流動與傳熱數值計算（422321）實驗教學大綱

01．教學單位名稱：伟德BETVLCTOR

02．實驗中心名稱：熱能工程實驗室

03．課程名稱：流動與傳熱數值計算

04．課程代碼：422321

05．課程類别：專業課

06．課程性質：選修

07．課程學時：24學時，其中含實驗12學時

08．課程學分：1

09．面向專業：能源與動力工程、車輛工程、工業設計

10．實驗課程的教學任務和教學要求

培養學生樹立和踐行社會主義核心價值觀，成為德智體美勞全面發展的社會主義事業合格建設者和可靠接班人。堅持知識、能力與素質有機融合，培養學生具備解決機械及能源領域複雜工程問題所需的流動與傳熱模拟試驗研究的綜合能力與高級思維。培養學生具備解決機械及能源工程領域複雜工程問題的适應流動與傳熱性能模拟計算研究技術新發展的自主學習能力。

實驗教學任務

解讀實驗教學大綱。向學生解讀《流動與傳熱數值計算•實驗教學大綱》，幫助學生理解實驗教學目的（立德樹人、應掌握知識、具備能力與素質）及其達成途徑（課程實驗）的關系，幫助學生建立實驗學習、實驗考核與實驗素養達成之間的關系，引導學生在課程學習中自查學習行為，調整學習方法并達成學習效果。
引導學生樹立和踐行社會主義核心價值觀，加強思想政治品德修養，珍惜時間，求知問學，明理悟道；志向高遠，不懈奮鬥，樂觀向上，自強不息，培養綜合素質能力和創新思維，樹立健康第一理念，加強體育鍛煉，健全人格、錘煉意志，全面加強和改進美育，堅持以美育人、以化育人，提高審美和人文素養，弘揚勞動精神，崇尚勞動、尊重勞動，能夠辛勤勞動、誠實勞動、創新性勞動。
培養學生具備解決複雜工程問題所需的流動與傳熱數值模拟計算試驗研究能力。即：

培養學生具備能夠根據對象特征，選擇研究路線，設計實驗方案。
培養學生具備能夠根據實驗方法構建模拟實驗模型，采用正确的模拟計算方法，正确記錄特征點實驗數據。
培養學生具備能夠對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。

培養學生具備解決機械及能源工程領域複雜工程問題的适應數值模拟計算研究技術新發展的自主學習能力。

實驗教學要求

通過《流動與傳熱數值計算》實驗教學，實現實驗教學目的，達成如下實驗教學要求：

畢業要求指标點0：學生應樹立和踐行社會主義核心價值觀，成為德智體美勞全面發展的社會主義事業合格建設者和可靠接班人。
畢業要求指标點4. 1：能夠基于科學原理并采用科學方法對複雜工程問題進行研究，并制定研究方案
畢業要求指标點5.3：能夠針對複雜工程問題，通過軟件程序開發與仿真進行預測與模拟，并能夠理解其局限性。

為達成上述實驗教學要求，針對教師、條件與學生，提出如下保障要求：

教師。要求積極備課，認真準備課程實驗；解讀實驗教學大綱，使學生清楚實驗教學内容與目标，以及應掌握知識、具備能力與素質；組織學生實施課程實驗，注重知識拓展，加強思政教育；與學生進行互動交流，引導學生達成實驗教學目标；開展課程考核、評價與持續改進。
實驗室和相關計算機設備條件等符合相關标準要求。
學生：加強思想政治品德修養，踐行社會主義核心價值觀，珍惜時間，求知問學，明理悟道；志向高遠，不懈奮鬥，樂觀向上，自強不息，培養綜合素質能力和創新思維，樹立健康第一理念，加強體育鍛煉，健全人格、錘煉意志，全面加強和改進美育，堅持以美育人、以化育人，提高審美和人文素養，弘揚勞動精神，崇尚勞動、尊重勞動，能夠辛勤勞動、誠實勞動、創新性勞動；實現實驗教學目的，達成實驗教學要求。

11．學生應掌握的實驗技術及實驗能力

圍繞《流動與傳熱數值計算》的數值建模、模拟計算方法及數據後處理手段等實驗教學，學生應掌握的實驗技術及實驗能力包括：

實驗設計能力。即：學生能夠根據對象特征，選擇研究路線，設計實驗方案的實驗設計能力。
實驗實施能力。即：學生能夠根據實驗方法構建模拟實驗模型，采用正确的模拟計算方法，正确記錄特征點實驗數據。
實驗分析能力。即：學生能夠對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。
适應發展能力。學生能夠适應數值模拟計算研究技術新發展的自主學習能力。
12．開設實驗項目
(1) 三維建模軟件基本操作實驗項目
針對關聯三維建模軟件基本操作試驗研究的機械與能源工程領域複雜工程問題的研究或解決方案，完成選擇研究路線、設計實驗方案，制定實驗方法、構建試驗模型，開展模拟實驗、正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調引入模拟計算新發展成果，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“試驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成三維建模試驗研究的綜合能力與高級思維。
(2) 網格生成軟件基本操作實驗項目
針對關聯網格生成軟件基本操作試驗研究的機械與能源工程領域複雜工程問題的研究或解決方案，完成選擇研究路線、設計實驗方案，制定實驗方法、構建試驗模型，開展模拟實驗、正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調引入模拟計算新發展成果，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“試驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成網格生成試驗研究的綜合能力與高級思維。
(3) Fluent軟件基本操作試驗實驗項目
針對關聯Fluent軟件基本操作試驗研究的機械與能源工程領域複雜工程問題的研究或解決方案，完成選擇研究路線、設計實驗方案，制定實驗方法、構建試驗模型，開展模拟實驗、正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調引入模拟計算新發展成果，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“試驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成Fluent軟件模拟計算實驗研究的綜合能力與高級思維。
表1 開設實驗項目一覽表

實驗項目編号	名稱	類型	實驗性質	計劃分配學時	每組人數
42232101	三維建模軟件基本操作	綜合性	必做	4	15
42232102	網格生成軟件基本操作	綜合性	必做	4	15
42232103	Fluent軟件基本操作	綜合性	必做	4	15

13．實驗教材或指導書或主要參考資料

《流動與傳熱數值計算實驗教學指導書》，熱能工程系自編。
張建文，楊振亞，張政主編，流體流動與傳熱過程的數值模拟基礎與應用. 化學工業出版社. 2009.
王瑞金，張凱，王剛，Fluent技術基礎與應用實例.清華大學出版社， 2007.
江帆，黃鵬，Fluent高級應用與實例分析. 清華大學出版社，2008年.
教師指定參考資料。

14．考核要求、考核方式及成績評定标準

考核要求

考核學生掌握的流動與傳熱數值模拟計算試驗研究的綜合能力和高級思維。針對實驗實施能力及實驗報告中體現的工整性、完整性、準确性和創新性能力進行評價打分，評分标準參見表2所示。

表2 實驗實施（現場操作）能力評分标準

現場操作考核标準（40分）
0-9分		10-19分		20-29分		30-40分
不聽從老師講解，不完成上機操作任務。		聽從老師講解不認真，在老師多次督促下能夠進行上機操作，實驗結果記錄潦草。		認真聽從老師講解，能夠在老師指導下完成上機操作的部分内容，實驗結果記錄較為準确。		認真聽從老師講解，能夠獨立完成上機操作的全部内容，實驗結果記錄詳細、準确。
實驗報告考核标準（60分）
工整性（15分）		完整性（15分）		準确性（20分）		創新性（10分）
0分	15分	0分	15分	0分	20分	0分	10分
不采用專用實驗報告用紙，字迹潦草，難以辨認。	采用專用實驗報告用紙，字迹清楚，報告整潔。	缺少必要的報告項目，項目内容有缺失	包含全部必要項目，各項目内容完整。	實驗過程記錄方式不準确，仿真結果不可信，數據圖表錯誤或表達不科學。	實驗過程記錄準确，仿真結果數據處理完整、準确，結果可信，數據圖表準确、表達合理。	沒有對數據結果進行科學、正确的分析讨論，沒有考慮相關因素。	對實驗結果進行合理、準确的誤差分析，讨論優化設計的結構，充分考慮相關因素。