CFD课程设计说明书

喷射流流动的数学模型——连续性方程
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喷嘴射流流动的数学模型——N-S方程
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ICEM结构网格划分（关于结构网格与非结构网格的 说明）
ICEM结构网格划分
本次模拟采用ICEM CFD对模型进行结构网格划分，网格质量较高。模型主要参 数如下：喷嘴进口直径：4.5mm，喷嘴出口直径1mm，具体模型参数将在报告中 给出。
网格导入及网格质量报告
设置time类型为Transient,计算区域类型为二维对称型
VOF模型设置
湍流模型设置
调入水并进行两相设置
运行工况设置
进口边
出口边
求解方法保持默认
松弛因子保持默认
设置残差图
初始化，注意water volume fraction设 置为0，表明初始时环境中全部是空气
网格质量检查结果
利用Determinent2x2x2标准进行检查的结果，显示网格质量非常好。 采用Angle标准进行检查的结果，也显示网格质量良好。
局部网格放大图
喷嘴进口，边界层进行了加密。
局部网格放大图
喷嘴出口口，出口处进行了加密。
局部网格放大图
喷嘴整体网格划分
Fluent模拟过程
.导入网格并检查质量 .时间类型及对称设置 .设置VOF多相流模型 .选取湍流模型 .调取水并进行两相流设置 .运行工况条件设置 .边界条件设置（包括进口边和出口边） .求解方法设置 .松弛因子设置 .残差图设置 .计算初始化 .动画设置 .设置时间步长 .计算及结果展示
VOF模型
VOF模型（Volume of Fluid）通过求解单独的动量方程 和处理穿过区域的每一流体的容积比来模拟两种或三种不能 混合的流体。典型的应用包括流体喷射、流体中大泡运动、 流体在大坝坝口的流动、气液界面的稳态和瞬态处理等。

信息：菜单包括几何信息、面的面积、最大截面积、曲线长度、网格信息、单 元体信息、节点信息、位置、距离、角度、变量、分区文件、网格报告。
设置：菜单包括常规、求解七、显示、选择、内存、远程、速度、重启、网格 划分。
帮助：启动帮助、启动用户指南、启动使用手册、启动安装指南、有关法律。
(a)几何菜单 几何菜单包括编辑、修改几何图形的功能。 功能及作用： 生成点、生成/修改线、生成/修改面、生成体、修改几何图形、转化图形、删除 点、删除线、删除面、删除体积点及删除实体。 (b)网格菜单 网格菜单包括 ANSYS ICEM CFD 网格工具的模块。 以下按钮可以导入不同 ANSYS ICEM CFD 支持和开发的网格划分模块。 设置全局网格尺寸、设置表面网格尺寸、设置曲线网格尺寸、创建加密区、创建 单元、表面网格、四面体、金字塔、六面体（旧界面）、六面体分区网格及拖拽网 格。 点击这些按钮调用网格工具模块。 (c)块操作菜单 创建块、分割块、合并顶点、编辑块、对应、移动顶点、块转换、编辑边、前期 网格参数、前期网格质量、块检查、删除块。 (d)编辑网格菜单 编辑网格菜单包括高级网格编辑必需的工具：粗化、平滑、合并网格。 通过这个菜单可执行的操作包括： 创建单元、创建中间节点、网格检查、计算和显示质量、平滑全局网格、平滑 六面体网格、修改网格、合并节点、分割网格、移动节点、偏移网格、转化网格、 网格类型转化、调整网格密度、重新编号网格、网格重新自适应、删除中间节点、 删除节点及删除单元。 (e)输出菜单 输出菜单通过装配求解器、写求解器输入文件、启动求解器来控制边界条件的 编辑。输出菜单包括以下几个功能键： 选择求解器、边界条件、编辑参数、写输入文件。 图标功能菜单： 打开工程、保存工程、打开几何文件、打开属性文件（定义在几何体中的边界条 件）、打开块文件、适合窗口、放大、测距离、当地坐标系、刷新。 回退：还原到上一步操作 前进：重返到下一步操作 框架显示：使几何图形显示框架状视图 阴影显示：使几何图形固体（不透明）显示

CFD课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握计算流体力学（CFD）的基本理论、方法和应用，具备分析和解决流体力学问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解流体力学的基本概念和原理；（2）掌握CFD的基本理论和方法；（3）熟悉CFD软件的操作和使用。

2.技能目标：（1）能够独立完成流体力学问题的CFD建模和分析；（2）具备解决实际流体力学问题的能力；（3）熟练运用CFD软件进行流体力学仿真。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学精神和创新意识；（2）增强学生对流体力学学科的兴趣和热情；（3）培养学生团队合作和交流分享的习惯。

二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.流体力学基本概念和原理：流体、流动、压力、速度等基本概念，流体力学的基本定律和方程。

2.CFD基本理论：有限元法、有限体积法、有限差分法等数值方法，流场数值模拟的基本步骤。

3.CFD方法与应用：流体力学问题的建模与仿真，常用CFD软件的操作和使用，典型流体力学问题的分析与解决。

4.教学案例：选取具有代表性的流体力学问题，进行案例分析和讨论，提高学生解决实际问题的能力。

三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统讲解流体力学基本概念、原理和方法，引导学生掌握CFD的基本理论。

2.案例分析法：通过分析典型流体力学问题，让学生了解CFD方法在实际问题中的应用。

3.实验法：学生进行CFD软件操作实验，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高学生的思维能力和团队合作意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将采用以下教学资源：1.教材：《计算流体力学导论》等国内外优秀教材；2.参考书：相关领域的学术论文和专著；3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等；4.实验设备：计算机、CFD软件及其辅助设备。

通过以上教学资源的选择和准备，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。

目录前言 (2)1、用AutoCAD绘制弹体零件图和半备弹丸图 (3)2、弹丸的空气动力特性分析 (4)2.1、空气阻力 (5)2.2、升力 (7)2.3、赤道阻尼力矩 (7)2.4、极阻尼力矩 (8)2.5、马格努斯力和力矩 (8)3、76mm舰炮炮弹空气动力参数计算 (9)3.1、弹体在炮口处的阻力系数 (9)3.2、计算弹形系数 (13)3.3、计算弹道系数 (14)4、根据弹丸空气动力特性进行弹道参数计算 (15)5、弹丸的弹道飞行稳定性计算 (18)5.1、陀螺稳定性要求 (18)5.2、追随稳定性要求 (19)6、计算结果分析 (20)6.1、对弹丸的空气动力参数进行分析 (20)6.2、对弹丸的弹道参数进行分析 (20)6.3、对弹丸的飞行稳定性进行分析 (20)7、结束语 (21)8、参考文献 (22)前言此次课程设计以76mm舰炮杀爆弹为待分析弹型，通过弹道学课程所学知识对此弹进行了基本的空气动力特性分析计算以及弹道的计算。

是以《空气动力学》和《弹道学》为基础的一门综合课程设计。

对特定弹丸进行弹道和空气动力特性分析是必须掌握的专业技能。

弹道学这门应用科学是随着发射武器的发展而形成的。

研究弹丸运动的科学，总称为弹道学。

外弹道是研究弹丸在空中的运动以及与此运动有关的诸问题的科学。

外弹道学研究对象中所谓“弹丸在空中的运动”是指的弹丸质心运动和围绕质心运动——旋转和摆动；所谓“与此运动有关的诸问题”是指弹丸在空中运动时所形成的空气动力和外弹道学中的各种应用——射表编制和弹道设计等。

外弹道学的主要任务是：解决有关射表编制、飞行稳定性和弹道设计等问题。

由于弹丸在空气中对空气作相对运动，因而弹丸与空气间存在着相互作用。

其中空气对弹丸的作用力，称为空气动力。

它在速度矢量方向的分量，就是一般所说的空气阻力或迎面阻力。

关于空气阻力的研究，发展到今天有了各种现代测试设备的弹道靶道。

它可以连续测出弹丸在同一弹道上多点的速度、坐标、飞行姿态和转速等数据，经分析计算可以得到作用于试验弹丸上的各个空气动力和力矩的系数。

Fundamentals of Aerodynamics第六版课程设计介绍本文是基于Anderson的《Fundamentals of Aerodynamics第六版》所设计的课程，旨在提供一个深入学习流体力学和空气动力学的机会，同时帮助学生掌握相关领域的基本知识和技能。

课程大纲第一章：流体力学基础本章介绍流体力学的基本知识，包括流体力学的定义、基本假设、运动学和动力学公式以及基本方程。

本章还将讨论质量、动量、能量守恒定律以及连续性方程等基本概念和原理。

第二章：建立流场方程本章将介绍针对不同情况的流场方程的建立，包括欧拉方程、NSE（Navier-Stokes Equation）等。

第三章：飞行力学基础本章将介绍飞行力学的基本知识，包括飞行器的运动学和动力学方程、空气动力学基本原理以及气动力和控制力等。

第四章：气动力学基础本章将讨论气动力学的基本理论和原理，包括气动力学的定义、不同形状的流体对气动力的影响以及绕流等。

第五章：气动力学数值计算方法本章将介绍用于计算气动力学的数值方法，包括CFD（Computational Fluid Dynamics）等。

第六章：气动力学的应用本章将介绍气动力学的具体应用，包括飞行器设计、气动优化和空气动力学性能评估等。

课程目标课程的主要目标是：•帮助学生掌握流体力学和空气动力学的基本知识和技能；•培养学生的气动力学分析和设计能力；•提供学生探索流体力学和空气动力学不同应用领域的机会；•帮助学生了解气动力学在工程领域的现状和未来发展趋势。

课程要求课程要求学生：•熟练掌握本课程的基础知识和技能；•参加课程中的讨论和实践活动；•独立完成相关课程作业和项目；•提高自己独立思考和解决问题的能力。

课程评估该课程的评估方式包括以下因素：•期末考试占成绩的40％；•课程项目占成绩的30％；•课堂参与占成绩的20％；•平时作业占成绩的10％。

结论本课程旨在提供一个深入学习流体力学和空气动力学的机会，帮助学生掌握相关领域的基本知识和技能，并探索气动力学在工程领域的具体应用。

cfd气动课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握计算流体力学（CFD）中气动学的基本概念、原理和方法。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解流体力学的基本原理，掌握CFD的基本理论和方法，了解气动力学的应用领域。

2.技能目标：学会使用CFD软件进行气动问题的模拟和分析，具备一定的数值计算和结果分析能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生的创新意识和团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力，培养对流体力学和CFD领域的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.流体力学基础：包括流体力学的定义、基本方程、流体的性质等。

2.计算流体力学（CFD）概述：介绍CFD的基本概念、方法和应用领域。

3.气动力学基本理论：包括动力学方程、连续性方程、能量方程等。

4.气动问题模拟和分析：学习使用CFD软件进行气动问题的模拟和分析，包括网格划分、边界条件设置、求解器设置等。

5.结果分析和应用：学习如何分析CFD模拟结果，并将结果应用于实际问题的解决。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握流体力学和CFD的基本原理和方法。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解气动力学的应用领域和解决实际问题的能力。

3.实验法：通过实验操作，使学生掌握CFD软件的使用和气动问题的模拟分析。

4.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将使用以下教学资源：1.教材：选用《计算流体力学导论》作为主要教材，辅助以相关参考书籍。

2.多媒体资料：提供相关的教学PPT、视频等资料，以丰富学生的学习体验。

3.实验设备：配置高性能计算机和CFD软件，供学生进行气动问题的模拟和分析。

4.在线资源：提供在线学习平台和相关论坛，方便学生交流和获取更多学习资源。

汽车设计课程设计指导书一、课程名称：汽车设计二、课程简介：本课程旨在帮助学生掌握汽车设计的基本理论和技能，培养学生的创新能力和设计思维，使其成为具有汽车设计能力的专业人才。

课程内容包括：汽车设计概论、汽车造型设计、汽车结构设计、汽车材料与工艺、汽车美学与人机工程学等方面的知识。

三、教学目标：1. 培养学生对汽车设计的兴趣和热情，激发其创新潜力；2. 帮助学生建立汽车设计的基本理论知识体系；3. 培养学生的审美能力和设计思维，使其具备汽车设计的实际操作能力；4. 培养学生的团队合作精神和交流能力，逐步形成汽车设计领域的专业素养。

四、教学内容与教学方法：1. 汽车设计概论：介绍汽车设计的基本概念、发展历程和相关理论；教学方法：理论讲授、案例分析2. 汽车造型设计：包括汽车外观设计和内饰设计；教学方法：实例剖析、设计实践3. 汽车结构设计：介绍汽车各部件的功能和工作原理，以及结构设计的基本原则；教学方法：理论讲解、实例分析4. 汽车材料与工艺：介绍汽车所用材料的特性和应用，以及相关加工工艺；教学方法：知识讲解、实地考察5. 汽车美学与人机工程学：讲解汽车设计中的审美标准和人机交互原理；教学方法：案例分析、讨论交流五、教学评价与考核方法：1. 平时表现：包括课堂表现、作业完成情况等；2. 设计作品：学生完成的汽车设计作品，包括手绘设计图、三维模型等；3. 期末考核：结合设计作品和理论知识进行综合考核。

六、教材与参考书目：1. 主教材：《汽车设计基础》2. 参考书目：《汽车造型设计原理》，《汽车结构设计与分析》，《人机工程学导论》七、教学环节安排：1. 理论课程：每周2学时2. 实践课程：每周2学时3. 设计讨论和指导：每周1学时八、课程设计：要求学生结合所学知识，完成一份完整的汽车设计项目，包括设计报告、设计草图和三维模型。

设计项目需符合汽车设计的规范，突出个性和创新。

以上为汽车设计课程的设计指导书，希望学生在学习过程中能够认真学习相关知识，勤加练习，提高自己的汽车设计能力。

一、课程设计题目管壳式换热器的设计二、课程设计内容1．管壳式换热器的结构设计包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。

2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力；（3）计算是否安装膨胀节；（4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。

3. 筒体和支座水压试验应力校核4. 支座结构设计及强度校核包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定。

6. 编写设计说明书一份7. 绘制2号装配图一张，Auto CAD绘3号图一张（塔设备的）。

三、设计条件气体工作压力管程：半水煤气0.75MPa壳程：变换气 0.68 MPa壳、管壁温差55℃，tt ＞ts壳程介质温度为220-400℃，管程介质温度为180-370℃。

由工艺计算求得换热面积为140m2，每组增加10 m2。

四、基本要求1.学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计；2.设计说明书一律采用电子版，2号图纸一律采用徒手绘制；3.各班长负责组织借用绘图仪器、图板、丁字尺；学生自备图纸、橡皮与铅笔；4.画图结束后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在答辩那一天早上8：30前，由班长负责统一交到HF508。

5.根据设计说明书、图纸、平时表现及答辩综合评分。

五、设计安排六、说明书的内容1.符号说明2.前言（1）设计条件；（2）设计依据；（3）设备结构形式概述。

3.材料选择（1）选择材料的原则；（2）确定各零、部件的材质；（3）确定焊接材料。

4.绘制结构草图（1）换热器装配图（2）确定支座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；（3）标注形位尺寸。

（4）写出图纸上的技术要求、技术特性表、接管表、标题明细表等5.壳体、封头壁厚设计（1）筒体、封头及支座壁厚设计；（2）焊接接头设计；（3）压力试验验算；6.标准化零、部件选择及补强计算：（1）接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。

计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用课程设计背景在现代工程设计与制造中，计算流体动力学（CFD）已经成为一种不可或缺的技术手段。

通过CFD软件，可以对流体在各种复杂模型中的运动行为进行模拟，进而评估不同设计方案的可行性和优化效果。

因此，掌握CFD软件原理及其应用，对于提高工程师的分析能力和解决实际问题具有重要的意义。

目的本课程设计的主要目的是：•探究CFD软件的原理和基本方法；•让学生掌握CFD软件的基本使用方法；•培养学生的分析和解决实际问题的能力；•提高学生对现代工程设计与制造技术的认识。

内容第一部分 CFD软件基础本部分主要介绍CFD软件的基础概念和原理。

1.1 什么是CFD？CFD是计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics）的缩写，指的是应用数值方法来模拟流体运动的技术。

1.2 CFD的主要应用领域CFD广泛应用于航空航天、汽车工程、能源、环境工程、化工等领域。

1.3 CFD的基本方法CFD的基本方法包括离散化方法、求解方法和后处理方法等。

1.4 CFD软件的常用功能CFD软件的常用功能包括建模、网格生成、求解、模拟结果可视化等。

第二部分 CFD软件实践本部分主要介绍Ansys Fluent CFD软件的基本使用方法，通过几个实例进行演示。

2.1 Ansys Fluent的基本概念和操作界面介绍Ansys Fluent的基本概念和主要操作界面，包括设置求解器、建立求解域、模型输入等。

2.2 翼型流场的模拟通过对翼型流场的模拟，演示如何进行网格生成和求解，以及如何对结果进行可视化和分析。

2.3 冷却水循环系统的模拟通过对冷却水循环系统的模拟，演示Ansys Fluent在实际工程设计中的应用，以及如何通过CFD技术优化设备性能。

第三部分课程总结和展望本部分主要总结本课程的学习成果，并展望CFD技术在未来的应用前景。

教学方法及考核方式本课程采用理论授课和实验操作相结合的教学方法。

流量。
通过该
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同时也考虑y和z方向上的贡献，并且注意到dxdydz是所论区 域的容积。
单位容积的净流出量=
JX +JY +JZ =divJ x y z
（2.1）
我们的数值方法，是通过对一个控制容 积实现平衡来构造。
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基于单位容积表示一项的例子
变化率 (ρφ)/ t。
第八章：论述了一些计算方法，可以看作是本书中讲解的 一般方法的特殊情况。在8.4节中对基于控制容积 的有限元法做了扼要的叙述，是一般方法的推 广，而不是它的特殊情况。
第九章：是为了给读者直接感受所述方法的可能的应用；
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§2.1.1 微分方程的含义
每个微分方程，都表达了一定的守恒原理。 它们都使用了一定的物理量作为他的因变量，并且意味着在影响这个变量的各个 因素之间必须处于平衡。
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已知这个区域的离散点上的温度值，求所示的区域内的温度场。 只需构造和求解这些网格点上的温度值的代数方程即可。
图1.1 温度场数值解的网格布置
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§1.2.3 理论计算的优点
1.成本低 2.速度快 3.资料完备 和实验中的情况不同，在计算中几乎不存在
难以接近的位置，并且，不存在由于测头引 起的湍流扰动而产生的失真。 4.具有模拟真实条件的能力 5.具有模拟理想条件的能力
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§1.2.5 预测方法的选择
1.实验是研究新的基本现象的唯一方法。 2.通过和试验资料比较，充分确认计算结果是有益的，而
且，使用计算作为辅助研究，实验的工作量可以显著的 减少。 3.一个最佳的预测结果，应该是计算和实验的审慎的组合。 这两个组成部分的比例，依赖于问题的性质、预测的对 象以及经济上的和其他方面的限制

通过cfd课程设计学到了一、课程目标知识目标：1. 学生能理解计算流体动力学（CFD）的基本原理，掌握流体力学的基本方程和数值解法。

2. 学生能够运用CFD软件进行简单的流体分析，包括流场模拟、压力分布和速度分布的计算。

3. 学生能够识别并解释CFD模拟结果，分析流体现象背后的物理机制。

技能目标：1. 学生能够操作CFD软件，进行模型的构建、边界条件的设置和计算参数的选择。

2. 学生能够运用CFD工具解决实际问题，设计简单的流体机械结构，并对其性能进行预测和分析。

3. 学生通过CFD课程设计实践，培养解决复杂工程问题的能力，包括数据采集、模型建立、计算分析到结果解释的完整流程。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对流体力学和CFD技术的兴趣，认识到其在工程领域的重要应用价值。

2. 学生通过小组合作完成课程设计，增强团队合作意识，培养解决实际问题的责任感和成就感。

3. 学生在学习过程中，形成批判性思维，能够对CFD模拟结果进行合理的质疑和深入探索。

课程性质分析：本课程设计旨在结合高年级学生的理论基础和实践需求，通过CFD软件应用，深化对流体力学理论的理解，同时培养学生运用现代工具解决实际问题的能力。

学生特点分析：考虑到学生已具备一定流体力学基础，课程设计将注重理论与实践的结合，提高学生的实际操作能力。

同时，针对高年级学生的认知水平，设计具有挑战性的问题和项目，激发学生的探究兴趣。

教学要求：1. 教师需提供明确的教学指导和案例，确保学生掌握CFD基本原理和操作技能。

2. 教学过程中应注重学生个体差异，提供差异化指导，以适应不同学生的学习需求。

3. 教学评估应基于具体的学习成果，确保课程目标的实现和学生的全面发展。

二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材以下章节展开：1. 流体力学基础理论复习：涉及流体力学基本方程（纳维-斯托克斯方程）、边界层理论和湍流模型，为学生提供CFD分析的理论基础。

cfd关于机翼课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机翼的基本结构和作用，理解机翼在飞行器设计中的重要性。

2. 使学生了解CFD（计算流体力学）的基本原理，并将其应用于机翼分析。

3. 帮助学生掌握机翼流场特性，了解不同翼型对气动性能的影响。

技能目标：1. 培养学生运用CFD软件进行机翼模拟分析的能力。

2. 培养学生设计优化机翼的能力，提高飞行器整体性能。

3. 培养学生团队协作和沟通表达的能力，学会撰写课程设计报告。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对航空事业的热爱和兴趣，提高学习积极性。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合。

3. 培养学生面对挑战勇于探索的精神，增强自信心。

课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识和实际操作，培养学生的综合运用能力。

学生特点：高年级学生，具备一定的物理、数学基础，对航空领域有一定了解，具备独立思考和解决问题的能力。

教学要求：教师需引导学生结合课本知识，运用CFD软件进行机翼分析，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神。

同时，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成积极向上的学习态度。

通过分解课程目标，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 机翼基础知识：介绍机翼的基本结构、翼型分类及气动特性，对应课本第三章。

- 机翼结构组成- 翼型分类及特点- 气动特性分析2. 计算流体力学原理：讲解CFD基本原理和方法，对应课本第四章。

- 流体力学基本方程- CFD数值方法- CFD求解过程3. 机翼CFD模拟分析：运用CFD软件进行机翼流场分析，对应课本第五章。

- CFD软件操作- 机翼模型建立- 流场分析及结果解读4. 机翼优化设计：结合CFD分析结果，对机翼进行优化设计，提高飞行器性能，对应课本第六章。

- 优化设计方法- 翼型优化- 机翼结构优化5. 课程设计实践：组织学生进行机翼课程设计，巩固所学知识，对应课本实践环节。

CFD课程设计的目的一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握计算流体力学（CFD）的基本原理和方法，能够熟练地使用CFD软件进行流体力学的数值模拟，具备分析和解决流体力学问题的能力。

具体来说，知识目标包括掌握流体力学的基本方程、数值方法和CFD软件的基本操作；技能目标包括能够独立完成流体力学问题的数值模拟和结果分析；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作精神和对科学研究的热情。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括流体力学基本方程、数值方法、CFD软件操作和案例分析。

具体安排如下：1.流体力学基本方程：介绍流体力学的基本方程，包括连续方程、动量方程和能量方程，以及它们的应用。

2.数值方法：讲解数值求解的基本方法，包括有限差分法、有限体积法和有限元法，以及它们的优缺点和适用范围。

3.CFD软件操作：介绍CFD软件的基本操作，包括前处理、计算和后处理，以及常用的CFD软件如FLUENT、ANSYS和OpenFOAM等。

4.案例分析：通过实际案例分析，使学生能够将所学知识和技能应用于解决实际流体力学问题，提高分析和解决问题的能力。

三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过讲解流体力学基本方程、数值方法和CFD软件操作，使学生掌握基本知识和技能。

2.讨论法：通过分组讨论和课堂讨论，激发学生的思考，提高学生的参与度和主动性。

3.案例分析法：通过实际案例分析，使学生能够将所学知识和技能应用于解决实际问题。

4.实验法：通过上机实验，使学生能够熟练地使用CFD软件进行流体力学问题的数值模拟。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内外的优秀教材，如《计算流体力学导论》等。

2.参考书：提供相关的参考书籍，如《计算流体力学手册》等。

3.多媒体资料：制作课件和教学视频，以直观地展示流体力学问题和CFD软件操作。

课程设计说明书题目: 流体机械及工程课程设计院（部）：能源与动力工程学院专业班级：流体班学号：学生姓名：指导教师：起止日期：2011.12.30——2012.1.13流体机械及工程课程设计设计任务书设计依据：流量Q：313m/h扬程H：22m转速n: 1450 r/min效率 ：63.5%空化余量NPSH1.2R输送介质相对密度1任务要求：1.用速度系数法进行离心泵叶轮的水力设计。

2.绘制叶轮的木模图和零件图，压出室水力设计图。

3.写课程设计说明书4.完成Auto CAD出图目 录第一章 结构方案的确定……………………………………………………………5 1.1确定比转数 …………………………………………………………………3 1.2确定泵进、出口直径 ………………………………………………………3 1.3泵进出口流速 ………………………………………………………………3 1.4确定效率和功率 ……………………………………………………………4 1.5电动机的选择轴径的确定 …………………………………………………4 第二章 叶轮的水力设计 …………………………………………………………5 2.1 叶轮进口直径D 0的确定……………………………………………………5 2.2 叶轮出口直径D 2的确定……………………………………………………6 2.3确定叶片出口宽度 2b ………………………………………………………6 2.4确定叶片出口安放角2β .........................................................6 2.5确定叶片数Z ........................................................................6 2.6精算叶轮外径D 2 .....................................................................6 2.7叶轮出口速度 (8)2.8确定叶片入口处绝对速度1V 和圆周速度1u (9)第三章 画叶轮木模图与零件图 ............................................................9 3.1叶轮的轴面投影图 ..................................................................9 3.2绘制中间流线........................................................................11 3.3流线分点（作图分点法） (11)3.4确定进口角1β........................................................................13 3.5作方格网 ..............................................................................14 3.6绘制木模图 ........................................................................15 第四章 压水室的设计 (17)4.1 基圆直径3D的确定 ...............................................................17 4.2 压水室的进口宽度 (17)4.3 隔舌安放角ϕ0 (17)4.4 隔舌的螺旋角α0 ..................................................................17 4.5 断面面积F (17)4.6 当量扩散角...........................................................................18 4.7各断面形状的确定..................................................................18 4.8压出室的绘制 (20)1.各断面平面图 ..................................................................20 2. 蜗室平面图画..................................................................20 3.扩散管截线图............................................................ (21)结束语 ....................................................................................17 参考文献 (18)第一章 结构方案确定1.1 确定比转数计算泵的比转数n s ，确定泵的结构方案。

答辩演示
进行课程设计答辩，展示 设计成果并回答评委提问 。
02
工业通风系统概述
工业通风定义及作用
工业通风定义
工业通风是运用空气流动的原理，采用各种通风 设备，对工业生产环境中的空气进行置换、稀释 、降温或升温等处理，以改善生产环境，保障生 产安全，提高生产效率的技术措施。
保障生产安全
对于某些易燃易爆或有毒有害的生产过程，通过 合理的通风措施，可以防止火灾、爆炸和中毒事 故的发生。
节能措施
采用高效电机、变频器等节能技术， 降低通风设备运行能耗。
04
管道系统设计及计算
管道系统组成与功能
阀门
控制管道内气体流量的装置， 可根据需要调节开度。
过滤器
清除气体中的杂质和颗粒物， 保证气体质量。
管道
用于输送空气或其他气体的主 要通道，通常由金属或塑料制 成。
风机
提供气体流动的动力，使气体 在管道内流动。
管道水力计算与校核
水力计算
根据气体流量、管道直径、压力 损失等参数，计算管道内的流速 、流量和压力分布。
校核计算
对水力计算结果进行校核，确保 管道系统的性能和安全性。包括 检查流速是否过高或过低，压力 损失是否在允许范围内等。
优化设计
根据校核结果，对管道系统进行 优化设计，如调整管道直径、改 变布置方式等，以提高系统效率 和降低成本。
针对工业通风领域存在的问题，通过 课程设计实践，培养学生掌握工业通 风设计的基本理论和方法，提高解决 实际问题的能力。
工业通风现状
目前，许多工业企业的通风系统存在 设计不合理、运行效率低下等问题， 导致生产环境恶劣，影响员工健康和 企业效益。
课程设计目的
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ICEMCFD中文入门教材MSC.Sinda.v2008.R1-ISO 1CD(热流分析)MSC.Sofy.v2007.R1-ISO 1CD（通用有限元前后处理器）MSC.Superforge.v2005.MP1-ISO 1CD(功能强大的3D锻造制程模拟分析工具,能有效地用来观察比较钢模与锻造程序制程的不同,对各种制程特性的影响,包括：材料流动、最后工件的形状与机械性质、多余材料区(material flash region)等,以期能用最省的材料、最短的时程,得到机械性质最符合预期的锻造产品,适用于冷锻和热锻分析)MSC.SuperForm.v2005-ISO 1CD(体积成型工艺过程仿真专用软件)MSC.FEA.AFEA.v2006.R1-ISO 2CD(有限元分析)MSC.Easy5.v2008.R1-ISO 1CD(一整套工程师们模拟系统的概念设计和验证工具，用于宇航、汽车和其他工业领域。

分析工具如非线性仿真、稳态分析、线性分析、控制系统设计、数据分析和测绘等均可用于测试系统级的部件如：阀门、激振器、热交换器、齿轮、离合器、发动机、气体力学、飞行动力学和其他系统)MSC.Easy5.v2008.R1.Unix-ISO 1CDMSC.MARC.v2005.R3-ISO 1CDMSC.Marc.2005.R2.Final -ISO 2CDMSC Marc 2005 Amd for Linux 1CDMSC Marc With Mentat v2003-ISO 1CDMSC.Marc v2005 培训教程MSC.MARC 资料(marc中文基本手册+MARC中文资料)MSC MARC 有限元实例分析教程MSC.RobustDesign.v2004.R3.5-ISO 1CD（Software仿真产品中的概率设计产品，它能够高效地处理多变量）MSC Working model 2D 2004 v7.0 1CD(一个概念设计工具，可以对机械系统进行仿真以代替模糊、耗时而不准确的抽象计算)MSC 系列教程MSC Patran 、Nastran & Marc 原厂培训 1CD专业提供CAD/CAM/CAE/CFD/GIS/EDA/AI/FEM软件QQ:627655105联系邮件：**********************************@MSN:**********************HKS 产品:Abaqus v6.8.1 Win32 & Win64-ISO 1DVD(最新版，不需要安装Exceed)Abaqus.v6.8.1.Linux32-ISO 1DVDAbaqus.v6.8.1.Linux.64Bit-ISO 1DVDAbaqus v6.6中文培训资料Abaqus v6.5 英文用户手册Abaqus有限元软件6.4版入门指南（中文版）Abaqus/Standard 有限元简体中文入门电子书Abaqus Explicit 有限元简体中文入门电子书Abaqus/Exercise Workshop Cougar（学习资料）Abaqus/Umat Micromechanical Models (英文版资料)Abaqus/Lectures Liflutter (ABAQUS原厂培训资料)Abaqus 使用手册（中文）ABAQUS 使用解答（中文）CRANES产品:Cranes NISA v15.1-ISO 3CD(综合FEA有限元分析)CAD Translators for Cranes NISA v15.1 1CD(CAD数据转换工具)ESAComp产品:ESAComp v3.0 for WinXP 1CD（复合材料结构设计的专用软件）Lammps 2001 源代码 1CDNIST-Refprop v7.0 1CD（计算物性的软件）Wien2k 1CD二元合金相图 Binary Alloy Phase Diagrams-ISO 1CD（软件版）材料力学计算软件3.4Flow Science产品:Flow 3D 9.3 Win32-ISO 1CD(完全解密,压铸模拟软件)Flow 3D 9.3.1 Update Only 1CDFlow 3D 9.3 Win64-ISO 1CDFlow 3D 原版教程Flow 3D 英文资料Flow 3D 初级入门教程FlowVision v2.30 1CDDDS产品：FEMtools.v3.3.Win32 1CD(振动灵敏度分析软件)FEMtools.v3.3.Win64 1CDNetwork Analysis Inc产品：Sinda/G.Application.Suite.v2.6 Working-ISO 1CD（有限差分析器软件）MAGNA产品:FemFat v4.6B 1CD（用于对部件进行疲劳测试的软件。

《单管换热器数值计算》指导书能动教研室整理2019年3月目录第一章课程设计任务书 (1)1.1设计目的： (1)1.2设计内容： (1)1.3设计要求： (1)第二章软件介绍 (2)2.1G AMBIT软件介绍 (2)2.2F LUENT软件介绍 (2)第三章GAMBIT前处理 (3)3.1G AMBIT建立模型 (3)3.2G AMBIT划分网格 (7)3.3G AMBIT边界条件定义 (9)第四章FLUENT前处理 (12)4.1导入并检查模型网格 (12)4.2求解设置 (13)4.3F LUENT求解过程 (16)第五章后处理 (17)5.1F LUENT后处理 (17)第一章课程设计任务书1.1 设计目的：1.学习掌握流体数值模拟计算的基本流程2.初步认识流体计算软件Fluent，了解基本计算过程。

3.通过计算探讨换热器的影响因素。

1.2 设计内容：1.复习课本，了解数值计算基本流程。

2.按照给定的模型尺寸，建立单管换热器三维模型。

3.将换热器三维模型进行网格划分，并设置边界条件。

4.将网格模型导入Fluent，设置计算模型和边界条件并完成计算。

5.处理计算结果，得出结论。

6.将计算结果保存并完成课程设计报告。

1.3 设计要求：1.设计开始前，了解基本流体计算常识。

2.课程设计独立完成，基本参数可自行设置。

3.独自完成报告。

第二章软件介绍2.1 Gambit软件介绍Gambit是fluent公司推出的一款网格生成软件（相对于计算结果的后处理，也有人习惯于把网格生成软件称为前处理软件），其主要功能包括几何建模和网格生成。

Gambit主要是作为fluent的网格生成软件，因此也被称为fluent的御用网格生成软件。

由于gambit只支持unix环境，因此在其他操作系统下需要安装exceed来模拟unix运行环境。

现在有的人关于exceed，gambit和fluent的关系搞不清楚，现在可以将其关系总结如下：Exceed：如果你是非unix系统，那么就必须安装，并且在gambit之前安装，与fluent的安装无关。