高级力学和热系统04 33335

课程内容：

本课程旨在为学生提供学习机械工程高级知识的机会。课程将特别关注两个方面，即：与力学相关的数学和科学原理的知识和理解；以及热力系统现象高级方面研究的理解和知识。

本课程将加深学生对这两个领域理论的理解，同时还将为学生提供机会，培养其将这些知识应用于工程问题的能力。课程的热系统部分，学生将能够在个人和小组项目中应用CAE技能，创建自己的工程软件，这需要整合在课程中积累的知识和技能。

教学大纲：

• 高级力学

1、经典力学：拉格朗日力学、约束力、非保守力。

2、冲击力学和应力波：突然施加的载荷、冲击载荷。高应变率的影响、高速冲击、对材料特性的影响、应力波。

3、高级动力学：三维空间中运动的刚体的运动学和动力学、角速度和加速度、一般运动和相对运动、惯性、三维空间中刚体的力和力矩、角动量、欧拉方程。

• 高级热系统

4、传导传热理论。

5、层流和湍流边界层理论。

6、对流传热理论。

7、三维流动：纳维-斯托克斯方程、"cold" CFD、能量方程。

8、两相流、喷雾、蒸发。

9、CFD建模。

学习成果：

通过本课程的学习，学生应该能够：

1、使用广义坐标和欧拉-拉格朗日方程全面理解和推导动态系统的运动方程。

2、理解一维应力波，描述与高应变率变形相关的材料行为，并确定冲击应力。

3、全面理解惯性力、角动量、陀螺力等关键物理概念，并能用矢量符号进行数学表达。

4、制定由旋转和平移的刚体和其他离散元素组成的任何合理复杂的三维机械系统的运动方程。

5、能在简单情况下分析解决上述问题。

6、展示对数学和科学原理和方法的广泛知识和理解，这些原理和方法是热力系统高级方面的基础。

7、对非线性动量和热量传递系统的热流体设计过程进行批判性分析，并对结果进行批判性评估。

8、展示对工程原理的全面理解，以及应用这些原理批判性分析先进热力系统的能力。

9、展示对先进热力系统特征的广泛了解和理解。

10、全面了解工程知识在先进热力系统中的应用。