《两相流体动力学》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME06143 Code: ME06143 课程名称：两相流体动力学 Course Title: Two phase Fluid Dynamics课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in Specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：两相流体力学主要研究两相流体在流动时的力学问题，在现代重要工程设备中获得广泛应用，

2、已成为流体力学的一个重要分支，并已形成一门独立的新兴学科。常见的两相流动有气-液流动、气-固流动和液-固流动，两相流体力学研究的根本出发点是建立两相流模型和基本方程组。在此基础上分析各相的压强、速度、温度、表观密度和体积分数、气泡或颗粒尺寸分布、相间相互作用、颗粒湍流扩散、流型、压力降、截面含气率、流动稳定性、流动的临界态等。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：1掌握本课程的两相流基本理论及理解所描述的工程两相流问题；2掌握两相流体力学基本分析方法,具有应用所学两相流体力学知识理解工程技术问题的能力；3具有建立两相流模型和基本方程组的能力；4具有独立地应用两相流模型和基本方程组分析和求解

3、从工程实际中简化出来的两相流问题的能力。Course description: Two-phase flow dynamics is an important sub-discipline of fluid mechanics that deals with the mechanical problem of two-phase flow in motion, which has a wide application in modern engineering equipment and has become an independent emerging subject. The commo

4、n two-phase flow includes gas-liquid flow, gas-solid flow and liquid-solid flow. Study on fluid dynamics of two-phase flow is fundamentally aimed to establish two-phase flow model and basic equations, based on which pressure, velocity, temperature, apparent density, volume fraction, size distributio

5、n of bubbles or particles, as well as interaction between two phases, turbulent particle dispersion, flow pattern, pressure drop, cross-section void fraction, flow stability and critical state of flow. After finishing this course, students shall be able to:1Master the fundamentals of two-phase flow

6、and understand the two-phase flow problem in engineering described in this course2Master basic analysis method for fluid dynamics of two-phase flow, with ability to analyze engineering technical problems with learned fluid dynamics knowledge;3Get capabilities to establish two-phase flow model and ba

7、sic equations;4Get capabilities to independently analyze and solve the simplified two-phase flow problems from engineering practice by applying two-phase flow model and basic equations.课程内容（一） 课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1掌握本课程的两相流基本理论及理解所描述的工程两相流问题（毕业要求1）；2掌握两相流体力学基本分析方法和建立两相流模型和基本方程组，具有应用所学两相流体力学知识理解

8、工程技术问题的能力（毕业要求2）；3具有独立地应用两相流模型和基本方程组分析和求解从工程实际中简化出来的两相流问题的能力（毕业要求3）。（二） 基本教学内容第一章、基本概念教学目的：掌握固液两相流的特点,专用术语与基本特征参数。教学重点：流型与流型图；非牛顿流体的宾汉体模型。教学难点：两相流体的流变特性, 流型与流型图。相应毕业要求：2、3教学内容：(1) 引言；(2) 两相流的特点；(3) 流型与流型图；(4) 两相流的专用术语与基本特征参数；(4) 两相流的研究与处理方法。学时分配：4课时。第二章、两相流相场空间结构与相分布教学目的：掌握相速度和相含率分布,流型极其转变的基本规律以及研究方

9、法。教学重点：两相流流型；流型转变的界限及机理。教学难点：流型转变的界限及机理。相应毕业要求：2、3教学内容：(1) 相速度与相含率分布；(2) 两相流流型；(3) 流型转变的界限及机理；(4)速度边界条件；(5)应力边界条件。学时分配：4课时。第三章、颗粒及颗粒群特性教学目的：掌握固液混合物流中颗粒的受力。教学重点：作用在颗粒上的力, BBO方程教学难点：颗粒的传热传质的松弛时间；(7) 颗粒流体间的质量运输。相应毕业要求：2、3教学内容：(1) 作用在颗粒上的力；(2) 压力梯度力；(3) 定常阻力；(4) 作用在颗粒的非定常力；(5) BBO方程；(6) 颗粒的传热特性；(7)颗粒的传热

10、传质的松弛时间；(7) 颗粒流体间的质量运输。学时分配：4课时。第四章、速度和浓度分布教学目的：掌握两相流固相的速度和浓度分布。教学重点：微分分析法； 积分分析法。教学难点：更复杂的解析方法。相应毕业要求：2、3教学内容：(1) 定性的分析；(2) 微分分析法；(3) 积分分析法；(4) 更复杂的解析方法。学时分配：4课时。第五章、颗粒相的特性教学目的：掌握两相流中的颗粒相的特性 。教学重点：两相流压力与压降测量；流速与质量流量测量。教学难点：空隙率测量；(3) 风尘浓度测量。相应毕业要求：2、3教学内容：(1) 颗粒尺寸及尺寸分布测量；(2) 空隙率测量；(3) 风尘浓度测量；(4) 两相流

11、压力与压降测量；(5)流速与质量流量测量。学时分配：6课时。第六章、两相流数理模型教学目的：掌握两相流的流动规律及其管道流动参数的计算教学重点：两相流基本数理模型。教学难点：两相流模型建立与发展,垂直及倾斜管道中的摩阻损失、非均质-均质复合流。相应毕业要求：2、3教学内容：(1) 两相流基本数理模型；(2) 两相流模型建立与发展；(3) 数值模拟方法；(4) CFD商业软件的简介; 两相流体力学工程应用实例。学时分配：6课时。考核方式本课程考核采用开卷考试的形式期评成绩占比：1.平时成绩一（考勤、课堂讨论）占20% 2.平时成绩二（作业、实验）占30% 3.期末考试成绩（闭卷）占50%l 实验

12、成绩由实验老师评定给分。持续改进方法1、采用先进的教学手段、方法和教学理念。2、各章节布置一定量的习题。3、学生自学较容易理解的章节，分组准备材料并小组课堂派人主讲，讨论，章节自我总结。4、对重点、难点内容安排小班讨论课。5、课后对疑难问题安排答疑。6、教学环节中结合工程应用实例讲授。教材及参考书教 材：固液两相流基本理论及其最新应用，倪晋仁等。科学出版社，1991，参考书：1、两相与多相流动力学，郭烈锦，西安交通大学出版社，20022、Handbook of multiphase systems. Hetsroni G. Hemisphere Publishing Corporation授课手段（教学方法） 本课程的课堂教学以课堂多媒体演示和板书结合的方式进行讲授。以课堂教学为主，结合学生自学、章节自我总结、主题发言与讨论、实验教学等开展多种方式教学。 课堂教学主要讲解流体力学的基本概念、基本理论以及基本分析方法，并将自然现象、日常生活中遇到的流体力学问题以及工程中的流体力学问题等融入基本理论的教学，使学生更好地熟悉或掌握流体力学的基本理论，提高学生对流体力学的学习兴趣、熟悉流体力学的理论体系、思维方式和研究方法。课