标不相适应。
鉴于以上现状，我们强烈地意识到物流管理专业应用型本科教学课程体系构建的缺失，这直接影响了学生实践能力及综合培养质量的提高、毕业生就业的竞争力的加强、学校品牌及专业品牌的提升等。因此，加强物流管理专业应用型本科教学课程体系的构建工作需要大力开展研究并尽快付诸实施。
二、物流管理专业应用型本科教学课程体系的构建
（一）体系构建的理论依据
现代课堂教学重在理论知识的传授，但最终要应用于实践。理论知识的掌握和实践能力的提高是相辅相成的，理论知识来源于前人的实践，人们掌握了相应的理论知识需要到实践中加深理解；通过实践，不仅促进对理论知识的理解和运用，且对实践中出现的新问题能依据前人的方法论创新性地进行总结，使理论知识得以升华。这种循环式、渐进式的认识规律完全适应对物流管理专业应用型本科教学课程体系构建研究的指导；同时，学习情境理论认为，学习的实质是个体参与实践，与他人、环境等相互作用的过程，是形成参与实践活动的能力、提高社会化水平的过程，学习更多的是发生在社会环境中的一种活动；从教学的角度来看，则强调给学生提供真实的学习环境。传统教学中强调的直观教学方法是学习情境理论的一种体现，但学习情境理论在物流管理专业本科教学中的运用却又有其更丰富的内涵，突出表现为学习环境的真实、客观、适用、实用等。
（二）体系构建的基本原则
1.面向实际需要的原则。物流管理专业应用型本科教学课程体系的构建首先应该做到应现实社会之需和应时之需。随着国际国内经济环境的不断变化，物流实务也在不断变化之中。传统的物流业务在进一步深化，第三方物流、第四方物流、冷链物流等新业务层出不穷，物流管理专业应用型本科教学课程体系需要有针对性地去适应这种现实的变化，体现面向实际需要的原则。
2.与传统教学课程体系的相容性原则。处理好理论教学课程体系与实践性教学课程体系之间的关系，是贯彻和实施整个教学课程体系必须考虑的问题。需要在有限的学时安排下做出相应的调整，做到既保持理论知识体系传授的完整性，又让学生得到较充分的实践性课程的训练，保持总学时不增，传统教学课程体系与实践性教学课程体系相容，相互补充，改进教学效果。
3.课程体系内容的多样化与全面化原则。课程体系应该覆盖当前物流管理本科生培养的每一个专业及方向。就教学课程体系的表现形式来看，应该尽量体现多样化原则，形式多样灵活有利于提高学习兴趣，增强学习的主动性。
三、物流管理专业应用型本科教学课程体系的框架
以广州工商学院物流管理专业本科教学为例，针对不同课程类型，结合应用型本科教学的特点，设计了相应的课程体系。详细内容参见表1。
在具体课程的设置方面，重点要突出应用型本科教育对于学生基本素质和职业能力的培养。与学术性本科教育相比，应用型本科的实践类课程在形式上更加丰富，内容方面更加注重与社会物流企业实际工作内容的接轨。
1.通识教育课程的设置。该类课程着重培养学生德、智、体全面发展，关注国内政策和国际形势，规划未来职业，妥善处理人际关系，培养高尚的职业道德，具备逻辑思考与判断分析的能力，提高写作水平和表达能力。因此该类课程应该在课程体系中占有较大比重。在该类课程中，应该设置思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理、思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学语文、大学英语、大学体育、军事技能训练、形势与政策、计算机应用基础、大学生职业生涯规划、大学生职业发展与就业指导等课程。
2.学科基础课程的设置。设置学科基础课程应涵盖管理学、经济学、统计学等与物流管理专业相关的课程以及物流管理专业较为基础的课程。应包括如下课程：线性代数、概率论与数理统计、微观经济学、宏观经济学、管理学、统计学、现代物流概论、运输管理、供应链管理等。
3.专业技术课程的设置。专业技术课程是物流管理专业区别于其他专业的关键所在，其设置的目的是为了系统地向学生传授物流管理专业知识，使其能够全面地掌握，并具备从事本专业实际工作的基本能力。对于专业技术课程，广州工商学院物流管理专业主要针对学生毕业后可能从事的职业岗位，结合物流的重要功能，设置不同类型的课程，主要包括以下课程：仓储与配送管理、第三方物流、物流营销、物流设备与技术、采购管理与库存控制、物流信息管理、物流成本管理等。除此之外，为了拓展学生的专业知识面，改善知识结构、开拓专业视野，培养创新能力以及紧密结合现代物流的发展趋势，还开设了如冷链物流管理和冷链物流设备与技术等特色课程。
4.综合应用课程的设置。物流管理专业是实践性很强的专业，教学中应该注重理论教学和实践教学相结合，突出实践教学，着重培养学生的动手能力。综合应用课程是物流管理本科专业课程体系中不可或缺的部分，是培养应用型人才的重要途径。笔者将物流管理专业的综合应用课程分为三个层次：第一，课堂内综合应用课程。课堂内实践性教学课程主要穿插在各专业课程中进行，该部分课程是学生后续应用型课程的起点，属于应用性教学课程的第一层次，具有基础性和启发性的作用。第二，课堂外的综合应用教学课程。例如，提供实践性课程平台，例如物流业务单据制作、模拟物流业务流程、校物流协会定期活动、物流业发展热点问题讨论交流、实习基地与校企合作单位专家讲座专等，这些应用性课程的创办与开设将进一步扩大学生视野，巩固理论知识，加强理论知识与专业实践之间的对接，最终走出校门参与专业实践服务。第三，校外综合应用性课程，这是校内应用课程的进一步提升，包括暑期社会调查、社会实践、毕业实习等。
“三个层次”使得整个教学课程体系要求做到层层推进，步步为营，环环相扣，以求实效。以广州工商学院物流管理专业本科教学为例，设计特定的综合应用教学课程。详细内容参见表2。
四、物流管理专业应用型本科教学课程体系构建的评价与调整
1.建立物流管理专业应用型本科教学课程体系评价模型。为了对物流管理专业应用型本科教学课程体系进行动态的质量监控与调整，以具体的综合应用性课程体系为例，可以利用表2所提供的课程体系设计项目，通过建立某个归一化的数学模型来予以实施。例如，简单的加权平均模型可以提供一个归一化的指标用以评判体系的质量。或者，通过对表2层级结构的细化，利用层次分析法也可以得到无量纲的归一化指标。实际操作中，每个权重的赋予可以利用专家咨询法与师生意见反馈相结合的办法进行。如果指标值相对前期下降了，从模型的计算中找到导致指标值下降的原因，这些原因可能来自管理与执行方面，这就需要改进相关管理工作，增强执行力度；可能是因为某些项目已经过时需要淘汰，某些项目需要增加进来，以及项目与项目之间的权重结构已经偏离真实水平，因而需要重新对项目及其权重进行结构性的调整，以改善课程体系。
2.提供校内师生及校外专家评价的平台，实现信息的反馈。在课程体系建立之后，评价模型实际操作的关键在于项目权重的赋予。像目前课堂教学评估操作一样，利用类似的学生网上评教系统可以解决师生对课程体系每个项目权重的调查取样；通过建立网上专家咨询系统同样能解决专家的赋权打分问题，不必再采用陈旧的纸质问卷调查。
3.根据实际需要，对课程体系做出相应调整。需要强调的是，在社会实际需要发生变化的情况下，对物流管理专业应用型本科教学课程体系做出相应调整是必要的。学校教务处可以通过选取部分具有丰富实践课教学经验的教师建立相对稳定的实践性课程体系评价小组，定期（例如，每年一次）对课程体系进行调整，做到与时俱进，推陈出新。
参考文献：
[1]Greeno，J.G.Thesituativityofknowing，learningandresearch[J].Amer-icanPsychologist，1998，（53）：121-126.
[2]苏绠，张金霞，黄其新.旅游管理专业实践教学创新模式研究-“三三二”模式的构建与实践[J].时代经贸，2007（79）：1-3.
关键词工程流体力学教学效果教学手段
中图分类号：G424文献标识码：A
ToInvestigatetheEffectofImprovingthe
TeachingofEngineeringFluidMechanics
GUOLiping
（SchoolofPetroleumEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing，Heilongjiang163318）
AbstractThecharacteristicsandteachingpracticalengineeringfluidmechanicscourses，combiningthecurrentteachingproblemsariseonhowtoimproveteachingeffectivenessprogramswerestudied.Cantakeadvantageofadvancedresearchtoolsaidedteachingtoenhancestudents'interestinlearning，usingacombinationofmultimediaandtraditionalteachingmethodstoimproveclassroomteachingthroughinnovativepracticestoimprovestudents'abilitytoapplyknowledgeandinnovation.
Keywordsengineeringfluidmechanics；teachingeffects；teachingapproach
1工程流体力学教学现状
1.1课程难于学习
工程流体力学以高等数学、线性代数、大学物理、工程力学、工程热力学等多门课程为基础，通过本课程的学习培养学生具有初步对工程问题的简化能力，具备一定的分析与计算能力，是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。由于该课程中的理论推导部分应用了较多微积分、微分方程等数学知识，再加上大多数学生没有实际的工程概念，在实际教学过程中，大部分学生反映：该课程的理论知识抽象、难于理解，概念和方程占的比例较多，对高等数学、线性代数知识要求较高，理论知识与工程实践结合难度较大。①总而言之，在传统的注入式教学模式下，对大部分学生来说，“工程流体力学”是一门非常不好学的课程。
1.2理论知识与实际应用脱节
在大部分工科院校的工程流体力学课程教学中，课题主要教给学生讲授本课程的基本概念、基本理论及公式推导，这些在教学实际过程及考核时基本都可以完成。这种指导思想下完成的教学效果是，学生可能只会对考核中出现的知识点做机械的符号记忆，如果在后续专业课的学习时或工程生产实际中，涉及到工程流体力学的相关知识，学生们会无从下手，找不到合适的解决问题的方法。
1.3传统教学方式的缺陷
传统的板书教学模式已有悠久历史，教学理论非常成熟，已经积累了大量的教学经验。在传统教学过程中，一般是通过教师的生动、形象的讲述，学生相对易于接受，老师与学生之间也可以面对面地探讨一些疑难问题。而对于工程流体力学这门课程而言，教学内容不可避免地会涉及到一些类似数学公式的推导，传统的板书教学方式能够留给学生更多的思考时间，同时，也能够加深学生对公式推导过程的理解，加强记忆。由于传统的教学模式主要是依靠粉笔与黑板的教学条件，教师是教学模式的主体，教师表达能力的好坏、知识的丰富程度严重影响教学效果，与此同时，教学效率也非常低下，在有限的学时，很难使教学内容丰富，由此也扼杀了学生创意的产生和个性的发挥。②
1.4多媒体应用的弊端
多媒体是一种把文本、图像、视频、动画和声音等信息的媒体集成在一起，并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术。多媒体教学具有教学形象、生动、具体、信息量大、易于理解的优点。在各高等院校专业课的教学过程中得到了广泛应用，给教学工作带来了极大的方便。一方面，借助于多媒体教学不仅可以在一定程度上吸引学生的注意力，减轻教师板书的劳动量，另一方面是可以将一些复杂的、难于形象描述的流体流动现象和工程实际的图像资料清晰地展现给学生，使教学内容直观明了。同时，课堂气氛动静结合、增强互动性。与此同时也存在一些弊端：③由于大学课程教学内容进程快，信息容量大，一环紧扣一环，即使是传统的教学模式下，在中、小学课堂上出现的活泼、互动的启发式教学场面，在大学课堂教学时很难出现。
2如何提高工程流体力学课程教学效果
2.1充分利用先进的科研手段辅助教学
工程流体力学这一课程中涉及到的流场描述等知识点理论抽象、方程较多，仅借助于多媒体演示等手段教学，效果并不很好。如果将先进的科研手段辅助教学，例如将先进的激光粒子测速技术（PIV）应用到“工程流体力学”的教学过程中，④比如可应用拉格朗日描述流体流动和欧拉描述流体流动、紊流和层流流动的特点、圆管中流体紊流和层流轴向速度分布特征等相关章节中，借助于先进流体流动测试技术，能够使学生对抽象的理论进行深刻的理解，同时可激发学生对课程内容进行深入探索、从事科学研究的兴趣。
2.2传统教学方式与多媒体教学手段相结合
多媒体教学技术的发展并不意味着必须摒弃一切传统的教学手段和方法，如果将传统教学方式与多媒体教学手段相结合，扬长避短，发挥各自的优势，提高课堂教学效果。对于工程流体力学这门工科专业基础课程，在进行复杂的理论公式推导教学时，经验证明：如果教师使用板书的教学方式，在黑板上一步一步推导，而不是使用多媒体，打出一系列的数学符号，这样既可以给学生更多的思考时间，又能够使学生理解公式推导过程，使学生的记忆加强。而对于一些基本概念和特定的流体流动现象，可以借助于多媒体教学手段，加深学生对基本概念和流体流动现象的理解与认识。
2.3构建学生创新实践操作平台
工程流体力学是一门建立在实验研究基础上的学科，也是一门实验科学。很多流体力学理论都是通过实验研究建立起来的，一些理论分析得出的结论也需要实验来证实，而实验又必须在理论分析所得出结论的指导下进行。因此实验是工程流体力学课程的必不可少部分，是非常重要的教学环节。它不但可以验证理论研究结果，同时，在帮助学生学好工程流体力学这门课程的基础上，培养学生进行科学探索、创新能力和独立工作重要环节。虽然目前大多数高校都把实验教学列为工程流体力学课程教学的一部分，贯穿于课程始终。但大多以验证性实验为主，实验教学方法单调，又有师资力量、实验课时和实验设备等多种因素的制约，学生实际可选择的范围很小，在很大程度上限制了学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，不能很好实现工程流体力学实验教学的目的。因此，建立学生创新实践操作平台，在完成课程基础理论验证实验的基础上，结合不同专业学生知识体系和将要从事的领域，开设创新实验，以此来激发学生的学习兴趣，培养创新能力。
3结束语
为提高工程流体力学课程的教学效果，可以通过利用先进的科研手段辅助教学来提高学生学习兴趣，采用传统教学与多媒体教学相结合方式进行“教”，通过学生创新实践来提高学生对知识的应用能力和创新能力。
注释
①黄芬霞.石油工程专业流体力学课程的教学改革探讨与实践[J].考索・探微，2013.12（1）：231-232.
②陈晓珊，洪文鹏等.工程流体力学课程改革的思考[J].东北电力大学学报，2003.6（3）：54-56.
关键词：计算流体力学；求解；基本原理；化学工程；应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD，是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
2.1在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。
2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
2.3在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
2.4CFD在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
【关键词】同轴旋转圆台；雷诺数
1.前言
旋转流体运动是流体力学中一个重要的研究课题，其中的两旋转柱体间隙区域上的流动问题在军事方面、能源与动力工程方面等方面有着广泛的应用。拉格朗日-欧拉方法（以下简写LE）是流体力学领域中比较常用的计算方法。LE方法中使用的是多边形网格，是通过将整个求解区域按Voronoi规则划分得到的，这种划分流场的方式可确保流动单元在流场中沿流线做连续、平滑的运动。在流动发生一段时间之后，各流动单元及其相邻点的位置发生变化，还要按该规则重新划分流场。LE方法在构造差分格式时，流动单元的应变率、应力和压力都定义在多边形的中心，而速度分别定义在多边形的中心和顶点上。
在使用L-E方法时，可以对其中流动网格的生成和边界条件的处理等内容做了进一步改进，使之能够处理各种复杂边界条件下流体的流动问题。
2.数值模拟圆台间流体流动
2.1基本数学模型
考虑一个同轴旋转圆台，圆台中充满不可压缩流体，内、外圆台均以一定的角速度旋转。当t=0时，流体由顶面入口处流入，入口和出口是自由面。流体满足N-S方程：，其中分别表示流体的速度、密度、压力和运动学粘性系数。边界条件为：，，，，其中∑1、∑2、∑top和∑base分别表示内、外圆台的壁面，圆台装置的顶部和底部表面。
用计算机软件模拟出圆台间的流体后，将数据文件导入到处理器中，然后沿着旋转轴Z轴截面取值，从而得到每一个Z轴值所对应的速度和压力值：
，其中分别为zi面上三个方向的速度矢量值，Pij为zi面上的压力值，n表示在zi面上总共取到的点的数目。
2.2画出圆台网格
本文中对旋转液膜反应器进行模拟，先建立一个外圆台，然后再建立一个同轴的内圆台作为转子。模型尺寸按照真实旋转液膜反应器的尺寸进行构建。
在对指定的问题进行圆台流体模拟之前，首先将要计算的区域离散化，即把空间商连续的区域划分成许多个子区域，并确定每个子区域中的节点位置及该节点所代表的控制容积，从而生成网格。
2.3模拟条件的设定
（1）根据雷诺数公式算出在固定Re值下的转子的转速。上部为流体入口，下部为出口，外部圆台在不同的情况下设为不同的边界条件。在低雷诺数时，采用层流模型。
（2）临界流量的概念：一定间隙与转子转速条件下的这一固定的流体加入速度为临界流量。在一定的间隙和转速情况下，流体只能以某一固定的流速加入到反应器中间，由于反应器上部的入口处是一个开放的体系，与大气相通，因此当流体的加入速度小于这一固定流量时，旋转液膜反应器的反应空间中会被带入大量的空气，导致圆台内部的流体不再为单一流体，使研究的流体运动不准确；而当流体的加入速度大于此值时，流体会从反应器的入口处溢流出反应器外界。在本次模拟中，将初始速度设为0.015m/s.
（3）计算区域网格化以后，用有限数目的离散点的值来表示连续的计算域，微分方程即可以转化为代数方程组。本文数值模拟采用有限体积法、分离式稳态算法对控制方程进行离散，它在每个控制容积中对控制方程进行积分，导出离散方程，采用二阶迎风格式进行离散。将控制方程离散变为代数方程后，即可开始求解。
3.实验结果
本次模拟均是低雷诺数条件下，对圆台间流体流动进行的数值模拟计算。内圆台到外圆台之间的流动非常规则和均匀，同时侧面的流动亦是如此，由此我们可以断定在Re=50时，流动是稳定的层流。
3.1内、外圆台同向旋转
根据基本模型：。当内、外圆台同向旋转时，雷诺数为：。如同2.3的模拟计算流程，其中外圆台的雷诺数设置的数值是100，内圆台设置的数值是50，因此这次模拟的雷诺数值是50。下面是所得到的结果图：
左图是内圆台的速度等值线，右图是外圆台的速度等值线。从图中可以看出：内圆台的速度等值线整体小于外圆台的值。
下面再来研究压力、速度和Z轴的关系。
从图中可以看出：在内、外圆台同向旋转的情况下，压力和速度与Z轴的近似线性关系仍是很好。与内圆台旋转、外圆台固定情况不同的是，速度和压力的值都有所增大。虽然两种情况的整体雷诺数值是相同的，但是在外圆台也旋转情况下，流体的速度和压力的值都改变了，值变大了。
3.2内、外圆台异向旋转
根据基本数学模型：。当内、外圆台异向旋转时，雷诺数为：。其中外圆台的雷诺数设置的数值是50，内圆台设置的数值是50，因此这次模拟的雷诺数值是100。
当内、外圆筒异向旋转时，存在一个区域，在该区域内流体的流动状态是稳定的层流。对于圆台装置，经过模拟分析，我们发现在低雷诺数时，圆台间的流体的流动状态也是稳定的层流。
经由处理得到的压力、速度和Z轴关系图如下：
3.3三种模拟情况的对比
我们将上述两种模拟结果与“内圆台旋转，外圆台固定”的情况作对比。
从上图可以看出：三种情况下的速度递减斜率几乎相同。压力的递减斜率变化则比较大。
3.4展望
我们已经知道流体的临界流量对流体流动模拟的重要性，因此可以研究圆台入口给出流体的入口速度。雷诺数Re、圆台半径R1、R2的关系，可以经过一定数量的数值模拟，得到流速与以上几个参数的无量纲化后给出。这对现实的实验研究有着很重要的应用意义。
4.结论
通过对同轴旋转圆台间流体的运动做数值模拟，将模拟的数值结果进行处理后，画出流体压力和流速等关于旋转轴Z轴的关系图。结果表明：在低雷诺数时，内圆台旋转、外圆台固定，流体的流动状态是稳定的层流；当内、外圆台同向或者异向旋转时，只要保持低雷诺数，流体就也仍是稳定的层流；并且当内外圆台同向旋转时，压力和速度的值变化斜率较大，外圆台固定时的压力和速度的值变化斜率较小。
参考文献：
[1]ArneSchulz，GerdPfister.Bifurcationandstructureofflowbetweencounter-roatingcylinders.InstituteofExperimentalandAppliedPhysics[J].
[2]郭盛昌.旋转液膜反应器对沉淀反应的强化作用研究[D].北京：北京化工大学，2009.
[3]王贺元，李开泰.Couette-Taylor流的谱Galerkin逼近[J].应用数学和力学，2004，10（25）：1083-1092.
（浙江大学城乡规划设计研究院有限公司，杭州310013）
摘要：计算流体力学可以模拟正在规划的城市建筑群的小气候的数值，也可以较为准确的预测城市规划方案使城市楼宇、街道的小气候即将发生的改变，从而在城市规划设计中趋利避害。本文简要探讨了计算流体力学在城市规划设计中的应用，希望能给大家一些借鉴学习之处。
关键词：城市规划；设计；计算流体力学
中图分类号：O243；TU984文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）03-0096-02
作者简介：龚韩庆（1978-），男，浙江义乌人，工程师，本科，研究方向为城市规划。
0引言
计算流体力学简称CFD，计算流体力学应用于城市规划设计中可以有效预测城市规划方案对城市楼宇、街区的小气候的影响，所以计算流体力学被越来越多的应用于城市规划设计，相对于一般的实验研究而言，计算流体力学具有应用成本低、计算速度快、周期短、效率高,可以任意模拟真实及理想的条件,计算流体力学后处理技术较完善,便于分析流体力学计算结果等优点。比如，在建设好的街道内存在风口，形成很大的局部风速，甚至可能直接对街区内的行人或者附近的建筑物造成影响。
1计算流体力学在城市规划设计中应用的局限性
计算流体力学在城市规划设计中的应用存在一定的局限性，主要表现在计算流体力学必须要有准确的数学模型，并且在模拟数据中用离散化的方法处理数学方程时需要对流体力学计算中所碰到的收敛性、稳定性等问题进行分析，然而做的这些分析一般只对线性方程有效，对不是线性的方程则没有效果。而且计算流体力学受计算机内存、运行速度等计算机固有条件的限制，只有计算机的运行速度等硬件设施达到一定程度计算流体力学才会出现新的发展阶段。
2计算流体力学的概念和在城市规划设计中的计算方法
计算流体力学的步骤为先确定了那些能够描述的连续变化的对象的流动参量的微分方程组后，然后采用计算数值的方法，通过离散化的方法用离散时间和空间的值来表示连续变化的参量，用代数方程组的形式替代微分方程组转，空间的离散位置可用计算网格上的节点来描述，最后流体运动特性是通过计算机求解这些离散的数学方程组来研究的，同时可以给出流体运动空间非定常或定常流动规律，这样的学科就是计算流体力学。计算流体动力学的工作程序建立体现物理现象或工程问题本质的数学模型就是模拟数值的出发点，就是要塑造体现问题每个量之间关系的微分方程唯一解前提及方程，寻找高精确度、高工作效率的计算措施，也就是塑造针对控制方程的数值离散化措施，比如有限元法和差分法、有限体积法等，编写程序和计算分析。计算流体力学涵盖了计算网格的划分、初始条件的导入和边界条件、假设控制参数等。在城市建筑物之间的空气流动为不稳定状态，并且建筑物的朝向、形态存在很多种变化、地形凹凸不一。所以，以准备流体力学计算对象的物理特性为基础，本文将进行CFD模拟的基本控制方程选取为k-ε双方程紊流数学模型，为适应规划设计中由于各建筑物地形、高度、形状等因素所产生的复杂网格体系我们采用贴体坐标系统。控制方程的通用形式为
方程中当q=1，表示方程的连续性；当q=u1，u2，u3，表示ξ1，ξ2，ξ（3曲线坐标）方向的动量方程；当q=k，表示紊动动能方程；当q=ε，表示紊动能耗散率方程，i，j=1，2，3，表示三维空间坐标的3个方向。式中Ui，J和Gij分别表示Jacobian速度变换矩阵、变换矩阵以及扩散量度矩阵。其定义分别为
方程（1）和（2）组成了整个求解区域小气候场的方程组。
3对城市规划设计中应用计算流体力学典型案例的分析
为了探讨计算流体力学在城市规划设计中的应用，本文以某一个文化广场的规划设计为例详细阐述了计算流体力学在城市规划中的应用，希望能为大家更好的理解计算流体力学在城市规划设计中的应用。
3.1计算流体力学的区域和网格案例中进行规划的区域东边是一个已经规划好了的体育场，西边为一个山坡，南边和北边都已经盖好了建筑。根据规划区域的地形图和已有建筑的分布图可以生成一个计算流体力学的计算网格（如图1），这个规划设计中我们采用的是结构化的计算网格，该计算网格总共设置了68×67×31个计算流体力学的点，流体力学的分析计算范畴为1km×1km×50m。流体力学计算网格运用POINTWISE公司的计算流体力学网格生成软件包GRIDGEN生成。这个软件包是专门替流体力学的计算而编写的一种商业用途的计算流体力学生成网格软件，这个软件可以生成很多复杂形状的近体坐标计算流体力学网格系统，并且这个软件还能够比对优化生成的网格质量。因为流体力学的计算网格的繁琐性，流体力学的分析计算是比较麻烦的。这又是在城市规划设计领域应用计算流体力学的比较典型的案例。因为该案例的流体力学的计算区域非常的不规则，所以生成计算流体力学网格和计算流场将把工作重心放在解决不规则的流体力学计算网格所带来的一系列问题上，也就是如何控制网格的生成质量和怎么处理流体力学计算过程中由于不规则的计算网格所导致的和收敛性相关的问题。利用GRIDGEN这个程序同时通过该软件程序本身设置的简化算法，可以得到较高质量的流体力学计算网格；但是和收敛性有关的问题只能够以流体力学计算的求解程序为基础和使用者的经验来处理。在研究这个案例的过程中，我们运用拟不稳定状态的计算方法较快的收敛流体力学计算。这个方法就是从非稳态的算法开始以更深的研究稳态的问题，在一定的时间范畴内，进行N次的迭代，从而使得较为复杂的流动难题能够快速稳定的收敛于它的解。在流体力学计算领域，拟不稳定状态的计算措施是使流体力学计算得到收敛的一个行之有效的措施。
3.2流体力学计算边界条件在计算城市规划设计流体力学过程中确定适合的计算边界条件为流体力学计算运用于城市建筑规划领域探讨的一个很关键的方面。在实际的流体力学计算过程中，计算的区域除了上空采用开放的适意流动的边界，地面和规划区内建筑物表面采用固体的表面边界，其它4个方向的边界取值也将对流体力学的计算区域有较大的影响。因为规划区外已经存在的建筑物会对流体力学的计算存在一定影响，东南西北4个方向的边界条件的取值非常复杂。在本文的探究中，因为是简单探讨计算流体力学在城市规划设计中的应用，所以我们采取的是最简单的方式来设定流体力学计算的边界条件值。以某一些原则为依据，而且经过整理分析规划区域本地的气象文件资料，我们明确选取风向频率较高的北风和东北风作为流体力学的计算前提，选取的风力的大小会影响人群的生活、当地每年都会出现的10米每秒的风速作为导入的风速，并且不考虑城市规划区域外已经存在的建筑物对流体力学计算边界条件的影响。竖直方向的阶梯风也会影响流体力学的计算结果。本次研究采用的流体力学计算边界条件如下：地面和已有建筑物的表面为固定墙壁；天空为自由的流动边界，也就是滑移的界限。分析东北风的工况时：东面和北面为10×0.714m/s的风速入口，风向为东北方向时，南、西面为自由的出口边界。
4结束语
综上所述，计算流体力学为城市规划设计做出了很大贡献，CFD很大程度上使城市规划设计更加合理，所以流体力学计算在城市规划设计中的运用会更加普遍，我们需要经常地了解总结流体力学计算在城市规划设计中的运用的经验，不断地对流体力学计算技术加以完善，使其更好地为城市规划设计做出贡献。
参考文献：
[1]李建强.流体力学在工程建设中的应用[J].华东交通大学学报,2001(4)：66-67.
关键词：工程流体力学；教学改革；大学；专业基础课
中图分类号：642.0文献标识码：A文章编号：1002-4107（2013）03-0030-02
“工程流体力学”课程是以高等数学、大学物理、工程力学、工程热力学为基础，集概念、公式、实际应用于一体的一门专业基础课。该课程基本概念抽象，公式结构复杂，实际应用众多，尤其在石油行业尤为突出。石油工业中的许多问题都要采用流体力学理论解决，诸如钻井液循环压力和流速的设计，套管强度的校核，采油过程中油井采出的流体在泵或井筒内的流动规律分析，地面管线的布设，管径设计，管线强度的校核，压差与流量之间关系的确定，输液泵的选择和安装位置的确定，储油罐强度的校核，油品装卸时间的计算，油品和天然气的计量，气蚀和水击等现象的预防等。解决这些问题，要求从事石油工程技术的科学工作者必须具备“工程流体力学”知识，以便在石油工程的建设和管理中更好地发挥作用。为了使学生能够更好地学习掌握该课程的内容，教学环节尤为重要。对如何设计教学环节，本文主要从以下四个方面加以说明。
一、教学由多媒体与板书共同完成
教学板书是教师教学思路的整体反映，是教师在教学过程中引导学生学习，帮助学生理解和记忆，以及启发学生思考的重要手段，是教学过程中不可缺少的组成部分。教学板书以文字、符号、图表等手段将教学内容直接诉诸学生的视觉，丰富了学生的感知表象，有助于学生吸收和掌握知识信息。在授课过程中，笔者把学生对使用板书和多媒体的意见进行调查，90%的学生更倾向于使用板书教学。
由于“工程流体力学”课程，基本概念多、难理解，公式复杂难懂，采用板书边写边讲解，给学生留有足够的时间去理解，去认知，接受起来更容易一些。但是流体本身运动复杂，没有固定的形状，在外力作用下，流体流动状态、流动规律是什么样的，在板书上表达起来可能不够准确，不够形象、逼真；而采用多媒体[1]，将其制作成图片或动画课件，则直观明了，生动具体，给学生在视觉上以新颖的感觉，在头脑里的印象会更深刻一些。比如：讲工程流体力学的发展史，单纯讲授枯燥无味。此时，制作多媒体课件展示给大家，比如弧线球也称香蕉球，找一个足球明星踢弧线球的视频放里面，边放映边讲解，学生很感兴趣，还学到了知识，同时也激发了学生的学习热情，起到了很好的引导效果。
二、将计算流体动力学软件融入到理论教学中
“工程流体力学”一般采用理论方法、实验方法和数值计算三种方法研究，其中，数值计算就是使用计算流体动力学软件计算[2]，是当今比较常用也比较流行的方法。计算流体动力学（简称CFD）是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD可以看作是在流动基本方程控制下对流动的数值模拟。通过这种数值模拟，可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上基本物理量（如速度、压力、温度、浓度等）的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定漩涡分布特性、空化特性及脱流区等。CFD方法克服了理论方法和实验方法的局限性，在计算机上实现一个特定的计算，就好像在计算机上做一次物理实验。例如，机翼的绕流，通过计算机并将其结果在屏幕上显示，就可以看到流场的各种细节；如激波的运动、强度、涡的生成与传播、流动的分离、表面的压力分布、受力大小及其随时间的变化等。数值模拟可以形象地再现流动情景，与做实验没有区别。
目前，CFD软件中比较著名的就是Fluent软件。所以可以在教学中使用Fluent软件模拟，给学生展示流动规律和流动结果。例如：冯・卡门涡街，不同形状物体绕流使用Fluent进行模拟，既直观又能清楚地展现流动规律，同时对流体本身产生无限的向往，对“工程流体力学”课程充满了期待和兴趣，为学生以后学习软件打下了基础。
三、实施双语教学
随着我国与世界的接轨，随着世界一体化进程，迫切需要大量精通两种以上语言的人才，作为一种培养国际化人才的有效手段，双语教学势在必行。高等教育作为教育的前沿阵地，也要同国际接轨。双语教学本身就是我国高等教育国际化趋势的客观要求，对高校来讲，可以加强国内高校和国外高校的教学合作，高校之间的合作项目越来越多，有助于国内外专业领域知识体系的统一和完善；对教师来说，可以促进国内高校教师同国外高校教师的学术交流，国内高校教师可从中了解到很多世界前沿知识，并有效地传递给学生；从学生自身来看，打破了语言障碍，学生能够在专业技术领域内较好地将母语和英语这两种语言之间根据交际对象和工作环境的需要进行切换，有效地开展交流与合作，并且多掌握一种语言，就多了一份生存的手段，多了一份了解外部先进世界的途径，多一份机会。双语教学不仅可以培养学生运用外语解决实际问题的能力，而且有利于学生学习、掌握、精通一门外语（主要是英语），能够多一种思维方式，学会从多种角度，用不同观点看问题，进而提升竞争能力，同时也为培养“复合型”人才奠定了基础。
现今实施“双语教学”，既符合与时俱进的要求，又能够提升教学水平，这意味着在教学中实施“双语教学”势在必行。在“工程流体力学”专业基础课教学中改变使用单纯母语（汉语）的教学方式，将外语（主要是英语）运用于其教学的全过程之中，使之与母语教学互相融合、互相促进，既体现专业基础课教学的特色和针对性的同时，又能够全面提高学生的外语应用能力和综合素质，使教学更好地适应新世纪人才培养目标的要求。在“工程流体力学”教学中推行双语教学，使学生在双语教学课堂中提高英语水平，学会用英语表达专业知识，继而过渡到用英语去思维、求知、交流，以便熟练地用外语来解决实际问题。这种教学模式既符合经济迅速发展对涉外人才基本素质的要求，也符合大学各专业交叉融合的发展方向，是教学改革的重要内容。
根据“工程流体力学”课程的特点，在其教学中可以使用综合型教学模式。即对一些基本概念、基本理论，比较好理解的，可以采用浸入型；而对一些公式的推导，专业性比较强的，难于理解的采用过渡型。另外，将一些流体发展的历史、实例用多媒体教学手段进行授课，达到直观的效果。
四、注重实验环节
“工程流体力学”也是一门实验科学[3]。很多流体力学理论都是以实验为基础建立起来的，理论分析得出的结果需要通过实验来验证，而实验的进行又需要用分析得出的理论来指导。因此，实验是“工程流体力学”课程的重要组成部分，是必不可少的教学环节。它不仅是为了验证理论，有助于学生学好流体力学，而且是培养学生进行科学研究、提高独立工作和创新能力的重要环节。
随着大学教育的普及，受教育的人数迅猛增长，而实验教学设备与人数增长不成比例，导致教学和实验的间隔周期较长，使得实验前，有些学生并没有做好充分的准备，并且缺乏必要的理论复习，对即将做的实验相关知识没概念，致使理论和实验严重脱节，实验效果不佳。但是对学生的考核仅仅是一份实验报告，导致有些报告抄袭严重，甚至有些学生做实验，看别人怎么做就怎么做。这样，学生的动手能力、实践能力怎么能培养出来？更不用说培养学生的创新能力和发散思维。实验课是教学的必要环节，也是重要环节，不容忽视。
1.实验前，回顾与实验相关的知识点，让学生在短时间内了解本次实验和相关理论，这里的相关理论不是本实验的结论，实验结论应该由学生通过做实验总结出来；也可以将本实验过程录制成一段视频，让学生提前看一下，熟悉一下实验过程，视觉在人心中留的印象会更深刻一些，做到心中有数，这样真正自己动手做实验就不会茫然。
2.由于时间和设备的限制，实验只能就某一种情况进行操作，对其他条件变化时会有什么样的规律不能面面俱到，这时在实验教学中应用计算流体动力学软件演示也会收到很好的教学效果。所以，计算流体动力学软件不仅在教学中，在实验中的作用也是显著的。
3.在实验课教学改革的同时，实验课考核的方法也应该相应地加以整改。通过纯粹的书面实验报告和出勤率进行考核，学生互相抄袭，敷衍了事，实验做完后真正的原理还没弄明白。为了避免此类情况的发生，一方面，考核每个学生亲自动手做实验，边做实验边讲解，不仅能够锻炼学生动手的实验能力，语言表达能力相应地也有所提高，为此应该增加实验教师的人数；另一方面，除了增加实验课在最终成绩的比例（10%）外，还要在期末试卷中增加实验内容，以检验学生对实验的理解能力和掌握情况。
为了使学生能够更好地掌握“工程流体力学”课程的内容，教学需要改革，这就要求当代大学教师不断地尝试、不断地探索新的教学模式，充分调动学生的学习热情。本文针对“工程流体力学”这门专业基础课程的特点，提出了几点教学建议，希望对工作在一线的流体力学教师有点帮助。
参考文献：
[1]于靖博，张文孝，李广华.工程流体力学课程教学改革与实践[J].装备制造技术，2011，（11）.
关键词：行业类高校；高等流体力学；电力特色
作者简介：张莉（1973-），女，河南商丘人，上海电力学院能源与机械工程学院，教授；李永光（1957-），男，湖南长沙人，上海电力学院科研处处长，教授。（上海200090）
基金项目：本文系上海电力学院研究生学位课程建设项目（项目编号：YKJ-2012004）的研究成果。
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）04-0086-02
2007年，上海电力学院（以下简称“我校”）热能工程二级学科首次招生，“高等流体力学”首次开课，授课人数20余人，随后几年间授课人数逐年增长。2012年我校动力工程与工程热物理一级学科又增设了工程热物理、动力机械及工程两个二级学科，“高等流体力学”授课范围扩大的同时，授课人数也增加到60余人。但是鉴于我校研究生数量较少、研究生培养历史较短以及师资力量相对薄弱等方面的原因，课程教学的教材只能选用已有的教材。在组织教学内容的过程中发现，大多数教材普遍存在一些问题，如过于强调基本理论、对数学知识的要求偏高、工程应用方面涉猎很少，或者有些工程学科专业的相关研究生教材又往往缺乏理论深度，工程应用背景针对性强，有的强调高速气动、有的强调水动叶栅流动、有的强调涡动力学等等。鉴于此，作为行业类非重点高校，在“高等流体力学”课程的教学中有必要结合我校电力特色进行教学内容和教学模式的研究和探讨。
一、课程教材的调研
为了能更好地做好此次教学研究工作，课程组首先对高校相关研究生专业的“高等流体力学”教材进行了调研，分别对清华大学、西安交通大学、上海交通大学、浙江大学、东南大学、华中科技大学、华北电力大学、东北电力大学等国内若干所大学相关课程的教材及内容做了简单分析。
从调研情况看，所有高校都对流体力学的基本理论很重视，主要教学内容均包括了流动的基本概念和基本方程、流体运动学、势流理论、涡旋流动、理想流体流动、粘性流体流动等，目的是使研究生通过学习流体的运动规律，掌握研究流动的方法进而分析解决实际的工程流动问题。同时，各高校的教材和主要教学参考书还注重与自身学科研究方向的结合，课程的某些重点内容与培养方向相接轨，突出了自身的特色。通过调研发现，“高等流体力学”作为研究生学位课，其教学内容在注重理论基础的同时，还必须要与自身的相关学科研究方向相结合，在注重通用理论的基础上，形成自己的特色。
二、我校授课对象的情况分析
做好此次的教学研究工作，还必须对我校的授课对象有一个清楚的认识。目前，“高等流体力学”已列为本校工程热物理、热能工程、动力机械及工程三个二级学科的研究生学位课程。尽管上述三个二级学科涉及能源、动力、机械等宽广的工程领域，但结合我校的电力特色，这三个二级学科主要是为电力行业培养高级的专业人才，而在电力行业中流动现象多存在于流体机械、动力机械、换热设备、容器、管道等部件，因此，在教学内容上应在透彻讲解流体力学微分方程组的基础上，注重联系工程实际，偏重于讲解流体在上述部件中的流动以及与这些部件间的相互作用。
研究生生源的实际情况也是教学过程中需要考虑的因素。到目前为止，我校共招收6届研究生，通过向历届学生了解发现有以下情况存在：部分同学跨专业（如：数学专业、电力系统及其自动化专业、计算机与信息专业等）考入学校，本科阶段没有学习过“工程流体力学”课程；即使是研究生与本科专业背景相同的同学，他们也普遍认为”工程流体力学”较难，硕士入学考试时，大都不选考“工程流体力学”，这也使得他们可能在大三、甚至大二学完以后，再也没有系统地梳理过流体力学知识。由于各高校专业方向的侧重点不同，大部分同学对电力行业内的流体知识也不是特别了解；考入学校的学生多数为调剂生，入学成绩整体不高。这些情况都表明，我校硕士研究生入学时的流体力学知识基础相对比较薄弱，需要在授课过程中讲授深层次新知识的同时，及时地对基础知识进行回顾和提醒。
三、教学内容的组织
基于以上的调研和分析，课程组首先对教材进行了选取，对教学内容进行了组织。
1.教学目标的明确
“高等流体力学”是为工程热物理、热能工程以及动力机械与工程专业研究生设置的专业学位课程。根据专业人才培养的需要，结合长期本科教学的经验，确定了课程的教学目标：通过对流体力学的基本概念、基本方程、理想不可压缩流体的流动、粘性不可压缩流体的流动、层流边界层与紊流流动、理想可压缩流体等内容的学习，深化学生对流体力学基本内容的理解，提高学生的理论水平，为相关专业课程的学习、课题的研究及论文的撰写打好理论基础。
2.教材的选用
“高等流体力学”是动力工程及工程热物理学科的一门传统课程，有很多课程教材可供选用。通过调研比较，西安交通大学有关电力生产的学科研究方向与我校的研究方向比较吻合，其在“动力工程及工程热物理”一级学科中的学位课“高等流体力学”选择了西安交通大学出版社出版、张鸣远等编著的《高等流体力学》一书作为教材，课程组通过对该书内容的分析，也一致认为张鸣远等编著的《高等流体力学》比较适合我校侧重于电力人才培养的需求，因此决定选用该书作为本校“高等流体力学”课程的教材。与此同时，将调研中搜寻到的各有特点的教材作为参考书目推荐给学生供他们参考使用。
3.教学内容的组织
在进行“高等流体力学”课程教学内容的组织时，结合我校研究生培养方案和学科建设，既照顾到经典流体力学的通用知识，又重视课程知识的针对性、行业应用的特殊性、学生学习的兴趣以及与学校其他研究生课程的关联性。课程内容的组织主要从以下几个方面考虑：
（1）奠定扎实基础。“高等流体力学”是一门系统性、逻辑性较强的课程，作为硕士研究生的学位课，在加深学生对流动所伴随的物理现象的认识、概念的建立及规律分析的同时，还应努力加深学生学科知识分析和研究问题的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解决流体力学问题的水平及能力。
（2）突出电力生产特色。针对我校研究生的专业背景和学科研究方向，强调本学科与电力生产流程和设备的结合，强化学生应用流体力学知识，认识并解决相关电力工程问题的能力。教学内容应注重理论与实践相结合，保持基础理论知识与工程应用知识的相对平衡。
（3）注重课程的关联性和完整性。在关联性方面，首先与本科阶段的教学内容要有恰当的分工和衔接，其次要避免与其他相关课程之间缺乏衔接；在自身内容体系的完整性方面，既要注意到对数学知识回顾和补充的必要性，又要对工程中不常见的复杂流动概念的介绍有所兼顾。
考虑以上几个方面，课程组将教学内容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量运算分析”、“场论知识”的回顾以及曲线坐标、张量分析知识的补充；第二部分“流体力学的基本方程”主要介绍流体力学的基本概念，流体力学的控制方程组以及一些相关的重要定理；第三部分“理想不可压缩流体的流动”介绍平面势流，空间轴对称势流和理想流体中的旋涡运动，其中对平面势流里的复位势、叠加法、镜像法和保角变换法做重点讲解；第四部分“粘性不可压缩流体的流动”中介绍纳维―斯托克斯方程的精确解，小雷诺数流动，层流边界层流动和紊流，其中对工程中应用较多的层流边界层流动和紊流做重点讲解；第五部分“理想可压缩流体的流动”分别介绍一维流动和平面流动，其中对一维流动做重点讲解。
四、教学模式的探讨
学生的学习情况在不断地发生变化，这就需要教师不断根据实际情况，进行教学模式的探讨，充分调动学生学习的主动性和积极性，使他们在有限的学习时间中学习好内容繁多的“流体力学”。
1.教学方法
“高等流体力学”是一门基础课，基本概念和基础理论部分内容较多，涉及的公式推导也比较多，传统的“黑板板书”的教学手段对教学信息的处理和呈现都比较单一，造成学生对于传热学内容的理解和掌握有一定的难度。为此，课程组以教材为蓝本编制了电子课件，教学中采用板书与多媒体相结合的教学模式，突出传统板书中能够清晰讲解复杂理论推导的优点，充分利用多媒体教学信息量大、图像清晰生动的特点。经过一段时间的尝试，这种教学方法既达到了避免研究生在课堂上因长时间精力高度集中而产生疲劳的问题，又有利于他们理解并掌握复杂的流体力学基本理论的教学效果。
2.教学手段
尽管本课程以课堂讲授教学方式为主，但要避免“填鸭式”的讲授，要注重以启发式讲授为主的多种教学方法的综合应用，提高课堂教学的趣味性，以提高学生学习兴趣和主动性。课程组结合本科“工程流体力学”多年的教学经验，在教学过程中注意做到几个注重：注重物理概念与数学方法的有机结合，强调物理含义的数学表示以及数学内容的物理解释；既注意严格的理论推导，又注意叙述的深入浅出；注重教学思路，教学方法，在引进概念介绍方法时，突出解决问题的思维方法及推理要点；注重从与教材不同的角度或思路来讲述同一教材内容，以丰富学生思维和联想能力；注重引导学生围绕课程内容，发现问题、提出问题、解决问题，同时再结合课程组教师的科研积累，搜集并提炼出了大量与电力生产紧密关联的工程案例，通过案例的讨论和分析，增强学生学习理论知识的兴趣，提升课堂教学的互动效果，增强学生运用理论知识分析并解决工程实际问题的能力。
3.辅助教学
仅仅通过课堂上对教材的学习是远远不够的，还必须配套地做大量的习题，才能较好地使学生掌握具有理论性强、公式多、数理基础要求高的“高等流体力学”课程。考虑到我校研究生教学的特点，课程组根据教材的主要内容编写了典型习题集。习题集力图做到习题具有典型性，能够对应教学内容的各个知识点，学生通过习题的练习，能有效地掌握教材中的基本知识。此外，习题集中的习题也尽可能地结合电力生产中的流动问题，帮助学生对专业关联工程问题进行认识和思考，培养学生应用知识的能力。
4.课程考核
课程考核成绩应该能够较为客观地反映学生对课程的整体学习情况。为了全面地反映学生的全程学习过程和最终的学习效果，课程组经讨论明确了课程的总评成绩由平时成绩和期末考试成绩综合评定得出，平时成绩与期末考试成绩的分配比例是2∶8。平时成绩包含作业、考勤、课堂表现等几部分。期末考试采用笔试形式，考试试卷从建立的试卷库中随机抽取。
期末考试是课程考核的重头戏，为了提高学生的学习积极性，同时也为了增强教师的工作责任心，实行考、教分离是一个较好的督促办法。为此，2012年课程组根据课程的教学要求组织编写了试卷库。试卷库中的试题符合教学大纲的要求，内容丰富、形式多样、题型一致，试题表述清楚，要求明确，无偏题、怪题，难易得当，考核的知识点覆盖面宽，能考核学生掌握知识以及应用知识进行综合分析能力的情况。此次编写的试卷库共包含试卷6份，至少够三年使用，随着试卷库的使用，课程组还拟将对试卷库进行不断扩充。
五、结束语
“高等流体力学”的日常教学工作一个任重而道远，为了适应高等流体力学服务于日新月异的学科发展的需求，提高该学位课程的教学效果，更好地为本校研究生人才培养服务，课程组将把教学研究工作不断地持续进行下去，搜集最新最前沿的相关信息以补充教学内容，探讨教学模式以提高教学效果，及时对习题库和试卷题库进行更新。相信只要教师多花一点时间，多动一点脑筋，多找一些教育学生的切入点，因材施教，一定能取得好的教育效果。
参考文献：
[1]张鸣远.高等流体力学[M].西安：西安交通大学出版社，2006.
[2]董守平.高等流体力学[M].东营：中国石油大学出版社，2006.
[3]王献孚.高等流体力学[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.
[4]王松岭.高等流体力学[M].北京：中国电力出版社，2011.
[5]周云龙.高等流体力学[M].北京：中国电力出版社，2008.
【关键词】熔体流动；微尺度；数学模型
1.引言
在真空浇注微型件过程中，由于模具型腔的特征尺寸微小及其表体比相对较大等原因，不仅可能出现不同于宏观流动的规律，而且许多在宏观流动中被忽略的因素，可能成为主要的影响因素[1]。本文围绕真空浇注微型件过程中熔体充模流动行为这一核心问题，从粘性流体力学的基本方程入手，借鉴传统注塑成型中熔体充模过程数学模型的建立方法，构建微尺度下熔体流动过程基本方程。
2.高聚物熔体的类型
高聚物熔体的充模过程是一个复杂的非稳态、非等温的非牛顿流体流动和传热过程。随着聚合物熔体压力、温度、剪切速率等物理量在充模过程中的发展变化，熔体的流动行为将直接影响制品的内部结构、取向、残余应力和最终形状[2]。聚合物流变学正是由聚合物成型发展的需要而提出的，它主要研究聚合物熔体在外力作用下产生的应力、应变和应变速率等力学现象与熔体粘度的关系，以及影响这些关系的各种因素。根据聚合物熔体在流动过程中粘度与应力、应变速率之间的关系，可将聚合物的流动行为分为牛顿流体和非牛顿流体两大类。
（1）牛顿粘性定律
牛顿在研究低分子液体的流动时，发现剪切应力和剪切速率存在着一定关系，可表示为：
牛顿流体具有以下变形特点：
1）流体的变形随时间不断发展，有时间依赖性。其切应变：
2）粘性流体的变形是永久性的。当外力移除后，变形不能恢复。
3）对抵抗变形的粘性力所做的功，在流动中转为热能而散失。
4）线性粘性流动中剪切应力与剪切速率成正比，粘度与剪切速率无关。
真正属于牛顿流体的只有低分子化合物的气体、液体或溶液，如空气、水和甲苯等。而高聚物的溶液、悬浮物和熔体的绝大多数是属于非牛顿流体。但是，对非牛顿流体，限制在一定时间尺度和剪切速率范围内，经常视其为牛顿流体。
（2）非牛顿流动
凡不服从牛顿粘性定律的流体称为非牛顿流体。非牛顿流体的流动称为非牛顿型流动。非牛顿流体在一定温度下，其剪切应力与剪切速率不成正比的线性关系，其粘度不是常数，而是随剪切应力或剪切速率而变化的非牛顿粘度。在高分子液体范畴内，可以粗略地把非牛顿流体分为纯粘性流体、粘弹性流体和有时间依赖性的流体等几类。其中纯粘性流体可分为宾汉流体、假塑性流体和膨胀性流体。
宾汉流体如图1所示，其流动特征是存在剪切屈服应力，因此具有塑性体的可塑性质。只有剪切应力高于时，宾汉流体才开始流动。其流变方程为：
式中称为宾汉粘度。宾汉流体之所以有这样的流变行为，是因为这种流体在静止时内部有凝胶性结构。当外加剪切应力超过时，这种结构才完全崩溃，然后产生不能恢复的塑性流动。宾汉流体在流动时或者像牛顿流动，称为理想的宾汉流动；或者像假塑性的非牛顿流动。
假塑性流体是非牛顿流体中最常见的一种。橡胶和绝大多数高聚物及其塑料的熔体和浓溶液，都属于假塑性流体。如图1所示，此种流体的流动曲线是非线性的。剪切速率的增加比剪切应力增加得快，并且不存在屈服应力。其特征是粘度随剪切速率或剪切应力的增大而降低，常称为剪切变稀的流体。
膨胀性流体也不存在屈服应力。如图1所示的流动曲线，剪切速率增加比剪切应力增加要慢一些。其特征是粘度随剪切速率或剪切应力的增大而升高，故称为剪切增稠的流体。
描述假塑性和膨胀性的非牛顿流体的流变行为，可用幂律函数方程：
3.熔体微尺度下的流动控制方程
熔体在微尺度下充模流动的行为与宏观流动相比，既有共同点，又有相异之处。因此，可以基于粘性流体力学的基本方程，借鉴传统熔体填充过程中的基本方程，根据熔体微尺度下填充成型的特点，引入合理的假设和进行必要的简化，建立熔体在微小型腔中流动的连续性方程、动量方程和能量方程，确定合理的初始条件和边界条件，从而得到充填过程的数学模型。
（1）连续性方程
连续性方程是质量守恒原理在流体运动中的表现形式。在微观流体流动时，当流场的结构尺寸和流体分子的平均自由程非常接近时，就打破了连续介质力学的范畴，此时连续性方程不再满足，例如稀薄气体在微型管道中的流动。对于微型模具的熔体充模过程，由于模具型腔的微细结构尺寸通常在1μm以上，相比高聚物熔体分子的尺寸仍然较大，因此熔体充模流动仍然属于连续介质力学的范畴，即流体的连续性方程仍然成立。在直角坐标系中任选一个边长为dx、dy、dz的立方体积微单元作为控制体，流场中任一点处，在t时刻的速度为，其三个速度分量分别为、和，流体密度为。假设流体在流动过程中没有发生化学变化。根据质量守恒定律，单位时间的控制体内物质的增量，应等于输入与输出控制体的质量之差，与控制体原质量无关。可得流体的连续性方程：
（2）动量方程
动量方程是动量守恒定律在流体运动中的表现形式。动量守恒定律也是任何流动系统都必须满足的基本定律。在微米级流体领域，动量守恒定律要求微元体中流体的动量变化率等于微元体上的各种力之和。流体运动中作用外力可分为质量力和表面力。质量力是作用于流体质量上的非接触力，作用于流体内部每个质点上。表面力为流体通过接触面而施加在另一部分流体上的作用力，由于流体的流动或变形，可将表面力视为在控制体表面上产生的相互作用力。根据动量守恒定律可以推导出单元控制体x，y，z三个方向上动量守恒方程：
（3）能量方程
能量方程是能量守恒定律在流体运动中的表现形式。能量守恒定律是包含有热交换的流动系统必须满足的基本定律。当型腔特征尺度降至微米量级时，熔体的流动行为仍然遵循能量守恒定律。为了便于对流体能量进行表征，常用温度T的方程来表述。而在真空铸型微型件中温度又是直接关系着填充效果的重要因素，因此使用内能来代替总能量建立能量守恒方程比在宏观中更为正确。流体的剪切流动的能量方程为
4.总结
本文基于粘性流体力学的基本方程，借鉴传统注塑成型中熔体充模过程数学模型的建立方法，构建了微尺度下熔体流动过程基本方程，为高聚物熔体真空铸型的数值模拟提供基础理论依据。
参考文献
关键词计算流体力学；农业环境科学；应用；发展趋势
中图分类号：O35；X53文献标志码：B文章编号：1673-890X（2015）15--02
计算流体力学是模拟流场特性、热传递、流体扩散等应用的重要技术之一。随着计算机技术的不断发展，计算流体力学在诸多理论研究领域和实际工程应用里面都获得了很高的关注度，其在国外已被很大程度上投入到了农业环境科学里面，但国内对于这一方面的研究还不是很成熟还属于比较落后的状态[1]。因此，国内基本上没有学者对计算流体力学在农业环境科学中的应用展开研究和总结。本文在大概介绍计算流体力学的基本原理同时，阐明其可以应用在农业环境科学里面的原因；归纳并总结其相关应用以鼓励农业环境工作者在具体实际工作里面能够最大程度的利用这一类型的工具；同时，探究其未来的走向用来激发以后的学者对这一方面展开更加深入的研究，促进我国在计算流体力学在农业环境中的具体运用，催动我国农业环境的发展和提高[2]。
1基本原理
计算流体力学主要是将连续流体离散化并对各个单元进行Navier-Stokes及其它相关方程的求解。连续、动量和能量方程是流体运动的主要控制方程，其中连续方程描述了质量守恒，动量方程由牛顿第二定律推导而得，而能量方程则基于能量守恒。在计算流体力学中，解此控制方程的重要一步是将方程离散化从而使偏微分方程转换为离散方程，广泛应用的离散方法有3种：有限差分法、有限元法和有限体积法[3]。其中，有限体积法结合了前两种方法的优点，而且在计算机计算方面有很大的优势。因此，有限体积法在计算流体力学里面是最为常见的。当控制方程和离散方法选定后，设定相应的边界条件与初始条件则可对研究问题的流场进行计算，若同时在计算中结合了其它方程，如泥沙运输方程，则可对研究现象进行耦合模拟。综上，只要根据具体问题选取合适的控制方程、离散方法、边界条件、初始条件和耦合方程，计算流体力学则可以应用在此问题当中，当然包括许多农业环境科学的应用中。
2相关应用
计算流体力学在农业环境科学中的应用主要能够分归为3类：农业建筑物的设计、农业水土治理以及气味与灰尘散播。
2.1农业建筑物的设计
随着科学技术的不断发展与提高，近几十年计算流体力学已经在大量的农业建筑物设计中得到了普及推广与使用，如温室、禽舍和畜舍的优化设计。其中，在农业水利建筑物的设计里面是众多设计里面最为成功。在农业挡水建筑物方面，计算流体力学可以预测挡水闸的应力与表面压力。闸门运动与流体分析可以结合起来，分析闸门在不同状态下的水流及压力特性，得到的动态数据可用于高效地优化设计挡水闸门。在农业泄水建筑物方面，计算流体力学可以用于溢洪道的流量和气穴分析中。农业灌溉排水渠道的模拟相对较为复杂，因为其具有明显的湍流与三维特性、非规则的几何边界、非光滑的河床以及自由表面。目前，在这方面的模拟一般使用流体体积法进行自由表面的追踪，模拟结果与测量或实验数据的比较证明了此方法的有效性。
2.2农业水土治理
在农业水土方面，计算流体力学可以用于确定污染物在水土中的传播以及对水土质量的影响，对合理选用肥料、保证灌溉水源及土壤的健康进行指导。计算一般需要一定的观测数据以确定模拟参数，其结果可以用于分析水资源退化的影响因素、化学物质对地下水的影响及污染物在含水层的散输等。除了对水质的分析，计算流体力学也可用于预测土壤侵蚀。例如，可以整合三维湍流和非均匀泥沙运输模型并考虑影响河岸侵蚀的其它因素，以此来模拟冲积河道在河岸侵蚀作用下的形态变化等，对农业工程选址提供信息。
2.3气味与灰尘散播
气味与灰尘散播是农业环境科学里面的另一个比较重要内容，其对自然环境尤其是空气环境有着非常大的影响作用。计算流体力学既可以模拟温室还有禽畜舍内部的空气流通的具体特点，也可以模拟其气味在外部的传输散播。对气味散播的准确预测相对难度比较大，因为其范围及速度在很大程度上取决于气味散发点、气味浓度、地形条件及气象特性等多种不确定因素。传统的观测法可得到准确数据，但是这个方法难以分析大量的影响条件。经过验证的数值模型则可以更加经济地对不同情况进行试验研究，此类研究的例子有：考虑了降雨、蒸发和热量传输的气味传播模型、风及空气温度对气味散播的影响、喷洒农药后温室气味散播对周边环境的影响等。另外，计算流体力学也可以用于模拟灰尘扩散，可对农业荒漠化防治提供参考。
3发展趋势
计算流体力学在农业环境科学领域里面的应用已经取得了非常大的成功，对于未来的展望，它一定能够获得更大程度上的发展，取得更高的成就，具体的主要表现在下面3个方面：第一，将来其一定能在更多的农业环境问题里面得到推广和普及，并且通过具体的实践与应用得到验证；第二，随着科学的不断前进与发展，技术也在不断的提升，所以进行计算精确度也会有很大的提高，因为会有越来越多的细微的影响因素将会被考虑进模拟系统里面而且其作用机制也会有更深层次的了解和认识。此外，随着计算技术的进步以及模型操作的大众化需求，它在计算速度和操作方式的简易度方面也将会有很大的提高。
