流體力學重點知識

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流體力學重點知識范文第1篇

關鍵詞：MEMS設計；教學方法；多媒體教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）12-0186-02

一、引言

微機電系統技術也Q為微機械（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System），是融合硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術設計和制作特征尺寸在微米量級的電子機械器件。微機電系統是集傳感、執行、信號處理和控制電路、接口等于一體的微型器件或系統。常見的產品包括微加速度計、微流控芯片、微馬達等。目前，全球制造技術創新、產業結構、發展環境正發生深刻變化，中國制造面臨著新的機遇與挑戰，而MEMS技術能服務于航空航天等諸多領域，具有巨大的經濟前景和積極社會意義。近年來，針對MEMS領域的巨大人才需求，高等院校陸續開設了適合高年級本科生和研究生學習的MEMS專業課程，MEMS設計教學是其中不可或缺的重要環節，目標是使學生掌握與MEMS設計相關的理論、版圖設計、有限元計算、數據分析等，能應用理論與方法獨立開展設計工作，培養符合現代MEMS設計所需的應用與創新能力。

二、問題分析

以往的MEMS課程對相關設計理論、方法、技術亦有一些介紹，但實踐環節較為薄弱。我國僅少數院校設有正規的MEMS專業，可借鑒的成熟教學模式少，我們在實踐中也陸續發現了一些問題：

1.教學重點確定。MEMS設計涉及知識點多，例如微流體力學、有限元等，都可以擴展為獨立課程。如何確定教學重點，在有限學時內將基本點講透徹，讓學生能確實掌握重點知識和有效開展實踐，是亟待解決的問題。

2.教材選擇。教材是教學過程中必不可少的工具，也是學生獲取知識的主要源泉，MEMS設計既涉及到多領域的基礎理論，同時也具有很強的實踐特征，需要學生能借助有限元等將理論應用到器件設計中，而目前國內的書籍或偏重概念和原理性的介紹，或是類似軟件使用說明書，難以找到能貫穿符合現代工程需要的由理論至實踐的設計類教材。

3.軟件實踐環節的具體實施。軟件實踐是開展MEMS設計教學不可或缺的環節，由于MEMS設計中往往涉及到多個物理場的耦合計算，需要選擇合適的教學軟件和教學實例，難度和工作量要適中，便于學生在短時間內熟悉基本操作，同時也要反映MEMS器件設計的特點，讓學生感覺到利用教學軟件逐步探究的樂趣。

三、教學方法改進

1.教學計劃和教案的構建。針對目前缺少合適教材的情況，教研組自行編制了適合高年級本科生和研究生的教案，如圖1所示，從種類繁多的MEMS器件中選擇了具有代表性的撓性微加速度計、微流控芯片、薄膜泵三類器件為對象。以器件的關鍵技術指標為牽引，建立科學的授課體系結構，優化整合教學內容，逐步引入理論基礎、關鍵技術、分析方法等。這三類器件的共性特點是：（1）能承載靜電學、流體力學、彈性力學、熱力學等基本理論；（2）拓撲結構相對簡單，利用不太密集的網格劃分就可以得到相對滿意的結果，學生能夠在有限時間內切實體會到多場耦合構建、網格劃分、計算格式、后處理等技巧，提高了學習效率；（3）便于逐次推進教學進程，有助于提高學生興趣，降低學習難度。

2.軟件平臺的選擇。目前，市場上有許多能夠用于MEMS設計的軟件，其中一些功能非常強大，包括了版圖設計、工藝仿真與優化等前后端模塊。考慮到實際需求，最終選擇Comsol軟件為工具，與其他軟件相比，雖然它在計算精度上略顯不足，但其具有適合于教學的獨有優勢：（1）提供靈活便捷的多場耦合平臺，多場耦合是MEMS器件的重要特點，而Comsol在提供了強大的耦合模塊的同時，也提供了從基礎模塊自行構建架構的方法；（2）軟件運行速度快、對硬件平臺要求不高，這使得借用公共機房就可以開展軟件實踐，并能在課堂有限時間內完成授課―實踐―答疑―總結的過程。（3）提供了大量案例庫，為課后學習提供了參考。我們還引入了AutoCAD等輔助軟件，以彌補單一軟件的不足。

3.互動的上機實踐教學模式。以往的授課中，教師在理論分析上耗費時間較多，雖然能夠從基礎理論到器件分析的各層面進行描繪。但受體裁制約，講授時間冗長，單元之間的前后關聯性過強，學生參與感差，教師則很難營造出活潑的互動教學氣氛。近年來，我們建立了多媒體互動教學的條件，以器件分類為根據，將教學內容聚焦為既有關聯又獨立的若干單元，每單元均包含理論簡介、案例講解、答疑、實踐操作等，而將冗長的理論推導過程舍棄或留給學生課下自學。下面以低濃度物質在微流道混合為例說明單元授課的具體實施方法：首先，簡要介紹微混合的應用背景和定量指標需求，解讀非穩態對流―擴散方程；然后借助Comsol軟件具體講解模型帶入、與流動模型的耦合、高階格式與低階格式的區別、Pe數約束條件，以及借助濃度分布圖等來分析結果等；再給出空白的幾何模型，讓學生根據要求獨立實踐；最后留出時間對共性問題答疑，并簡要介紹最新動態，提供文獻給學生課后擴展學習。

四、教學效果評估

1.通過學習后，學生普遍能夠將物理、化學、力學等基礎理論和軟件工具相結合，獨立解決MEMS器件耦合問題。以課后作業之一：“微混合器設計”為例：研究生經學習后，能獨立構思微混合器的結構，完成模型設計和網格劃分，然后將電場―流場―溶質分布結合進行耦合計算，實現性能評估等，最后提交設計報告，有些設計體現出相當的創意。

2.學生能夠在后續的畢業論文或創新實踐中自覺綜合Comsol軟件及其他工具，解決實際微機電工程設計問題，包括慣性組件散熱、點膠控制、微射流等問題，并在后續實踐中與教師保持長期互動。其中部分方案體現出很強的多場耦合特色，教師也能從相關領域汲取營養，對具體需求有更深入了解。不僅達到了學以致用的目標，也實現了“教學相長”。

3.課堂氣氛活躍，學生勇于提問、勤于思考和動手，向教師反映學習MEMS設計“很有趣”、“學到了知識”、“原來如此！”等，并從自身感受出發，提出改進教學的意見。

五、結語

在教學改革實施的過程中我們明顯感到，合理和科學的教學計劃和實施方法，既能引導學生逐步學習理論知識和掌握實踐方法，也能給他們充分發揮思維和想象力的空間，通過教學改革舉措，使教學質量得到明顯改善，有效提升了學生微機電工程設計方面的工程實踐和創新能力。

流體力學重點知識范文第2篇

當一個人靜靜地坐在電腦桌前寫三下鄉活動感悟時，腦海中不斷浮現著往日畫面：“西門”之行。城北風。。走進岙山浙華行記。就業問卷。海山宣傳。“甬東”。訪。走訪安監局。安全電影展。時間雖然只有半個月，但我們展開的活動卻別樣精彩，在這短短的十五天我得到一生中難以得到的東西——團隊的精神、工作的經驗、堅強的意志、提升的思想、真摯的友情——我們沒有虛度這半個月，沒有放縱這十五天，我們一直在用心做事、用心服務，我不無感嘆：原來時間可以這樣度過，生活的可以這樣享受。

沒參加暑期社會活動之前，聽一些學姐學長說，大學生社會實踐是引導我們學生走出校門，走向社會，接觸社會，了解社會，投身社會的良好形式；是促使大學生投身改革開放，向工農群眾學習，培養鍛煉才干的好渠道；是提升思想，修身養性，樹立服務社會的思想的有效途徑。通過參加社會實踐活動，有助于我們在校大學生更新觀念，吸收新的思想與知識。當自己真正投入到活動中時，這些話都得到了印證，“紙上得來終覺淺，投身實踐覓真知”。社會實踐是艱苦的但是收獲是巨大的。

以下是我在社會實踐中。訪石化企業領導得到的經驗總結：

（一）心態決定一切

中化興中岙山儲油基地生產部副部汪新在提到他的從業經歷時，他說，自己當初也是石化學院畢業的學生，一路艱辛從一個操作工走來，再到調度員，調度師，最后競聘副部長一職。人越往高處走，路就越窄，壓力越大，考慮的東西也就越多。幾年干下來，真的。個人都累垮了。但自己并沒有后悔，還是堅持下來了，堅持就是勝利，心態決定成敗。無論自己干什么事情，尤其對于搞石油這一行的，因為起步往往是非常。本文。由方的辛苦的，大家一定要放穩定心態，干一行愛一行。既然自己決定了走這條路，一定要挺下去，千萬不要遇到挫折就中途放棄，這樣肯定得不償失。此外，汪部長還提到團隊的配合非常。本文。由方的重要，很多的公司也都注重團隊精神，大學生一定要學會互相配合，相互促進，這樣才能全面發展。

舟山浙華石油運輸有限公司的夏總經。也提到我們大學生進工作崗位的關鍵是要放正心態，大學生一般心都比較高，剛出了校門對外面的世界一點都不了解，所以一般自己覺得前途不是很好的工作只抱著試試看的態度，一心只想往高處飛，但卻不知，這樣給領導留下的印象是很不好的。夏經。強調，做為大學生，我們沒有社會經驗、社會閱歷，我們擁有的只是年輕。只要我們吃苦肯干，艱苦奮斗，在崗位上安安穩穩的，調。好心態，把自己本職工作做好，堅持下去，無論哪一行都會得到好的回報的。而且做事一定要先學會做人，學會做人就是能很好與身邊同事和領導進行交流，良好的人際關系是走向成功必不可少的鋪墊。責任心，對于一個人來說也是至關重要的，你要時刻記得為自己所做的事情負責，懂得自我反省，從小事做起，從點點滴滴做起，透過細節就能看出一個人的品質。大學生就像是張白紙，思想單純，社會閱歷欠缺，大學生要多接觸社會，多參加一些團體活動，發揮自己的潛力。

（二）專業知識——成功事業的鋪路石

在提及石油行業工作專業知識的重要性時，中化興中的汪部長教育我們在校大學生一定要學好專業知識，書到用時方恨少，很多他在讀大學時以為沒什么用的專業知識，在工作時經常要用到，跟港口浦油。的領導一樣，汪部長也尤其強調石化行業專業課中“流體力學”的重要性，另外，汪部長也鼓勵我們多考一些相關證書像四六級證書、計算機證書、專業證書等等。

在中化興中工作的中國石油大學的研究生也建議我們在校大學生要好好珍惜在學校的時間，盡量多去學習。他強調說大三的專業課很重要，除了老師強調的重點知識外，一些細微的知識我們自己也要主動去鉆研，像浙江海洋學院這樣比較年輕的學校，知識系統比起其他老資格的學校的來說還不是很全面，而大學的知識又是最最基礎的，為了把基礎打好，我們更得主動去多學，學精，否則和那些211工程學校的同學競爭起來就相對較弱了。

另外，在舟山消防局的大力支持和協助下，我們團隊在海山公園開展了一次大型的消防安全知識的宣傳活動，活動形式包括了知識問答、海報宣傳、圖片展覽和資料發放。

通過這次的宣傳和廣大市民的共同學習，我深深地感到人的生命是那樣的脆弱，它可能在你不注意它時，突然消失。安全知識的貧乏、安全意識的淡薄、安全行為的松懈總是能讓我們看到、聽到一幕幕慘痛事故的發生和血的教訓。火無情，但我們如能堅持不懈的開展消防安全教育，讓消防意識時刻伴隨左右，相信悲劇的發生能降到最低。愛生命，關注安全，是伴隨每一個人終生永恒的課題，只要我們每一個人都對這個課題盡到心、盡到力，既關愛自己的生命，又關注他人的安全，那么，我們這個社會群體中的每一分子，都會成為一個高尚的人、一個有道德的人。朋友們，請牢記安全操作規程，時時刻刻讓警鐘貫耳，分分秒秒珍愛自己的生命！