流体力学重点知识
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流体力学重点知识范文第1篇
关键词：MEMS设计；教学方法；多媒体教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）12-0186-02
一、引言
微机电系统技术也Q为微机械（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System），是融合硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术设计和制作特征尺寸在微米量级的电子机械器件。微机电系统是集传感、执行、信号处理和控制电路、接口等于一体的微型器件或系统。常见的产品包括微加速度计、微流控芯片、微马达等。目前，全球制造技术创新、产业结构、发展环境正发生深刻变化，中国制造面临着新的机遇与挑战，而MEMS技术能服务于航空航天等诸多领域，具有巨大的经济前景和积极社会意义。近年来，针对MEMS领域的巨大人才需求，高等院校陆续开设了适合高年级本科生和研究生学习的MEMS专业课程，MEMS设计教学是其中不可或缺的重要环节，目标是使学生掌握与MEMS设计相关的理论、版图设计、有限元计算、数据分析等，能应用理论与方法独立开展设计工作，培养符合现代MEMS设计所需的应用与创新能力。
二、问题分析
以往的MEMS课程对相关设计理论、方法、技术亦有一些介绍，但实践环节较为薄弱。我国仅少数院校设有正规的MEMS专业，可借鉴的成熟教学模式少，我们在实践中也陆续发现了一些问题：
1.教学重点确定。MEMS设计涉及知识点多，例如微流体力学、有限元等，都可以扩展为独立课程。如何确定教学重点，在有限学时内将基本点讲透彻，让学生能确实掌握重点知识和有效开展实践，是亟待解决的问题。
2.教材选择。教材是教学过程中必不可少的工具，也是学生获取知识的主要源泉，MEMS设计既涉及到多领域的基础理论，同时也具有很强的实践特征，需要学生能借助有限元等将理论应用到器件设计中，而目前国内的书籍或偏重概念和原理性的介绍，或是类似软件使用说明书，难以找到能贯穿符合现代工程需要的由理论至实践的设计类教材。
3.软件实践环节的具体实施。软件实践是开展MEMS设计教学不可或缺的环节，由于MEMS设计中往往涉及到多个物理场的耦合计算，需要选择合适的教学软件和教学实例，难度和工作量要适中，便于学生在短时间内熟悉基本操作，同时也要反映MEMS器件设计的特点，让学生感觉到利用教学软件逐步探究的乐趣。
三、教学方法改进
1.教学计划和教案的构建。针对目前缺少合适教材的情况，教研组自行编制了适合高年级本科生和研究生的教案，如图1所示，从种类繁多的MEMS器件中选择了具有代表性的挠性微加速度计、微流控芯片、薄膜泵三类器件为对象。以器件的关键技术指标为牵引，建立科学的授课体系结构，优化整合教学内容，逐步引入理论基础、关键技术、分析方法等。这三类器件的共性特点是：（1）能承载静电学、流体力学、弹性力学、热力学等基本理论；（2）拓扑结构相对简单，利用不太密集的网格划分就可以得到相对满意的结果，学生能够在有限时间内切实体会到多场耦合构建、网格划分、计算格式、后处理等技巧，提高了学习效率；（3）便于逐次推进教学进程，有助于提高学生兴趣，降低学习难度。
2.软件平台的选择。目前，市场上有许多能够用于MEMS设计的软件，其中一些功能非常强大，包括了版图设计、工艺仿真与优化等前后端模块。考虑到实际需求，最终选择Comsol软件为工具，与其他软件相比，虽然它在计算精度上略显不足，但其具有适合于教学的独有优势：（1）提供灵活便捷的多场耦合平台，多场耦合是MEMS器件的重要特点，而Comsol在提供了强大的耦合模块的同时，也提供了从基础模块自行构建架构的方法；（2）软件运行速度快、对硬件平台要求不高，这使得借用公共机房就可以开展软件实践，并能在课堂有限时间内完成授课―实践―答疑―总结的过程。（3）提供了大量案例库，为课后学习提供了参考。我们还引入了AutoCAD等辅助软件，以弥补单一软件的不足。
3.互动的上机实践教学模式。以往的授课中，教师在理论分析上耗费时间较多，虽然能够从基础理论到器件分析的各层面进行描绘。但受体裁制约，讲授时间冗长，单元之间的前后关联性过强，学生参与感差，教师则很难营造出活泼的互动教学气氛。近年来，我们建立了多媒体互动教学的条件，以器件分类为根据，将教学内容聚焦为既有关联又独立的若干单元，每单元均包含理论简介、案例讲解、答疑、实践操作等，而将冗长的理论推导过程舍弃或留给学生课下自学。下面以低浓度物质在微流道混合为例说明单元授课的具体实施方法：首先，简要介绍微混合的应用背景和定量指标需求，解读非稳态对流―扩散方程；然后借助Comsol软件具体讲解模型带入、与流动模型的耦合、高阶格式与低阶格式的区别、Pe数约束条件，以及借助浓度分布图等来分析结果等；再给出空白的几何模型，让学生根据要求独立实践；最后留出时间对共性问题答疑，并简要介绍最新动态，提供文献给学生课后扩展学习。
四、教学效果评估
1.通过学习后，学生普遍能够将物理、化学、力学等基础理论和软件工具相结合，独立解决MEMS器件耦合问题。以课后作业之一：“微混合器设计”为例：研究生经学习后，能独立构思微混合器的结构，完成模型设计和网格划分，然后将电场―流场―溶质分布结合进行耦合计算，实现性能评估等，最后提交设计报告，有些设计体现出相当的创意。
2.学生能够在后续的毕业论文或创新实践中自觉综合Comsol软件及其他工具，解决实际微机电工程设计问题，包括惯性组件散热、点胶控制、微射流等问题，并在后续实践中与教师保持长期互动。其中部分方案体现出很强的多场耦合特色，教师也能从相关领域汲取营养，对具体需求有更深入了解。不仅达到了学以致用的目标，也实现了“教学相长”。
3.课堂气氛活跃，学生勇于提问、勤于思考和动手，向教师反映学习MEMS设计“很有趣”、“学到了知识”、“原来如此！”等，并从自身感受出发，提出改进教学的意见。
五、结语
在教学改革实施的过程中我们明显感到，合理和科学的教学计划和实施方法，既能引导学生逐步学习理论知识和掌握实践方法，也能给他们充分发挥思维和想象力的空间，通过教学改革举措，使教学质量得到明显改善，有效提升了学生微机电工程设计方面的工程实践和创新能力。
流体力学重点知识范文第2篇
当一个人静静地坐在电脑桌前写三下乡活动感悟时，脑海中不断浮现着往日画面：“西门”之行。城北风。。走进岙山浙华行记。就业问卷。海山宣传。“甬东”。访。走访安监局。安全电影展。时间虽然只有半个月，但我们展开的活动却别样精彩，在这短短的十五天我得到一生中难以得到的东西——团队的精神、工作的经验、坚强的意志、提升的思想、真挚的友情——我们没有虚度这半个月，没有放纵这十五天，我们一直在用心做事、用心服务，我不无感叹：原来时间可以这样度过，生活的可以这样享受。
没参加暑期社会活动之前，听一些学姐学长说，大学生社会实践是引导我们学生走出校门，走向社会，接触社会，了解社会，投身社会的良好形式；是促使大学生投身改革开放，向工农群众学习，培养锻炼才干的好渠道；是提升思想，修身养性，树立服务社会的思想的有效途径。通过参加社会实践活动，有助于我们在校大学生更新观念，吸收新的思想与知识。当自己真正投入到活动中时，这些话都得到了印证，“纸上得来终觉浅，投身实践觅真知”。社会实践是艰苦的但是收获是巨大的。
以下是我在社会实践中。访石化企业领导得到的经验总结：
（一）心态决定一切
中化兴中岙山储油基地生产部副部汪新在提到他的从业经历时，他说，自己当初也是石化学院毕业的学生，一路艰辛从一个操作工走来，再到调度员，调度师，最后竞聘副部长一职。人越往高处走，路就越窄，压力越大，考虑的东西也就越多。几年干下来，真的。个人都累垮了。但自己并没有后悔，还是坚持下来了，坚持就是胜利，心态决定成败。无论自己干什么事情，尤其对于搞石油这一行的，因为起步往往是非常。本文。由方的辛苦的，大家一定要放稳定心态，干一行爱一行。既然自己决定了走这条路，一定要挺下去，千万不要遇到挫折就中途放弃，这样肯定得不偿失。此外，汪部长还提到团队的配合非常。本文。由方的重要，很多的公司也都注重团队精神，大学生一定要学会互相配合，相互促进，这样才能全面发展。
舟山浙华石油运输有限公司的夏总经。也提到我们大学生进工作岗位的关键是要放正心态，大学生一般心都比较高，刚出了校门对外面的世界一点都不了解，所以一般自己觉得前途不是很好的工作只抱着试试看的态度，一心只想往高处飞，但却不知，这样给领导留下的印象是很不好的。夏经。强调，做为大学生，我们没有社会经验、社会阅历，我们拥有的只是年轻。只要我们吃苦肯干，艰苦奋斗，在岗位上安安稳稳的，调。好心态，把自己本职工作做好，坚持下去，无论哪一行都会得到好的回报的。而且做事一定要先学会做人，学会做人就是能很好与身边同事和领导进行交流，良好的人际关系是走向成功必不可少的铺垫。责任心，对于一个人来说也是至关重要的，你要时刻记得为自己所做的事情负责，懂得自我反省，从小事做起，从点点滴滴做起，透过细节就能看出一个人的品质。大学生就像是张白纸，思想单纯，社会阅历欠缺，大学生要多接触社会，多参加一些团体活动，发挥自己的潜力。
（二）专业知识——成功事业的铺路石
在提及石油行业工作专业知识的重要性时，中化兴中的汪部长教育我们在校大学生一定要学好专业知识，书到用时方恨少，很多他在读大学时以为没什么用的专业知识，在工作时经常要用到，跟港口浦油。的领导一样，汪部长也尤其强调石化行业专业课中“流体力学”的重要性，另外，汪部长也鼓励我们多考一些相关证书像四六级证书、计算机证书、专业证书等等。
在中化兴中工作的中国石油大学的研究生也建议我们在校大学生要好好珍惜在学校的时间，尽量多去学习。他强调说大三的专业课很重要，除了老师强调的重点知识外，一些细微的知识我们自己也要主动去钻研，像浙江海洋学院这样比较年轻的学校，知识系统比起其他老资格的学校的来说还不是很全面，而大学的知识又是最最基础的，为了把基础打好，我们更得主动去多学，学精，否则和那些211工程学校的同学竞争起来就相对较弱了。
另外，在舟山消防局的大力支持和协助下，我们团队在海山公园开展了一次大型的消防安全知识的宣传活动，活动形式包括了知识问答、海报宣传、图片展览和资料发放。
通过这次的宣传和广大市民的共同学习，我深深地感到人的生命是那样的脆弱，它可能在你不注意它时，突然消失。安全知识的贫乏、安全意识的淡薄、安全行为的松懈总是能让我们看到、听到一幕幕惨痛事故的发生和血的教训。火无情，但我们如能坚持不懈的开展消防安全教育，让消防意识时刻伴随左右，相信悲剧的发生能降到最低。爱生命，关注安全，是伴随每一个人终生永恒的课题，只要我们每一个人都对这个课题尽到心、尽到力，既关爱自己的生命，又关注他人的安全，那么，我们这个社会群体中的每一分子，都会成为一个高尚的人、一个有道德的人。朋友们，请牢记安全操作规程，时时刻刻让警钟贯耳，分分秒秒珍爱自己的生命！
