最新北航计算流体力学第15课

北航计算流体力学第

15课

进口

出口

外边界

外流边界形状

n n

周期边

进口边界

出口边界

（b ）叶栅流

进口边界

出口边界

（a ）通道流

固体壁

内流边界形状

二．几个重要概念

边界条件的定义：

边界条件表示求解域外的信息（扰动）对求解域边界的影响。

确定边界条件的原则：

1．若一信息由边界传入求解域，就应指定该信息的边界条件（第一原则）；

2．若一信息由求解域内传出边界，则不应指定该信息的边界条件（第二原则）。

由第一原则确定的边界条件称为解析边界条件；

由第二原则确定不给边界条件，但在数值求解中必须补充的边界条件称为数值边界条件。

由于信息传播的方式由方程的类型所决定，所以边界条件如何确定是由方程的类型所决定的。

又由于信息（扰动）是沿特征线传播的，所以边界条件的确定与特征线与边界交汇的方式有关。

进口

出口

三．进口与出口条件

（一）一维Euler 方程

0t x U F +=

式中：

U u e ρρ??

??=??

???? ()2u F u p e p u ρρ????

=+????+??

补充状态方程

p e u ργ=

+- 1．进口边界（用下标 “in ”表示） 1）超音流（u a ∞>）

3个解析边界条件均由来流条件决定，即

in u u ∞= ，in ρρ∞= ，in p p ∞=

2）亚音流（u a ∞<）

2个解析边界条件，1个数值边界条件

in u u ∞= ，in ρρ∞= ，in inner p p =

下标inner 表示内场值。

2．出口边界（用下标“out ”表示） 1）超音流（out u a >） 3个数值边界条件

out inner u u = ，out inner ρρ= ，out inner p p =

即所有边界条件均由内场值外推获得； 2）亚音流（out u a <）

2个数值边界条件，1个解析边界条件

out inner u u = ，out inner ρρ= ，out b p p =

其中，b p 为出口反压

进口

出口

亚音速超音速亚音速超音速解析边界条件 2 3 1 0 数值边界条件

进出口边界条件

（二）二维Euler 方程

+++

-+++

0t x y U F G ++=

式中，

u U v e ρρρ??

??=??

???? ()2u u p F uv e p u ρρρ????+?

?=????+?? (

)2v uv G v p e p v ρρρ??????=+????+?? 补充，

()22112

p e u v ργ=++-

对于多维问题，与一维类似，考察进出口截面上特征值的正负来确定边界条件。

1．进口边界 1）超音流

4个特征值均为正,需要确定的4个边界条件（解析边界条件数为4），均由来流值决定； 2）亚音流

3个特征值为正，1个特征值为负，存在着从域内传至域外的特征线，只需确定3个边界条件（解析边界条件数为3），再补充1个数值边界条件；

2．出口边界

计算流体力学课程总结

计算流体力学课程总结计算流体动力学(computational Fluid Dynamics,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。是用电子计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个分支。流体力学和其他学科一样，是通过理论分析和实验研究两种手段发展起来的。很早就已有理论流体力学和实验流体力学两大分支。理论分析是用数学方法求出问题的定量结果。但能用这种方法求出结果的问题毕竟是少数，计算流体力学正是为弥补分析方法的不足而发展起来的。计算流体力学是目前国际上一个强有力的研究领域,是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术，广泛应用于航天设计、汽车设计、生物医学工业、化工处理工业、涡轮机设计、半导体设计、HAVC&R 等诸多工程领域。计算流体力学的任务是流体力学的数值模拟。数值模拟是“在计算机上实现的一个特定的计算，通过数值计算和图像显示履行一个虚拟的物理实验——数值实验“。数值模拟包括以下几个部分。首先，要建立反映问题(工程问题、物理问题等)本质数学模型。其次，数学模型建立以后需要解决的问题是寻求高效率、高准确度的计算方法。再次，在确定了计算方法和坐标系统后，编制程序和进行计算式整个工作的主体。最后，当计算工作完成后，流畅的图像显示是不可缺少的部分。还有一个就是CFD的基本思想问题，它就是把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。经过四十多年的发展，CFD出现了多种数值解法。这些方法之间的主要区别在于对控制方程的离散方式。根据离散的原理不同，CFD大体上可分为三个分支： ?有限差分法(Finite Different Method，FDM) ?有限元法(Finite EIement Method，FEM) ?有限体积法(Finite Volume Method，FVM) 有限差分法是应用最早、最经典的CFD方法，也是最成熟、最常用的方法。它将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域，然后将偏微分方程的导数用差商代替，推导出含有离散点上有限个未知数的差分方程组。求出差分万程组的解，就是微分方程定解问题的数值近似解。它是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法。

全日制工程硕士研究生培养方案-北航研究生院-北京航空航天大学

大型飞机高级人才培养班航空工程全日制工程硕士研究生培养方案一、适用类别或领域航空工程（085232）二、培养目标材料工程、电子与通信工程、控制工程、航空工程领域全日制工程硕士 (以下简称航空工程等领域全日制工程硕士)是与以上各工程领域任职资格相联系的专业学位，主要为国民经济和国防建设等领域培养应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。大飞机班旨在探索一条“以国家大型项目人才需求为索引，培养具有献身精神、团结协作精神、开拓创新精神的设计型和复合型人才”的研究生培养新模式，是北航研究生培养体系的一部分。航空工程等领域全日制工程硕士培养的基本要求是： 1、坚持党的基本路线，热爱祖国、遵纪守法、品行端正、诚实守信、身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。 2、在本领域掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，有较宽的知识面和较强的自立能力，具有大飞机设计、制造、运营、管理等领域需求的创造能力和工程实践能力。 3、掌握一门外国语。三、培养模式及学习年限 1．航空工程等领域全日制工程硕士研究生培养实行导师负责制，或以导师为主的指导小组制，负责制订硕士研究生个人培养计划，选课、组织开题报告、论文中期检查、指导科学研究和学位论文，并与中国商飞、第一飞机设计研究院、西飞公司等航空企业联合培养，实行导师组指导。 2．硕士研究生一般用1学年完成课程学习，课程学习实行学分制，具体学习、考核及管理工作执行《北京航空航天大学研究生院关于研究生课程学习管理规定》。 3．专业实习是全日制工程硕士研究生培养中的重要环节，全日制工程硕士研究生在学期间，应保证不少于0.5年的工程实践。 4．学位论文选题应来源于航空工程等领域工程技术背景。鼓励实行双导师制，其中第一导师为校内导师，校外导师应是与本工程领域相关的专家，也可以根据学生的论文

北航茶文化选修课考试题

《古今茶文化课》知识抢答题 1、我国是茶的故乡，我国先民约从何时利用茶的？西晋 2、我国古代对茶的称谓有哪些？茶字何时统一启用？唐陆羽在《茶经》中提到“其名，一曰茶，二曰槚，三曰蔎，四曰茗，五曰荈”。陆羽在写《茶经》时，将“荼”字减少一划，改写为“茶”。从此，在古今茶学书中，茶字的形、音、义也就固定下来了。 3、我国食饮茶的历史沿革是怎样的？茶的饮用历史可大致分为药用、食用、饮用三个阶段。在千年的茶叶利用史上，三者之间既有先后的顺序关系，同时又难以截然分开，药、食、饮相互渗透，相互兼容。 4、唐代、宋代、明清的饮茶方式是什么？煮水投茶、煮水点茶、泡茶法 5、为何佛门把饮茶称为“和尚家风”？佛教认为茶是一种养身正心之物，于是，饮茶便成了"和尚家风"。 6、何谓三前摘绿？有三个节气前可以采茶 7、儒家的中庸思想对茶道的影响有哪些？儒家把“仁礼”与“和”的思想引入中国茶文化；儒学独创茶道以“清”为美意识升华了中国茶道的美学意境；中国茶道讲究儒学思想的“中庸”与“适度”；茶诗中也蕴含儒家学说中“天人合一”的思想。 8、饮茶和道教的关系？茶有性俭、自然、中正、平和等特质,茶艺中表现出的超然空灵,默会于心,“静待”品赏过程,这些都与崇尚虚静自然的道教有着内在的沟通和契合。与万物为友、天人合一的理念和追求,精神和物质的统一,正是茶文化中的重要内容,也是道教思想与茶道精神相通的重要基础。 9、我国第一部茶著？茶圣？茶道的始基？唐朝陆羽的《茶经》、陆羽、 10、我国哪位皇帝是著茶书第一人？书名？宋徽宗赵佶的《大观茶论》 11、日本的“抹茶道”和“煎茶道”分别源于我国哪个朝代？抹茶道，亦叫做“茶之汤”，使用的是末茶。其饮法是由宋代点茶道演化而来；唐宋时期——煎茶道煎茶道 12、中国茶道“和、静、怡、真”的含义？“和”——中国茶道哲学思想的核心；“静”——中国茶道修习的必由之径；“怡”——中国茶道中茶人的身心享受；“真”——中国茶道的终极追求；中国茶道追求的“真”有三重含义： 1、追求道之真，即通过茶事活动追求对“道”的真切体悟，达到修身养性、品味人生之目的。 2、追求情之真，即通过品茗述怀，使茶友之间的真情得以发展，达到茶人之间互见真心的境界。 3、追求性之真，即在品茗过程中，真正放松自己，在无我的境界中去放飞自己的心灵、天性，达到“全性保真”。 13、我国有哪些茶区？江北茶区、江南茶区、西南茶区、华南茶区。 14、六大茶类分别指什么？红茶、绿茶、黄茶、黑茶、青茶、白茶 15、从制作工艺上绿茶分几类？炒青、烘青、晒青、蒸青 16、“喝茶一定喝新茶”对否？错 17、什么茶被称为能喝的古董？普洱 18、“绿叶红镶边”是何种茶的特征？铁观音 19、红茶鼻祖的名称？正山小种红茶 20、茶马古道是如何形成的？因康藏属高寒地区，海拔都在三四千米以上，糌粑、奶类、酥油、牛羊肉是藏民的主食。在高寒地区，需要摄入含热量高的脂肪，但没有蔬菜，糌粑又燥热，过多的脂肪在人体内不易分解，而茶叶既能够分解脂肪，又防止燥热，故藏民在长期的生活中，创造了喝酥油茶的高原生活习惯，但藏区不产茶。而在内地，民间役使和军队征战都需要大量的骡马，但供不应求，而藏区和川、滇边地则产良马。于是，具有互补性的茶和

北京航空航天大学五系流体力学实验染色液流动显示实验报告

研究生《流体力学实验》 ——飞机标模染色液流动显示实验报告班级姓名实验日期指导教师北京航空航天大学流体力学研究所

一、实验目的 1. 掌握染色流动显示技术的基本原理、应用方法和实验过程中应注意的技术问题。 2. 了解战斗机典型绕流现象和特性，包括机翼前缘涡（边条涡）、机头涡的形态、特征、涡系间相互作用，以及攻角影响等，并分析这些流动现象对飞机气动性能的影响。二、基本原理流动显示技术是显示技术包括方法、设备、记录手段、图像处理和数据分析等方面，逐渐形成专门的实验技术。水洞中常用的流动显示技术有氢气泡方法和染色方法等（属于示踪粒子方法），配以激光片光源等辅助手段可以得到很多有意义的细节结果。染色线流动显示是在在被观测的流场中设置若干个点，在这些点上不断释放某种颜色的液体，它随流过该点的流体微团一起往下游流去，流过该点的所有流体微团组成了可视的染色线。染料选取应注意：1.所选取的染料应使染色线扩散慢、稳定性好；2.染色液应与水流具有尽可能相同的密度（与酒精混合）； 3. 染料颜色与流场背景形成强的反差（荧光染料）注入方式；4.在绕流物体表面开孔；5.直接注入流场中所需要观测的位置。本实验选用飞机标模，利用染色液方法观察其绕流的典型流动现象，重点关注机头涡、边条涡及其对基本翼（主翼也称后翼）流动的影响。三、实验装置及模型 1.实验模型飞机标模由机身、机翼、尾翼构成，见图2。机身为尖拱型头部加圆柱形后体，机翼为大后掠边条加中度后略三角翼主翼，尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼（单立尾）。各部分表面都布有染色液出孔。

2.实验风洞北航1.2米多用途低速串联水平回流式水洞。该水洞实验段尺寸大、流场品质高，与同类设备比较，不但在国内领先，而且达到国际先进水平。设备主实验段1.2米×1米×16米（高×宽×长），流速范围0.1～1.0米/秒。主实验段主要流场品质：湍流度0.27％～0.45％，截面速度不均匀度：0.46％。四、实验步骤 1.实验准备，将染色液注入系统； 2.开启水洞，水流速度稳定到10cm/s； 3.调整攻角； 4.待流场稳定后，调节染色液流量，得到清晰的流动结构显示形态； 5.待流动稳定后，观察稳定的流态，拍摄照片； 6. 将攻角分别调整到0 o，5o，10o，15o，20o，25o，30o，35o，40o，45o，50o，55o，60o，重复步骤5，直到所要求的攻角状态实验全部完成。五、实验结果报告 1．实验条件： ①水温t=20o C；水的运动粘性系数υ=0.878×10-6米2秒；附：水的运动粘性系数随温度的变化： ②水流速度 U = 0.1 米/秒； ③特征长度C=0.115m （C为模型机翼平均弦长）计算：雷诺数 Re = UC /υ= 1.310×104； 2．实验结果和分析

北航博士研究生培养方案

交通科学与工程学院道路与铁道工程（082301）博士研究生培养方案一、适用学科道路与铁道工程(081401) 二、培养目标 1．坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。 2．适应科技进步和社会发展的需要，在本学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；熟练掌握一门外语；具有独立从事科学研究的能力；具有良好的综合素质。 3．在科学或专门技术上做出创造性的成果。三、培养方向 1.道路与铁道工程的检测与加固； 2.土木工程结构分析与设计理论； 3.岩土本构理论及工程应用； 4.土木工程施工技术与材料； 5.工程结构仿真。四、学制学历博士研究生学制为3年。博士研究生一般在入学后1年内完成课程学习，应在文献综述与开题报告前完成课程学分，应在博士论文答辩前完成全部学分和培养要求的有关环节。鼓励博士研究生从入学开始就进行学位论文研究工作；文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间间隔不得少于1年。五、知识结构、课程设置与学分要求 1．知识结构要求（1）基础理论与专业基础知识高等工程数学与数学基础（数值分析、数理统计、矩阵理论、最优化理论与算法、数理方程、常微分方程、数学试验），专业基础知识（变分与有限元素法原理、高等混凝土结构、高等土力学、高等土木工程材料学、高等结构动力学、工程结构可靠度、工程塑性力学）。（2）专业综合知识混凝土结构非线性分析，高等钢结构，混凝土徐变力学，基础工程学，建设项目管理，高等岩石力学，建筑结构健康诊治，混凝土结构试验，岩土工程测试技术，建筑结构无损检测技术，土动力学，建筑结构有限元分析与应用，组合结构，城市地下工程，理论土力学与现代岩石测试技术，道路与铁道工程学科综合课。（3）学科前沿与交叉学科知识现代工程结构进展，材料科学进展，空间数据处理，科技信息检索与利用，科学

《计算流体力学》结课作业要点.doc

2012～2013学年第1学期 12级研究生《计算流体力学》结课作业适用专业：供热供燃气通风及空调工程一、结合某一具体学科，阐述纯理论方法、实验方法及数值方法在科学研究中的各自优缺点，在此基础上论述数值模拟方法的发展前景。（不少于4千字）。流体力学是力学的一个重要分支, 是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科, 主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态特征，以及流体和相邻固体界面有相对运动时的相互作用和流动规律。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，流体力学与人类的日常生活和生产事业密切相关。按其研究内容的侧重点不同，分为理论流体力学和工程流体力学。其中理论流体力学主要采用严密的数学推理方法，力求准确性和严密性，工程流体力学侧重于解决工程实际中出现的问题，而不追求数学上的严密性。当然由于流体力学研究的复杂性，在一定程度上，两种方法都必须借助于实验研究，得出经验或半经验的公式。在实际工程的诸多领域流体力学都起着十分重要的作用。如气象、水利的研究，船舶、飞行器、叶轮机械和核电站的设计及其运行，可燃气体或炸药的爆炸，都广泛地用到流体力学知识。许多现代科学技术所关心的问题既受流体力学的指导，同时也促进了流体力学自身的不断发展。1950年后，计算机的发展给予流体力学以极大的推动作用。目前，解决流体力学问题的方法主要有实验方法、理论分析方法和数值方法三种。实验方法同物理学、化学等学科一样，流体力学的研究离不开实验，尤其是对新的流体运动现象的研究。实验能显示运动特点及其主要趋势，有助于形成概念，检验理论的正确性。二百年来流体力学发展史中每一项重大进展都离不开实验。流体力学实验研究方法有实物实验、比拟研究和模型研究三类：实物实验是用仪器实测原型系统的流动参数，适用于较小的原型；比拟实验是利用电场和磁场来模拟流场，实施起来限制条件较多；模型研究是实验流体力学最常用的研究方法。实验研究的一般过程是：在相似理论的指导下建立实验模型，用流体测量技术测量流动参数，处理和分析实验数据。建立实验模型要求模型与原型满足相似理论，即满足两个流场

第二章计算流体力学的基本知识

第二章计算流体力学的基本知识流体流动现象大量存在于自然界及多种工程领域中，所有这些工程都受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律的支配。这章将首先介绍流体动力学的发展和流体力学中几个重要守恒定律及其数学表达式，最后介绍几种常用的商业软件。 2.1计算流体力学简介 2.1.1计算流体力学的发展流体力学的基本方程组非常复杂，在考虑粘性作用时更是如此，如果不靠计算机，就只能对比较简单的情形或简化后的欧拉方程或N-S方程进行计算。20 世纪30～40 年代，对于复杂而又特别重要的流体力学问题，曾组织过人力用几个月甚至几年的时间做数值计算，比如圆锥做超声速飞行时周围的无粘流场就从1943 年一直算到1947 年。数学的发展，计算机的不断进步，以及流体力学各种计算方法的发明，使许多原来无法用理论分析求解的复杂流体力学问题有了求得数值解的可能性，这又促进了流体力学计算方法的发展，并形成了"计算流体力学" 。从20 世纪60 年代起，在飞行器和其他涉及流体运动的课题中，经常采用电子计算机做数值模拟，这可以和物理实验相辅相成。数值模拟和实验模拟相互配合，使科学技术的研究和工程设计的速度加快，并节省开支。数值计算方法最近发展很快，其重要性与日俱增。自然界存在着大量复杂的流动现象，随着人类认识的深入，人们开始利用流动规律来改造自然界。最典型的例子是人类利用空气对运动中的机翼产生升力的机理发明了飞机。航空技术的发展强烈推动了流体力学的迅速发展。流体运动的规律由一组控制方程描述。计算机没有发明前，流体力学家们在对方程经过大量简化后能够得到一些线形问题解读解。但实际的流动问题大都是复杂的强非线形问题，无法求得精确的解读解。计算机的出现以及计算技术的迅速发展使人们直接求解控制方程组的梦想逐步得到实现，从而催生了计算流体力

北航考研之科研成果及重点实验室汇总

北航考研之科研成果及重点实验室汇总学校在尖端技术研究领域居于国内高校前列，有40多项科研成果具有开辟意义;该校研制发射成功的多种型号飞行器填补了国内多项空白，如中国第一架轻型旅客机“北京一号”、亚洲第一枚探空火箭“北京二号”、中国第一架无人驾驶飞机“北京五号”、“蜜蜂”系列飞机、共轴式双旋翼无人驾驶直升机等。自2001年至2013年，北航共获国家三大科技奖励49项;特别在2005年至2013年，该校连续7年获得7项国家级科技奖励一等奖。 2013年学校科研经费到款23.23亿元，6项成果获得国家奖励，3位教授及其团体获国家自然科学二等奖，获批5项973项目、12项自然科学基金重点项目，以及237项面上项目，重大工程项目进展顺利并获嘉奖。以“3D打印”为代表的技术创新取得重大进展，“月宫一号”实验装置取得实质进展，物理科学与核能工程学院参与的发现四夸克物质Zc(3900)被评为2013美国《物理》杂志年度研究热点、生物与医学工程学院两篇文章分别名列ESI 近两年热点论文和材料领域近十年高引用论文。标志性成果昆虫飞行的空气动力学和飞行力学实时三维图形平台BH-GRAPH 航空航天、先进制造等复杂工程系统过渡金属及其化合物纳米材料的可控制备、微结构及特性研究六方铁磁体的稳定磁结构耦合及其可控磁功能特性科研机构截止2013年，北京航空航天大学拥有1个国家实验室、9个国家级重点实验室、4个国家级工程研究中心、42个省部级重点实验室、3个省部级工程中心和3个中关村开放实验室。国家实验室航空科学与技术国家实验室国家重点实验室虚拟现实新技术国家重点实验室、软件开发环境国家重点实验室、国家计算流体力学实验室、航空发动机气动热力国家科技重点实验室、“863”高技术CIMS设计自动化工程实验室、惯性技术国家级重点实验室、可靠性与环境工程实验室、飞行器控制一体化技术实验室、国家空管新航行系统技术重点实验室。省部级重点实验室航空可靠性综合航空科技重点实验室、数字化设计与制造技术北京市重点实验室、网络技术北京市重点实验室、计算机新技术实验室、材料力学实验室、流体力学教育部重点实验室、先进仿真技术航空科技重点实验室、航空电子航空科技重点实验室、特种功能材料与薄膜技术北京市重点实验室、聚合物基复合材料北京市高技术实验室、“复杂系统分析与管理决策”教育部重点实验室、“城市运行应急保障模拟技术”北京市重点实验室等。研究所航空探测研究所、A TE技术研究所、可靠性工程研究所、外国语言研究所、设备工程

流体力学实验报告

流体力学实验指导书与报告静力学实验雷诺实验中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订中国矿业大学能源与动力实验中心

计算流体力学结课报告

计算流体力学结课报告200Km/h列车fluent仿真计算学部：化、环、生学部学院：化工机械与安全学院学号：31507095 班级：化1512班学生姓名：孙金

引言数值仿真就是对所建立的数值模型进行数值实验和求解的过程。而计算流体力学CFD （Computational Fluid Dynamics）就是在工程仿真实验领域中应用最广泛的一门学科。任何流体运动的规律都是以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础的。这些基本定律可由数学方程组来描述，如欧拉方程、N-S方程。采用数值计算方法，通过计算机求解这些控制流体流动的数学方程，进而研究流体的运动规律这就是CFD研究问题的方法。在实际计算流体力学方面，采用通用的CFD软件来完成工程上的一些流体力学问题，有极为广泛的应用前景。近年来，随着计算机技术以及相关技术的发展，CFD技术已经在工程领域内取得重大的进步，特别是在高速列车的外型设计方面起了很大作用。随着国家经济的发展，国家运输业也有了很大的发展，特别是列车经过几次提速后，高速列车在国家运输行业中所占比例不断提高。高速列车的特点是庞大、细长、在地面轨道上运行，其空气动力学问题非常复杂。空气在列车表面形成空气流场，空气阻力急剧增加，作用在列车的阻力大部分来自压强阻力，而一部分来自表面磨擦阻力，这就使能耗过大，同时列车可能出现较大的空气升力，导致列车产生“飘”的现象，激发列车脱轨事故的发生，因此研究高速列车气动力性能非常重要。用CFD仿真可以详细了解高速列车的空气动力特性，从而设计出阻力小、噪音低等各方面性能完善的高质量列车。本文采用CFD学科中的常用商业软件Fluent仿真一个时速200km/h的二维流线型车头的外流场，对其空气动力性能进行分析，从而得到不同车辆形状其周围流场的不同，进而分析哪种车型更适合。

计算流体力学过渡到编程的傻瓜入门教程

借宝地写几个小短文，介绍CFD的一些实际的入门知识。主要是因为这里支持Latex，写起来比较方便。 CFD，计算流体力学，是一个挺难的学科，涉及流体力学、数值分析和计算机算法，还有计算机图形学的一些知识。尤其是有关偏微分方程数值分析的东西，不是那么容易入门。大多数图书，片中数学原理而不重实际动手，因为作者都把读者当做已经掌握基础知识的科班学生了。所以数学基础不那么好的读者往往看得很吃力，看了还不知道怎么实现。本人当年虽说是学航天工程的，但是那时本科教育已经退步，基础的流体力学课被砍得只剩下一维气体动力学了，因此自学CFD的时候也是头晕眼花。不知道怎么实现，也很难找到教学代码——那时候网络还不发达，只在教研室的故纸堆里搜罗到一些完全没有注释，编程风格也不好的冗长代码，硬着头皮分析。后来网上淘到一些代码研读，结合书籍论文才慢慢入门。可以说中间没有老师教，后来赌博士为了混学分上过CFD专门课程，不过那时候我已经都掌握课堂上那些了。回想自己入门艰辛，不免有一个想法——写点通俗易懂的CFD入门短文给师弟师妹们。本人不打算搞得很系统，而是希望能结合实际，阐明一些最基本的概念和手段，其中一些复杂的道理只是点到为止。目前也没有具体的计划，想到哪里写到哪里，因此可能会很零散。但是我争取让初学CFD 的人能够了解一些基本的东西，看过之后，会知道一个CFD代码怎么炼成的（这“炼”字好像很流行啊）。欢迎大家提出意见，这样我尽可能的可以追加一些修改和解释。

言归正传，第一部分，我打算介绍一个最基本的算例，一维激波管问题。说白了就是一根两端封闭的管子，中间有个隔板，隔板左边和右边的气体状态（密度、速度、压力）不一样，突然把隔板抽去，管子内面的气体怎么运动。这是个一维问题，被称作黎曼间断问题，好像是黎曼最初研究双曲微分方程的时候提出的一个问题，用一维无粘可压缩Euler方程就可以描述了。这里这个方程就是描述的气体密度、动量和能量随时间的变化（）与它们各自的流量（密度流量，动量流量，能量流量）随空间变化（）的关系。在CFD中通常把这个方程写成矢量形式这里进一步可以写成散度形式

北航电信院学术型博士研究生培养方案(2017版)

电子信息工程学院网络空间安全（0839）博士研究生培养方案一、适用学科网络空间安全学科（0839）二、培养目标 1、坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。 2、在网络空间安全方面具有坚实宽广的的基础理论和系统深入的专门知识，全面了解学科的发展现状、趋势和研究前沿；熟练地掌握一门外语，能够熟练阅读外文资料，具有良好的科技论文写作能力和进行国际学术交流的能力；具有从事本学科和相关学科领域的科学研究或独立担负专门技术工作的能力，对本学科相关领域的重要理论、方法与技术有透彻了解和把握，能够进行领域高水平基础研究和应用基础研究，善于发现前沿性问题，并能够探索新的理论、技术和方法来解决问题；能够胜任网络空间安全领域中大型复杂系统的设计、开发或管理工作，并做出创新性的成果。三、培养方向 1、密码学及应用密码学是网络空间安全学科的重要基础，可为网络空间安全学科提供密码学基础理论和应用工具方面的重要支撑。培养方向包括密码学理论及应用。其中，密码理论主要研究新型密码体制和安全协议的设计、分析及其应用；密码应用主要研究密钥管理技术、认证技术、以及密码在各类信息系统的应用等。 2、系统安全系统安全是网络安全和应用安全的核心和基础。系统安全指综合应用各种安全技术来保证网络空间中单元计算系统的安全和可信。培养方向包括可信计算、操作系统安全、虚拟化技术及安全、软件逆向分析与安全漏洞挖掘、移动系统安全、工控系统安全、系统安全测评和信息安全工程、软件安全性验证理论及工具

研究、软件可信性分析、度量和验证、硬件安全、现场可编程门阵列安全性、安全芯片设计等。 3、网络安全网络安全是指保证连接计算机的网络自身安全和传输信息安全。培养方向包括网络安全体系结构、网络安全防护、通信对抗、异构网络安全接入与融合、安全事件挖掘、发现和跟踪、策略自动化、Web 安全、社交网络安全、网络动态防御体系、自组织网络攻击与防御、协议分析与识别、流量分析与控制、访问控制与授权技术、信任模型与管理、网络的可生存性与可用性等。 4、网络内容安全网络内容安全是网络空间安全的重要保障，本方向面向国家安全需求，在信息获取、传输、处理和分析环节涉及安全的相关技术开展研究。形成数字内容安全、视频图像分析与敏感内容检测和网络舆情分析三方面的学科优势方向。 5、网络空间安全治理网络空间安全治理是网络空间安全的重要组成部分，以网络空间安全法治化为核心的网络空间安全治理刻不容缓。本方向包括网络空间安全立法研究、网络信息安全事件应急处理机制研究、以及网络安全治理与战略规划研究。四、培养模式及学习年限本学科博士研究生主要按一级学科培养，鼓励开展国际联合培养，实行导师或联合导师负责制，负责制订研究生个人培养计划、指导科学研究和学位论文。遵循《北京航空航天大学研究生学籍管理规定》。本学科直接攻博研究生学制为4年；其它类型博士研究生学制为3年，实行弹性学习年限。博士研究生实行学分制，在攻读学位期间，要求在申请博士学位论文答辩前，依据培养方案，获得知识和能力结构中所规定的各部分学分及总学分。鼓励研究生从入学起就开始学位论文相关的研究工作；博士研究生文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间不少于1年。五、知识和能力结构网络空间安全学科博士生应掌握坚实宽广的网络空间安全基础、密码学及应用、系统安全、网络安全、应用安全、信息内容安全

2015北航工程力学考博(航空科学与工程学院)参考书、历年真题、报录比、研究生招生专业目录、复试分数线

2015北京航空航天大学工程力学考博（航空科学与工程学院）参考书、历年真题、报录比、研究生招生专业目录、复试分数线一、学院介绍航空科学与工程学院（以下简称航空学院）是北航最具航空航天特色的学院之一，主要从事大气层内各类航空器（飞机、直升机、飞艇等）、临近空间飞行器、微小型飞行器等的总体、气动、结构、强度、飞行力学与飞行安全、人机环境控制、动力学与控制等方面的基础性、前瞻性、工程性以及新概念、新理论、新方法研究与人才培养工作。航空学院前身是清华大学航空系，是1952年北航成立时最早的两个系之一，当时称飞机系（设飞机设计和飞机工艺专业），1958年更名为航空工程力学系，1970年更名为五大队，1972年更名为五系，1989年定名为飞行器设计与应用力学系，2003年成立航空科学与工程学院。早期的航空学院荟萃了一批当时国内著名的航空领域的专家，如屠守锷、王德荣、陆士嘉、沈元、王俊奎、吴礼义、张桂联、徐鑫福、徐华舫、何庆芝、伍荣林、史超礼、叶逢培等教授，屠守锷院士（两弹一星元勋）是首任系主任，他们为本院发展奠定了坚实基础。在北航发展史上，航空学院不断输出专业和人才，先后参与组建七系、三系、十四系、宇航学院、飞行学院、无人机所、土木工程系、交通学院等院系。自建校以来60多年，学院已培养本科毕业生万余人，硕士毕业生两千余人，博士毕业生近千人。毕业生中涌现出王永志、戚发韧、崔尔杰、乐嘉陵、王德臣、张福泽、王浚、钟群鹏、陶宝祺、郭孔辉、赵煦、唐西生、郭孔辉、唐长红等14位两院院士，改革开放后毕业生中也涌现出了“航空报国英模”/原沈飞董事长罗阳、中国商飞董事长金壮龙、第十一届“中国十大杰出青年”/原“神舟”飞船总指挥袁家军、歼15等飞机型号总师孙聪、C919大型客机总师吴光辉以及李玉海、耿汝光、姜志刚、屠恒章、孙聪、方玉峰、王永庆、孙兵、曲景文、李东、余后满、傅惠民、秦福光、陈元先、宋水云、吴宗琼、陈敏、高云峰等一批航空航天院所的年轻总师、总指挥、省市及部门负责人、民营企业家，为我国航空航天、国防事业及国家发展做出突出贡献。学院作为主力曾先后研制成功我国第一架轻型旅客机“北京一号”、国内第一架高空高速无人侦察机、靶机、蜜蜂系列轻型飞机和第一架共轴式双旋翼直升机等，创造了多项全国第一。学院参与了所有国家重点航空型号以及大部分导弹型号的攻关工作。60多年来，学院取得了上百项国家和省部级教学与科研成果，其中国家级奖20多项。学院师资力量雄厚，在北航乃至全国同类及相近学院中名列前茅。学院有教授56名（其中博士生导师51名），副教授50名，青年教师中有博士学位的比例为97%。拥有许多国内外著名专家学者，如中国科学院院士高镇同教授、李天教授，中国工程院院士李椿萱教授、王浚教授，“长江学者”特聘教授傅惠民、孙茂、杨嘉陵、高以天、武哲、王晋军、向锦武教授，国家教学名师及“万人计划”王琪教授，杰出青年基金获得者4名，跨/新世纪优秀人才的获得者10名，全国百篇优秀博士学位论文获得者2名；有国家级教学基地2个、国

计算流体力学课程大作业

《计算流体力学》课程大作业 ——基于涡量-流函数法的不可压缩方腔驱动流问题数值模拟张伊哲航博101 1、引言和综述 2、问题的提出，怎样使用涡量-流函数方法建立差分格式 3、程序说明 4、计算结果和讨论 5、结论 1引言虽然不可压缩流动的控制方程从形式上看更为简单，但实际上，目前不可压缩流动的数值方法远远不如可压缩流动的数值方法成熟。考虑不可压缩流动的N-S 方程： 01()P t νρ??=? ? ??+??=-?+???? U U UU f U (1.1) 其中ν是运动粘性系数，认为是常数。将方程组写成无量纲的形式： 01()Re P t ??=?? ??+??=-?+????U U UU f U (1.2) 其中Re 是雷诺数。从数学角度看，不可压缩流动的控制方程中不含有密度对时间的偏导数项，方程表现出椭圆-抛物组合型的特点；从物理意义上看，在不可压缩流动中，压力这一物理量的波动具有无穷大的传播速度，它瞬间传遍全场，以使不可压缩条件在任何时间、任何位置满足，这就是椭圆型方程的物理意义。这就造成不可压缩的N-S 方程不能使用比较成熟的发展型．．．偏微分方程的数值求解理论和方法。如果将动量方程和连续性方程完全耦合求解，即使使用显示的离散格式，也将会得到一个刚性很强的、庞大的稀疏线性方程组，计算量巨大，更重要的问题是不易收敛。因此，实际应用中，通常都必须将连续方程和动量方程在一定程度上解耦。目前，求解不可压缩流动的方法主要有涡量-流函数法，SIMPLE 法及其衍生的改进方法，有限元法，谱方法等，这些方法各有优缺点。其中涡量-流函数法是解决二维不可压缩流动的有效方法。作者本学期学习了研究生计算流体课程，为了熟悉计算流体的基本方法，选择使用涡量-流函数法计算不可压缩方腔驱动流问题，并且对于不同雷诺数下的解进行比较和分析，得出一些结论。本文接下来的内容安排为：第2节提出不可压缩方腔驱动流问题，并分析该问题怎样使用涡量-流函数方法建立差分格式、选择边界条件。第3节介绍程序的结构。第4节对于不同雷诺数下的计算结果进行分析，并且与U.GHIA 等人【1】的经典结论进行对比，评述本

北航研究生课程实验流体力学重点

实验流体力学第一章：相似理论和量纲分析 ①流体力学相似？包括几方面内容？有什么意义？流体力学相似是指原型和模型流动中，对应相同性质的物理量保持一定的比例关系，且对应矢量相互平行。内容包括： 1.几何相似—物体几何形状相似，对应长度成比例； 2.动力相似—对应点力多边形相似，同一性质的力对应成比例并相互平行（加惯性力后，力多边形封闭）； 3.运动相似—流场相似，对应流线相似，对应点速度、加速度成比例。 ②什么是相似参数？举两个例子并说明其物理意义必须掌握的相似参数：Ma ，Re ，St 。知道在什么流动条件下必须要考虑这些相似参数。相似参数又称相似准则，是表征流动相似的无量纲特征参数。 1.两物理过程或系统相似则所有对应的相似参数相等。例如：假定飞机缩比模型风洞试验可以真正模拟真实飞行，则原型和模型之间所有对应的相似参数都相等，其中包括C L , C D , C M ： S V L C L 22 1 ρ= S V D C D 22 1 ρ= Sb V M C M 22 1 ρ= 风洞试验可以测得CL, CD, CM 值，在此基础上，将真实飞行条件带入CL, CD, CM 表达式，可以求得真实飞行的升力、阻力和力矩等气动性能参数。 2.所有对应的相似参数相等且单值条件相似则两个物理过程或系统相似。例如：对于战斗机超音速风洞试验，Ma 和Re 是要求模拟的相似参数，但通常在常规风动中很难做到。由于对于此问题，Ma 影响更重要，一般的方案是保证Ma 相等，对Re 数影响进行修正。 ; Re V p Ma a RT a V L l St V ρ ρωμ∞∞= ====

物理实验选课攻略

新学期开始了~~于是乎，最近在人人上看到大二的学弟学妹们各种状态……搜噶，让人呼天抢地抓耳挠腮的北航物理实验开始了！！！尽管有着学长学姐们的各种血泪经验，也有各种实验数据，但是物理实验挂科率依然居高不下~~也许是前两天校会面试让我发出母性光辉，本着造福学弟学妹的心态，在此写篇小小的攻略~希望对大家的物理实验有所帮助…… 言归正传，首先是要选课~~物理实验是从开学后第二周开始选课，so这就要自己手快去抢了~~物理实验越早修够积分越好，没人希望考期了还去做蛋疼的物理实验让自己受刺激~~做完一个实验后，凌晨12点以后才可以选下一个实验，实验时间是根据自己的课表自行安排，所以一般都是11点58登上物理实验选课网~等时间刚刚到0:00时迅速点击自己想要的实验，这样几率较大~~过了一两分钟再选的话，你就只能眼看着别人做实验咯~~另外，有条件的话最好跟室友一起选一样的实验，这样做实验时还有个照应…… 其次，是选什么样的实验~~刚看到实验时，会看到有四个小实验后面标注必做~~那个并不是代表这四个小实验是大二上学期必须做的，而是如果你选了包括那个小实验的大实验的话，

标注必做的小实验是必须要做出来的，如果没做出来，就要重新选择这个大实验直到将那个小实验做出来为止……但是这四个实验还是建议上学期能全做的话都做一下，大二下学期物理实验的操作考试会考…………刚开始的时候，还是选一些较为简单的实验来入手，所以光学实验尽量在后面选…………等周围同学做过了光学实验，向他们请教下注意事项啦，老师要求啦，再讨来两份实验数据啦，看完实验视频后，再去做光学实验，保证会信心满满的~~~光学实验主要是看实验现象，这个真心不好调，有的实验的现象也不是特别明显，所以做光学实验的时候一定要有充分的耐心，也要足够的细心，更要十分的小心~~否则很有可能因为你自己的疏忽马虎加大意而忽略了实验现象~这样白白浪费时间，也让自己更加着急，得不偿失…… 最后，也是最重要的，选谁的实验~~有的人会说，我的动手能力，操作能力就是差，有的实验就是不会做，这个时候怎么办……还有人说，我的实验仪器有问题，就是做不出来，这个怎么办…………其实，这些都是浮云，做不出来？没关系……仪器有问题？也没关系……物理实验什么最重要？老师最重要！！！选一个好的实验老师你的实验就算成功了一半，以下就是亲身经历了，废话不多说，上课表~~~

北航GPA算法

1、GPA算法网上流传着各种各样的算法，但是需要强调的是，美国人知道中国的大部分学校不用GPA，因此相当多的学校在网申系统里明确指出，不允许将自己的成绩换算成美国的GPA，比如Caltech，Princeton，Stanford等，这一栏留着不填即可。有的学校则要求按照我们的评定成绩规则填写，北航是用百分制的平均分，那么我们可以填写在保研是用的大学前三年的必修课平均成绩，到时候教务会算好。还有很多的学校没做要求，就按照北航的GPA算法计算。其实自己填写的GPA只是一个参考，可以写在简历里辅助申请，对方学校会按照他们的标准重新计算。可能具体的教授还会拿出你的某些重要的课程评估你的GPA，因此其实研究哪种算法算的更高没有意义，之所以这么说还有一点原因就是北航的学生在算GPA时必须严格按照自己学校的GPA算法计算。 2、北航的GPA算法在开成绩单时，学校不给算GPA，但是在成绩单上有GPA的算法，那么在计算GPA是就应该按照这个算法来计算，不可以采用其他的算法。当然也没规定一定严格按照这个算法，但是既然写在了官方的成绩单上，就应该这么算，要不然会有作弊之嫌。 2.1、具体算法如下：85～100/A：4； 70～84/B：3； 60～69/C：2；不及格/F：0；按照通过与不通过评分的，算法如下：通过/P： 3.3；不通过/F：0；例如，有三门课，学分分别为1、2、3，得分分别为86、76和通过，那么这三门课的GPA 就是（4×1+3×2+3.3×3）/（1+2+3）=3.32 总体来讲，北航的GPA算法还是很有优势的。 2.2、计算GPA的课程范围：全部课程，包括所有的必修，任何形式的选修，只要是出现在成绩单上的都要算，大学前三年学过的所有课程都会出现在成绩单上。不要试图去修改成绩，北航也不允许去掉更不允许修改成绩。

北航宇航学院航天工程培养方案

宇航学院航天工程领域（085233）全日制工程硕士研究生培养方案一、适用领域航天工程领域（085233）二、培养目标航天工程领域全日制工程硕士是与航天工程领域任职资格相联系的专业性学位，主要为国民经济和国防建设等领域培养应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。要求掌握航天器总体设计、航天控制技术、航天推进技术的基本概念与理论，能以航天器/空间系统为研究对象，在设计与实现过程运用航天科学的理论与技术，进行系统总体设计、控制系统设计与分析、有效载荷设计与实现、推进系统设计、地球和探测新技术、实验与测试的高层次综合性研究。三、培养模式及学习年限航天工程领域全日制工程硕士主要采用校企联合培养，实行校企双方联合导师制，以校内导师指导为主，企业导师参与实践过程、项目研究、课程与论文等多个环节的指导工作。本领域全日制工程硕士研究生遵循《北京航空航天大学研究生学籍管理规定》，学制一般为2.5年，实行弹性学习年限，一般在1年内完成课程学习，在企业工作时间累积不少于6个月。全日制专业学位硕士研究生实行学分制，在攻读学位期间，要求在申请硕士学位论文答辩前，依据培养方案，获得知识和能力结构中所规定的各部分学分及总学分；要求全日制专业学位硕士研究生文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间一般不少于6个月。四、知识和能力结构航天工程领域全日制工程硕士研究生培养方案的知识和能力结构由学位理论课程和综合实践环节两部分构成。学位课程的学习是研究生培养环节中的重要内容，学位课程的设置是以全面提高研究生在航天工程领域内的理论及专业知识水平、科学及人文素质、工程能力素质为目标。要秋取得航天工程领域全日制工程硕士学位的研究生必须按培养方案获得表中所规定的各部分学分及总学分，如下表所示。