摘要ï¼?/p>
“计算水力学â€?/p>
是一门水利ã€?/p>
交通ã€?/p>
环境ã€?/p>
土木等工科专业研究生重要的专业基础课程ã€?/p>
从课程背景、课程特色出发,阐述了开设“计算水力学”课程的必要性和实用性。按照“重
组基础、反映现代、融入前沿、综合交叉”的原则,对该课程的教学内容进行了精选优化ã€?/p>
采用
“基础理论
+
应用实例
+
教学软件
+
学科前沿â€?/p>
的教学模式实施教学,
培养了学生利用计ç®?/p>
水力学方法分析问题、解决问题的能力,同时开拓了学生的视野,促进了创新思维的激发及
科研实践能力的提高ã€?/p>
关键词:计算水力学;课程构建;教学模å¼?/p>
作者简介:戴昱ï¼?/p>
1979-
ï¼?/p>
,女,江西南昌人,河海大学力学与材料学院,讲师;汪德çˆ?/p>
ï¼?/p>
1942-
ï¼?/p>
,男,安徽太平人,河海大学环境学院,教授ã€?/p>
(江苏南äº?/p>
210098
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基金项目:本文系
2010
年河海大学研究生精品课程建设项目(项目编号:
6
)的研究æˆ?/p>
果ã€?/p>
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文章编号ï¼?/p>
1007-0079
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2012
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17-0068-02
“计算水力学”是水利、交通、环境、土木等工科专业研究生重要的专业基础课程,课
程涉及数学、经典和现代水力学、数值分析、计算方法、计算机技术、资料处理技术等专业
的理论知识。河海大学于
1983
年开设了这门课程,修读的学生人数从开始的
12
人发展为è¿?/p>
十年来的每年一百多人ã€?/p>
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计算水力学â€?/p>
已经成为这些学生在工程实践和科研工作中分析问题ã€?/p>
解决问题的重要手段。更加合理地构建计算水力学课程,使学生真正掌握课程的理论精髓å�?/p>
应用技术,是教学过程中需要重点解决的问题。通过对教学内容的精选优化及教学模式的改
进,实现了由单纯传授知识向培养能力的转变,使计算水力学真正成为一门由浅入深,循序
前进,易于掌握,易于应用的实用性课程ã€?/p>
一ã€?/p>
“计算水力学”课程背æ™?/p>
“计算水力学”作为一门独立的新型学科,形成于
20
世纪
60
年代中期,它的出现标å¿?/p>
着工程流体力学发展的一个新阶段,是世界经济迅猛发展、科学技术水平不断提高,特别æ˜?/p>
高速ã€?/p>
大容量电子计算机的快速更新换代为计算技术的发展提供了雄厚技术基础的一个硕果ã€?/p>
[1]
它的研究对象是水动力学及以水体为载体的物质的传输过程的理论问题和实际工程问题ã€?/p>
19
世纪中叶开始应用物理模型研究船舶的水动力特性以来,
水利ã€?/p>
交通等领域主要采用
物理模型理论与方法解决问题。但是随着工程的不断大型化,社会、经济、环境的综合考虑
在整个工程规划中占据越来越重要的地位。大型水利、航运工程的规划和工程结构设计,ä¸?/p>
能仅考虑紧邻区域的水力条件及其影响,而必须考虑该项工程对于整个区域(例如,河流çš?/p>
整个流域ï¼?/p>
ï¼?/p>
甚至对邻近区域的影响ã€?/p>
但物理模型对整个流域的系统研究是难以奏效的,
并且
经济上也是不合理的。另外在环境问题中,物理比尺模型模拟生物、化学过程等问题在理è®?/p>
上并不合理。这就迫使人们不得不寻求其他研究手段,在此背景下以数学模型为基础计算æ°?/p>
力学方法也就应运而出ã€?/p>
“计算水力学”可以说是一门研究如何利用计算机进行实验的课程。该课程的基本原ç�?/p>
是将已知的物理、化学和生物、生态等过程的基本规律用数学方程进行描述。用离散的方æ³?/p>
将数学方程离散成代数方程,在一定的定解条件(初始条件和边界条件)下求解这些代数æ–?/p>
程,实现模拟某个水动力学及以水体为载体的物质的传输过程,解决理论问题或实际工程问
题。因此,计算水力学不仅为学生后续相关课程的学习打下必要的理论基础,也是其今后è¿?/p>
行工程实践和科研工作的重要工具ã€?/p>
二ã€?/p>
“计算水力学”课程特è‰?/p>
“计算水力学”融合了经典和现代水力学、数值分析、计算方法等学科的知识,数学ç�?/p>
论和专业理论基础深厚ï¼?/p>
内容广泛ï¼?/p>
概念抽象ã€?/p>
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计算水力学â€?/p>
中的控制方程为偏微分方程
(组ï¼?/p>
ï¼?