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歐美大地 公司新聞
“實踐出真知”探秘知名大學的教學實驗室
發布時間:2023-07-06 瀏覽次數:14715 來源:歐美大地
實驗教學是高校教育教學中必不可少的部分,是培養學生動手能力和創新能力的關鍵,也是高校辦學的主要支柱之一,高校實驗室工作水平體現著學校的整體教育水平、科學技術水平和管理水平,充分認識實驗室工作在高校的作用,對于高校的整體建設至關重要。同時,實驗教學對學生的專業興趣和專業素養的培養也具有重要作用,正所謂“實踐出真知”。
在高校常規實驗室中,既要做到理論與實踐結合,最大程度上實現通過實驗將理論知識轉化為實踐能力這一目標,又要考慮空間尺寸、能耗,以及運行安全等諸多條件。因此,實驗設備的選擇與更新迭代就非常重要。
我們以廣泛應用于高校航天航空,能源與動力,車輛工程,以及土木工程等專業的實驗室中的重要的實驗設備風洞為例。風洞是以人工的方式產生并且控制氣流,用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況,并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備,它是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具之一。風洞從1871年最初的設計到如今,不斷進行迭代,見證并助力了空氣動力學的發展。在高校實驗室中,全尺寸的風洞很難實現。而尺寸適當,運行條件簡單且安全的小型風洞則廣泛應用于高校實驗室。





風洞主要的實驗教學內容:

1. 煙流演示實驗
2. 機翼或圓柱體繞流壓力分布實驗
3. 機翼升阻力測量實驗
4. 阻力模型實驗
5. 伯努利方程實驗
6. 平板邊界層實驗
7. 顫振實驗
下面我們就分享幾所知名大學的典型風洞教學實驗室。

上海交通大學?航空航天學院

上海交通大學于1935年首設航空門,為國家培養出人民科學家錢學森、國家最高科學技術獎獲得者顧誦芬、“殲七”總師屠基達、“運十”總師馬鳳山等航空航天杰出英才。積極對接國家戰略,2002 年復建航空航天工程系,2005年成立空天技術研究院,2008年成立航空航天學院。學院下設飛行器設計系、航空宇航信息與控制系、航空宇航推進系、臨近空間研究中心、吳鎮遠空氣動力學中心和航空宇航系統工程研究中心,擁有“航空宇航科學與技術”一級學科博士點,“飛行器設計”入選首批國防特色學科。

上海交通大學航空航天學院本科教學實驗室配有多套英國Armfield教學實驗設備,涉及空氣動力學,流體力學,流體機械,熱力學,傳熱學等多個學科的實驗內容。

其中空氣動力學實驗設備試驗包括:風洞實驗(機翼和圓柱繞流,機翼升阻力測量,邊界層,伯努利實驗等),噴管實驗等。




復旦大學?航空航天系


復旦大學航空航天系源于1958年在數學系設立的力學專業。上世紀50年代,為了發展我國的航空航天事業,在錢學森等科學家的倡導下,在國內一些重點院系相繼成立了力學專業,培養相關人才。在力學專業的基礎上,1984年獨立建系,2015年更名為航空航天系。學院設有飛行器設計與仿真實驗室、材料力學性能實驗室、動力學與控制實驗室、流體力學實驗室、設計制造實驗室、生物力學實驗室等多個科研實驗室。其中流體力學實驗室包括水力學實驗室和風洞實驗室兩部分,主要服務于本科生的教學和科研活動(包括畢業論文和曦源、望道等FDUROP項目)。其中,風洞實驗室占地約500m2,有各類風洞8座,其中低速回流式風洞2座、大氣6邊界層風洞1座、超音速風洞1座、教學型小風洞4座。

開設實驗包括:風速的測量、機翼繞流、圓柱繞流、圓球繞流、平板繞流、拉瓦爾噴管壓力和馬赫數分布、激波的觀測與測量等。



南方科技大學?力學與航空航天工程系


南方科技大學力學與航空航天工程系成立于 2015 年 12 月,是南科大工學院重點建設院系之一。設有“廣東省湍流基礎研究與應用重點實驗室”、“粵港澳數據驅動下的流體力學與工程應用聯合實驗室”、“深圳市航空航天復雜流動重點實驗室”、“深圳市航空發動機軍工重點實驗室”、“深圳市跨尺度制造力學重點實驗室” 、“深圳市航空燃燒技術服務平臺”和“深圳市軟材料力學與智造重點實驗室”。其配備的C15亞音速風洞主要用于飛行器相關的空氣動力學實驗演示。



湖北汽車工業學院?汽車工程學院


湖北汽車工業學院汽車工程學院成立于1979年,是全國最早設置汽車專業的本科院系之一。學院擁有一個國家級實驗教學示范中心——“汽車產業實驗實訓教學(國家級)示范中心”和一個湖北省級實驗教學示范中心——“汽車工程實驗實訓中心”,實驗室儀器設備達5000余臺(套),總值達3000余萬元,實驗室面積達8000㎡。學院擁有Armfield C15亞音速風洞,主要用于進行汽車相關的流體力學和空氣動力學實驗教學。


西安建筑科技大學?力學技術研究院


西安建筑科技大學力學學科歷史悠久,1981年第一批獲批工程力學二級學科碩士點,為了力學學科的進一步發展,學校于2018年12月21日成立了西安建筑科技大學力學技術研究院(IMT),并由南非科學院院士孫博華擔任院長和首席科學家。研究院的亞音速風洞設備主要用于建筑結構相關的流體力學實驗研究。



Yeovil College

英國Yeovil College的C30亞音速風洞能夠在空氣動力學領域進行高級研究,包括邊界層實驗、流動可視化、壓力分布、湍流研究,并提供開發自行設計的空氣動力學剖面進行測試的可能性。