流体力学及流体机械多功能试验装置开发及应用

文洁 程(南京工业大学机械与动力工程学院，中国)
春雷 邵(南京工业大学机械与动力工程学院，中国)
剑锋 周(南京工业大学机械与动力工程学院，中国)

摘要

流体力学是机械大类专业的一门核心课程，该课程旨在培养学生分析和解决实际工程问题的能力。针对当前流体力学及流体机械等课程实验教学环节出现的问题，基于相似理论开发了小型综合化装置，以替代现有功能较单一的泵实验装置，并引入虚拟仿真实验环节以实现虚拟互补。实践表明，基于相似准则及无量纲参数转化，研究开发的实验装置能够较好地替代原实验装置，并能够很好地解决实验空间有限、学生参与度不高等问题；虚拟实验与实体实验相结合有助于学生在巩固了理论知识之后，更加针对性地进行实体实验。该实验教学改革可以有效地提高学生实验效果，为工程流体力学教学做出较好的贡献。

关键词

流体力学课程；实验装置改造；虚拟仿真实验；教学改革

参考

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陈为林,刘军,卢清华,等.机械电子工程专业“工程力学”教学改革与实践[J].教育教学论坛,2022(20):69-72.图 3 工程流体力学实验装置改造4 虚拟仿真实验开设针对《工程流体力学》课程的实验教学，搭建了流体力学虚拟实验平台，该平台涵盖包含伯努利方程综合性、文丘里、雷诺实验等，集动画、数据处理、分析等功能于一体的实验。以文丘里实验为例，其实验目的是让学生通过确定文丘里流量计最大允许过流量的设计性实验，体验理论分析和实验相结合的研究过程。如图4所示，在文丘里虚拟实验中，可以看到溢流水箱、稳压水箱、文丘里流量计和实验管道。然后逐步完成数据的记录和成果分析，在分析中可以看到实验次数、各测压管的水头值、烧杯接入的水量和测量时间，最终能够生成∆h~Q、μ~Re等性能曲线。图 4 文丘里虚拟仿真实验操作界面

DOI: http://dx.doi.org/10.12345/jxffcxysj.v7i11.20746