流體力學(xué)重點(diǎn)知識

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流體力學(xué)重點(diǎn)知識范文第1篇

關(guān)鍵詞：MEMS設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；多媒體教學(xué)

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

一、引言

微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)也Q為微機(jī)械（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System），是融合硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)設(shè)計(jì)和制作特征尺寸在微米量級的電子機(jī)械器件。微機(jī)電系統(tǒng)是集傳感、執(zhí)行、信號處理和控制電路、接口等于一體的微型器件或系統(tǒng)。常見的產(chǎn)品包括微加速度計(jì)、微流控芯片、微馬達(dá)等。目前，全球制造技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展環(huán)境正發(fā)生深刻變化，中國制造面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，而MEMS技術(shù)能服務(wù)于航空航天等諸多領(lǐng)域，具有巨大的經(jīng)濟(jì)前景和積極社會意義。近年來，針對MEMS領(lǐng)域的巨大人才需求，高等院校陸續(xù)開設(shè)了適合高年級本科生和研究生學(xué)習(xí)的MEMS專業(yè)課程，MEMS設(shè)計(jì)教學(xué)是其中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，目標(biāo)是使學(xué)生掌握與MEMS設(shè)計(jì)相關(guān)的理論、版圖設(shè)計(jì)、有限元計(jì)算、數(shù)據(jù)分析等，能應(yīng)用理論與方法獨(dú)立開展設(shè)計(jì)工作，培養(yǎng)符合現(xiàn)代MEMS設(shè)計(jì)所需的應(yīng)用與創(chuàng)新能力。

二、問題分析

以往的MEMS課程對相關(guān)設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)亦有一些介紹，但實(shí)踐環(huán)節(jié)較為薄弱。我國僅少數(shù)院校設(shè)有正規(guī)的MEMS專業(yè)，可借鑒的成熟教學(xué)模式少，我們在實(shí)踐中也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些問題：

1.教學(xué)重點(diǎn)確定。MEMS設(shè)計(jì)涉及知識點(diǎn)多，例如微流體力學(xué)、有限元等，都可以擴(kuò)展為獨(dú)立課程。如何確定教學(xué)重點(diǎn)，在有限學(xué)時內(nèi)將基本點(diǎn)講透徹，讓學(xué)生能確實(shí)掌握重點(diǎn)知識和有效開展實(shí)踐，是亟待解決的問題。

2.教材選擇。教材是教學(xué)過程中必不可少的工具，也是學(xué)生獲取知識的主要源泉，MEMS設(shè)計(jì)既涉及到多領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，同時也具有很強(qiáng)的實(shí)踐特征，需要學(xué)生能借助有限元等將理論應(yīng)用到器件設(shè)計(jì)中，而目前國內(nèi)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(xiàn)代工程需要的由理論至實(shí)踐的設(shè)計(jì)類教材。

3.軟件實(shí)踐環(huán)節(jié)的具體實(shí)施。軟件實(shí)踐是開展MEMS設(shè)計(jì)教學(xué)不可或缺的環(huán)節(jié)，由于MEMS設(shè)計(jì)中往往涉及到多個物理場的耦合計(jì)算，需要選擇合適的教學(xué)軟件和教學(xué)實(shí)例，難度和工作量要適中，便于學(xué)生在短時間內(nèi)熟悉基本操作，同時也要反映MEMS器件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，讓學(xué)生感覺到利用教學(xué)軟件逐步探究的樂趣。

三、教學(xué)方法改進(jìn)

1.教學(xué)計(jì)劃和教案的構(gòu)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(jì)、微流控芯片、薄膜泵三類器件為對象。以器件的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)為牽引，建立科學(xué)的授課體系結(jié)構(gòu)，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，逐步引入理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)、分析方法等。這三類器件的共性特點(diǎn)是：（1）能承載靜電學(xué)、流體力學(xué)、彈性力學(xué)、熱力學(xué)等基本理論；（2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對簡單，利用不太密集的網(wǎng)格劃分就可以得到相對滿意的結(jié)果，學(xué)生能夠在有限時間內(nèi)切實(shí)體會到多場耦合構(gòu)建、網(wǎng)格劃分、計(jì)算格式、后處理等技巧，提高了學(xué)習(xí)效率；（3）便于逐次推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程，有助于提高學(xué)生興趣，降低學(xué)習(xí)難度。

2.軟件平臺的選擇。目前，市場上有許多能夠用于MEMS設(shè)計(jì)的軟件，其中一些功能非常強(qiáng)大，包括了版圖設(shè)計(jì)、工藝仿真與優(yōu)化等前后端模塊。考慮到實(shí)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(jì)算精度上略顯不足，但其具有適合于教學(xué)的獨(dú)有優(yōu)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(diǎn)，而Comsol在提供了強(qiáng)大的耦合模塊的同時，也提供了從基礎(chǔ)模塊自行構(gòu)建架構(gòu)的方法；（2）軟件運(yùn)行速度快、對硬件平臺要求不高，這使得借用公共機(jī)房就可以開展軟件實(shí)踐，并能在課堂有限時間內(nèi)完成授課―實(shí)踐―答疑―總結(jié)的過程。（3）提供了大量案例庫，為課后學(xué)習(xí)提供了參考。我們還引入了AutoCAD等輔助軟件，以彌補(bǔ)單一軟件的不足。

3.互動的上機(jī)實(shí)踐教學(xué)模式。以往的授課中，教師在理論分析上耗費(fèi)時間較多，雖然能夠從基礎(chǔ)理論到器件分析的各層面進(jìn)行描繪。但受體裁制約，講授時間冗長，單元之間的前后關(guān)聯(lián)性過強(qiáng)，學(xué)生參與感差，教師則很難營造出活潑的互動教學(xué)氣氛。近年來，我們建立了多媒體互動教學(xué)的條件，以器件分類為根據(jù)，將教學(xué)內(nèi)容聚焦為既有關(guān)聯(lián)又獨(dú)立的若干單元，每單元均包含理論簡介、案例講解、答疑、實(shí)踐操作等，而將冗長的理論推導(dǎo)過程舍棄或留給學(xué)生課下自學(xué)。下面以低濃度物質(zhì)在微流道混合為例說明單元授課的具體實(shí)施方法：首先，簡要介紹微混合的應(yīng)用背景和定量指標(biāo)需求，解讀非穩(wěn)態(tài)對流―擴(kuò)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(qū)別、Pe數(shù)約束條件，以及借助濃度分布圖等來分析結(jié)果等；再給出空白的幾何模型，讓學(xué)生根據(jù)要求獨(dú)立實(shí)踐；最后留出時間對共性問題答疑，并簡要介紹最新動態(tài)，提供文獻(xiàn)給學(xué)生課后擴(kuò)展學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)效果評估

1.通過學(xué)習(xí)后，學(xué)生普遍能夠?qū)⑽锢怼⒒瘜W(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)理論和軟件工具相結(jié)合，獨(dú)立解決MEMS器件耦合問題。以課后作業(yè)之一：“微混合器設(shè)計(jì)”為例：研究生經(jīng)學(xué)習(xí)后，能獨(dú)立構(gòu)思微混合器的結(jié)構(gòu)，完成模型設(shè)計(jì)和網(wǎng)格劃分，然后將電場―流場―溶質(zhì)分布結(jié)合進(jìn)行耦合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)性能評估等，最后提交設(shè)計(jì)報(bào)告，有些設(shè)計(jì)體現(xiàn)出相當(dāng)?shù)膭?chuàng)意。

2.學(xué)生能夠在后續(xù)的畢業(yè)論文或創(chuàng)新實(shí)踐中自覺綜合Comsol軟件及其他工具，解決實(shí)際微機(jī)電工程設(shè)計(jì)問題，包括慣性組件散熱、點(diǎn)膠控制、微射流等問題，并在后續(xù)實(shí)踐中與教師保持長期互動。其中部分方案體現(xiàn)出很強(qiáng)的多場耦合特色，教師也能從相關(guān)領(lǐng)域汲取營養(yǎng)，對具體需求有更深入了解。不僅達(dá)到了學(xué)以致用的目標(biāo)，也實(shí)現(xiàn)了“教學(xué)相長”。

3.課堂氣氛活躍，學(xué)生勇于提問、勤于思考和動手，向教師反映學(xué)習(xí)MEMS設(shè)計(jì)“很有趣”、“學(xué)到了知識”、“原來如此！”等，并從自身感受出發(fā)，提出改進(jìn)教學(xué)的意見。

五、結(jié)語

在教學(xué)改革實(shí)施的過程中我們明顯感到，合理和科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃和實(shí)施方法，既能引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)習(xí)理論知識和掌握實(shí)踐方法，也能給他們充分發(fā)揮思維和想象力的空間，通過教學(xué)改革舉措，使教學(xué)質(zhì)量得到明顯改善，有效提升了學(xué)生微機(jī)電工程設(shè)計(jì)方面的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

流體力學(xué)重點(diǎn)知識范文第2篇

當(dāng)一個人靜靜地坐在電腦桌前寫三下鄉(xiāng)活動感悟時，腦海中不斷浮現(xiàn)著往日畫面：“西門”之行。城北風(fēng)。。走進(jìn)岙山浙華行記。就業(yè)問卷。海山宣傳。“甬東”。訪。走訪安監(jiān)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(tuán)隊(duì)的精神、工作的經(jīng)驗(yàn)、堅(jiān)強(qiáng)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(wù)，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(xué)姐學(xué)長說，大學(xué)生社會實(shí)踐是引導(dǎo)我們學(xué)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(xué)生投身改革開放，向工農(nóng)群眾學(xué)習(xí)，培養(yǎng)鍛煉才干的好渠道；是提升思想，修身養(yǎng)性，樹立服務(wù)社會的思想的有效途徑。通過參加社會實(shí)踐活動，有助于我們在校大學(xué)生更新觀念，吸收新的思想與知識。當(dāng)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(shí)踐覓真知”。社會實(shí)踐是艱苦的但是收獲是巨大的。

以下是我在社會實(shí)踐中。訪石化企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)得到的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

（一）心態(tài)決定一切

中化興中岙山儲油基地生產(chǎn)部副部汪新在提到他的從業(yè)經(jīng)歷時，他說，自己當(dāng)初也是石化學(xué)院畢業(yè)的學(xué)生，一路艱辛從一個操作工走來，再到調(diào)度員，調(diào)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(jiān)持下來了，堅(jiān)持就是勝利，心態(tài)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?yàn)槠鸩酵欠浅！１疚摹Ｓ煞降男量嗟模蠹乙欢ㄒ欧€(wěn)定心態(tài)，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(tuán)隊(duì)的配合非常。本文。由方的重要，很多的公司也都注重團(tuán)隊(duì)精神，大學(xué)生一定要學(xué)會互相配合，相互促進(jìn)，這樣才能全面發(fā)展。

舟山浙華石油運(yùn)輸有限公司的夏總經(jīng)。也提到我們大學(xué)生進(jìn)工作崗位的關(guān)鍵是要放正心態(tài)，大學(xué)生一般心都比較高，剛出了校門對外面的世界一點(diǎn)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(tài)度，一心只想往高處飛，但卻不知，這樣給領(lǐng)導(dǎo)留下的印象是很不好的。夏經(jīng)。強(qiáng)調(diào)，做為大學(xué)生，我們沒有社會經(jīng)驗(yàn)、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(wěn)穩(wěn)的，調(diào)。好心態(tài)，把自己本職工作做好，堅(jiān)持下去，無論哪一行都會得到好的回報(bào)的。而且做事一定要先學(xué)會做人，學(xué)會做人就是能很好與身邊同事和領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行交流，良好的人際關(guān)系是走向成功必不可少的鋪墊。責(zé)任心，對于一個人來說也是至關(guān)重要的，你要時刻記得為自己所做的事情負(fù)責(zé)，懂得自我反省，從小事做起，從點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起，透過細(xì)節(jié)就能看出一個人的品質(zhì)。大學(xué)生就像是張白紙，思想單純，社會閱歷欠缺，大學(xué)生要多接觸社會，多參加一些團(tuán)體活動，發(fā)揮自己的潛力。

（二）專業(yè)知識——成功事業(yè)的鋪路石

在提及石油行業(yè)工作專業(yè)知識的重要性時，中化興中的汪部長教育我們在校大學(xué)生一定要學(xué)好專業(yè)知識，書到用時方恨少，很多他在讀大學(xué)時以為沒什么用的專業(yè)知識，在工作時經(jīng)常要用到，跟港口浦油。的領(lǐng)導(dǎo)一樣，汪部長也尤其強(qiáng)調(diào)石化行業(yè)專業(yè)課中“流體力學(xué)”的重要性，另外，汪部長也鼓勵我們多考一些相關(guān)證書像四六級證書、計(jì)算機(jī)證書、專業(yè)證書等等。

在中化興中工作的中國石油大學(xué)的研究生也建議我們在校大學(xué)生要好好珍惜在學(xué)校的時間，盡量多去學(xué)習(xí)。他強(qiáng)調(diào)說大三的專業(yè)課很重要，除了老師強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)知識外，一些細(xì)微的知識我們自己也要主動去鉆研，像浙江海洋學(xué)院這樣比較年輕的學(xué)校，知識系統(tǒng)比起其他老資格的學(xué)校的來說還不是很全面，而大學(xué)的知識又是最最基礎(chǔ)的，為了把基礎(chǔ)打好，我們更得主動去多學(xué)，學(xué)精，否則和那些211工程學(xué)校的同學(xué)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(xié)助下，我們團(tuán)隊(duì)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(bào)宣傳、圖片展覽和資料發(fā)放。

通過這次的宣傳和廣大市民的共同學(xué)習(xí)，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(fā)生和血的教訓(xùn)。火無情，但我們?nèi)缒軋?jiān)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(fā)生能降到最低。愛生命，關(guān)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(guān)愛自己的生命，又關(guān)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(guī)程，時時刻刻讓警鐘貫耳，分分秒秒珍愛自己的生命！