2025年第二届全国空气动力学教育教学研讨会

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会议时间:2025-11-07 ~ 2025-11-09
举办场地:华中科技大学国际学术交流中心 导航
主办单位:中国空气动力学会 更多会议
大会主席:唐志共
会议介绍

当今世界正处于百年未有之大变局,教育的发展既面临着前所未有的机遇,也面临着不容忽视的挑战。为加强我国空气动力学教育教学工作,推动空气动力学教育教学成果的推广和经验交流,“第二届全国空气动力学教育教学研讨会”将于2025年11月7日-9日在湖北武汉华中科技大学举办。本届研讨会由中国空气动力学会和中国航空教育学会共同主办,华中科技大学航空航天学院承办,湖北省工程结构安全评定重点实验室协办,现面向全国空气动力学及相关专业的教育工作者发出参会邀请。

研讨主题

欢迎具有新观点、新理论、新范式、新方法的论文,基于教育高质量内涵式发展背景,从多维视角探讨空气动力学教育教学问题。选题包括但不限于以下方向:

(一) 空气动力学课程体系建设研讨;

(二) 空气动力学课堂教学内容研讨;

(三) 空气动力学实验/实践类教学研讨;

(四) 其它相关主题。

会议组织机构

会议主席:唐志共院士

组织委员会

主 任:吴 杰

副主任:熊永亮、柳婉婷

委 员:费 飞、彭泽瑞、薛 涛、赵家权、朱航宇

中国空气动力学会教育教学工作委员会

主任委员:刘沛清

副主任委员:史一蓬、潘 翀、曾 明、韩忠华、周志宏、刘 宇、张宇飞、张文普、耿 玺

秘书长:屈秋林

委 员:王勋年、符 松、郑 耀、孙 刚、杨 永、吕宏强、姜 楠、胡宗民、邱福生、杨小权、郭 昊、谢昱飞、何国毅、陈晓东、吴 杰、赵静波

以下内容为GPT视角对全国空气动力学教育教学研讨会相关领域的研究解读,仅供参考:

全国空气动力学教育教学研究现状

教学现状

课程设置与体系

基础课程:国内众多高校航空航天类、力学类等专业均开设了空气动力学基础课程,作为专业核心课程,一般安排在大二或大三阶段。例如,北京航空航天大学、西北工业大学等,其课程体系注重从流体力学基础逐步过渡到空气动力学原理,涵盖连续方程、动量方程、能量方程等基础知识,为后续专业课程学习奠定基础。

专业课程:针对不同研究方向和领域,设置了一系列专业课程。如飞行器设计专业会开设“飞行器空气动力学”“高超声速空气动力学”等课程;汽车工程相关专业可能开设“汽车空气动力学”。这些课程紧密结合实际应用,深入探讨特定领域内的空气动力学问题。

教学方法与手段

传统讲授法:在空气动力学教学中,传统讲授法仍是主要教学方式之一。教师通过课堂讲解,系统传授空气动力学的基本概念、理论和方法。例如,在讲解翼型升力原理时,教师会详细推导升力公式,解释升力产生的物理机制。

多媒体教学:随着信息技术的发展,多媒体教学得到广泛应用。教师利用PPT、动画、视频等多媒体资源,直观展示复杂的空气动力学现象和流动过程。比如,通过动画演示飞机机翼周围的流场分布,帮助学生更好地理解升力和阻力的产生。

实验教学:实验教学是空气动力学教学的重要组成部分。许多高校建有空气动力学实验室,配备风洞等实验设备。学生通过实验,验证理论知识,培养实践操作能力和科学思维能力。例如,在风洞实验中,学生可以测量不同翼型的升力和阻力系数,分析翼型参数对气动性能的影响。

教材建设

国内出版了一系列空气动力学教材,涵盖了不同层次和领域的需求。一些经典教材如《空气动力学》(潘锦珊等编著)具有较高的权威性和广泛的影响力,被众多高校采用。这些教材在内容编排上注重理论与实践相结合,既有深入的理论推导,又有丰富的实例分析。

教育研究现状

教学方法改革研究

探究式教学法:部分教师开始尝试探究式教学法,引导学生自主探究空气动力学问题。例如,教师提出一个实际工程问题,如“如何降低汽车的空气阻力”,让学生分组进行研究,通过查阅文献、设计实验、分析数据等环节,提出解决方案。这种教学方法有助于培养学生的创新能力和解决问题的能力。

线上线下混合式教学:随着在线教育的发展,线上线下混合式教学在空气动力学教学中得到应用。教师利用在线课程平台提供教学视频、课件等学习资源,学生可以在课前进行自主学习;课堂上,教师针对重点和难点问题进行讲解和讨论,组织学生进行小组活动和实验操作。这种教学模式充分发挥了线上和线下教学的优势,提高了教学效果。

课程思政研究

空气动力学课程思政研究逐渐受到关注。教师将思政元素融入教学内容中,培养学生的爱国情怀、科学精神和职业道德。例如,在介绍我国航空航天事业的发展历程时,讲述科学家们的奋斗故事和爱国精神,激发学生的民族自豪感和责任感。

实践教学研究

实践教学研究主要集中在实验教学改革和实习基地建设方面。一些高校对风洞实验教学内容和方法进行改革,增加综合性、设计性实验项目,提高学生的实践能力和创新能力。同时,加强与航空航天企业、汽车制造企业等的合作,建立实习基地,为学生提供更多的实践机会。

存在问题

教学内容更新滞后:空气动力学领域发展迅速,新的理论、技术和方法不断涌现。但部分高校的教学内容更新不及时,仍以传统理论为主,缺乏对前沿知识和实际应用案例的介绍,导致学生所学知识与实际需求脱节。

教学方法单一:虽然一些新的教学方法得到应用,但传统讲授法仍占主导地位,学生的主动性和参与度不高。此外,教学方法的选择和应用缺乏针对性和灵活性,不能很好地满足不同学生的学习需求。

实践教学资源不足:空气动力学实践教学需要大量的实验设备和场地,但部分高校由于经费有限,实验设备陈旧、数量不足,无法满足教学需求。同时,实习基地建设不够完善,学生实习机会有限,实践教学效果受到影响。

师资队伍建设有待加强:空气动力学是一门综合性较强的学科,对教师的专业素养和教学能力要求较高。但部分高校师资队伍存在结构不合理、年轻教师实践经验不足等问题,影响了教学质量和教育研究的开展。

改进方向

更新教学内容:及时关注空气动力学领域的前沿动态,将新的理论、技术和方法融入教学内容中。例如,增加高超声速空气动力学、计算空气动力学等方面的内容,引入实际工程案例,让学生了解空气动力学在实际中的应用。

创新教学方法:进一步推广探究式教学法、线上线下混合式教学等新的教学方法,激发学生的学习兴趣和主动性。同时,根据不同的教学内容和学生的特点,选择合适的教学方法,提高教学效果。

加强实践教学资源建设:加大对实践教学设备的投入,更新和补充实验设备,提高实验教学的质量和水平。加强实习基地建设,与企业建立长期稳定的合作关系,为学生提供更多的实践机会。

加强师资队伍建设:引进高层次人才,优化师资队伍结构。加强对年轻教师的培养,通过培训、进修等方式,提高他们的专业素养和教学能力。鼓励教师开展教育教学研究,提高教育教学水平。

全国空气动力学教育教学研究可以应用在哪些行业或产业领域

航空航天领域

飞行器设计

固定翼飞机:空气动力学教育教学成果帮助工程师理解机翼升力和阻力的产生机制,优化机翼形状(如后掠翼、超临界机翼),以提高飞机的飞行性能,如增加航程、提升速度和降低油耗。例如,波音787梦想客机采用了先进的空气动力学设计,其机翼的特殊形状和翼梢小翼设计显著降低了阻力。

直升机:研究旋翼的空气动力学特性,改善旋翼的气动效率,减少振动和噪音。像空客H160直升机,通过创新的旋翼设计和空气动力学优化,实现了更高的飞行速度和更低的噪音水平。

航天器设计

运载火箭:空气动力学原理用于设计火箭的外形,减少在大气层内飞行时的空气阻力,提高火箭的运载能力。例如,SpaceX的猎鹰9号火箭,其流线型的外形和优化的整流罩设计有助于降低空气阻力,提高发射效率。

卫星与探测器:确保卫星和探测器在进入大气层或再入大气层时的安全性和稳定性。例如,中国的嫦娥五号返回器在返回地球时,通过精确的空气动力学设计和控制,成功实现了安全着陆。

交通运输领域

汽车工业

车身造型:优化汽车的外形,降低空气阻力,提高燃油经济性和电动续航里程。例如,特斯拉Model S采用了流线型的车身设计,风阻系数低至0.208,有效降低了能耗。

空气动力学套件:如扰流板、扩散器等,用于增加车辆的下压力,提高高速行驶时的稳定性和操控性。许多高性能跑车都配备了先进的空气动力学套件,如法拉利F8 Tributo。

高铁与轨道交通

列车外形设计:减少列车运行时的空气阻力和噪音,提高运行速度和舒适性。例如,中国的高铁列车采用了独特的“子弹头”造型,风阻系数较低,能够实现高速稳定运行。

隧道空气动力学:研究列车进出隧道时产生的压力波和微气压波问题,保障乘客的舒适性和隧道结构的安全。

能源动力领域

风力发电

风力发电机叶片设计:根据空气动力学原理设计叶片的形状、角度和长度,提高风能转换效率。例如,维斯塔斯的风力发电机叶片采用了先进的气动设计,能够在不同的风速条件下实现高效发电。

风电场布局优化:考虑地形、地貌和大气边界层等因素,合理布局风力发电机,减少风机之间的尾流影响,提高整个风电场的发电效率。

燃气轮机与航空发动机

压气机和涡轮设计:优化叶片的气动性能,提高压气机的增压比和涡轮的效率,从而提升发动机的功率和热效率。例如,通用电气的GE9X航空发动机采用了先进的压气机和涡轮设计,具有更高的推力和更低的燃油消耗。

体育竞技领域

自行车运动

自行车设计:通过空气动力学优化自行车的车架、轮组和骑行姿势,减少空气阻力,提高运动员的骑行速度。例如,一些专业的计时赛自行车采用了低风阻的车架设计和封闭式轮组,能够帮助运动员在比赛中取得更好的成绩。

骑行装备:如骑行服、头盔等,也注重空气动力学性能,减少运动员在骑行过程中的阻力。

赛车运动

赛车外形设计:追求极致的空气动力学性能,增加下压力,提高赛车在高速行驶和过弯时的稳定性和抓地力。例如,F1赛车采用了复杂的前翼、尾翼和扩散器设计,能够在高速行驶时产生巨大的下压力。

建筑与环境工程领域

高层建筑设计

抗风设计:考虑风荷载对高层建筑的影响,通过空气动力学分析和风洞试验,优化建筑的形状和结构,确保建筑在强风环境下的安全性和稳定性。例如,上海中心大厦采用了独特的螺旋上升造型,能够有效减少风荷载对建筑的影响。

城市通风与空气质量改善

城市规划:运用空气动力学原理规划城市的布局和建筑物的分布,促进城市空气的流通,改善城市空气质量。例如,合理规划城市中的绿地、水体和通风廊道,有助于缓解城市热岛效应和空气污染问题。

兵器工业领域

导弹与火箭弹设计

气动外形设计:优化导弹和火箭弹的外形,提高其飞行稳定性和射程。例如,一些先进的巡航导弹采用了隐身外形和空气动力学优化设计,能够降低被敌方雷达探测到的概率,并提高飞行性能。

飞行器隐身技术

外形隐身设计:通过空气动力学原理设计飞行器的外形,减少雷达反射截面积,提高飞行器的隐身性能。例如,美国的B-2隐形轰炸机采用了独特的飞翼布局和隐身外形设计,具有极低的雷达反射截面积。

全国空气动力学教育教学领域有哪些知名研究机构或企业品牌

知名研究机构高校研究机构

北京大学工学院航空航天系

优势与特色:依托北京大学深厚的学术底蕴和强大的科研实力,在空气动力学基础理论研究方面成果丰硕。该系注重跨学科研究,将空气动力学与材料科学、计算机科学等相结合,开展前沿探索。

教育教学贡献:拥有一批国内外知名的学者和专家,为学生提供高质量的教学和指导。其课程设置注重理论与实践相结合,培养学生的创新思维和实践能力。

清华大学航天航空学院

优势与特色:在空气动力学领域具有深厚的历史积淀和强大的科研实力,尤其在飞行器空气动力学、高超声速空气动力学等方面处于国内领先水平。学院承担了多项国家级科研项目,与国内外科研机构和企业保持着广泛的合作。

教育教学贡献:注重培养学生的综合素质和创新能力,通过开设前沿课程、组织科研项目和学术交流活动,为学生提供广阔的发展空间。其毕业生在航空航天等领域具有较高的竞争力。

北京航空航天大学航空科学与工程学院

优势与特色:作为国内航空航天领域的顶尖学府,该学院在空气动力学教学和研究方面具有显著优势。学院拥有先进的风洞实验设备和完善的科研平台,在飞行器气动布局设计、气动弹性力学等方面取得了重要成果。

教育教学贡献:构建了完整的空气动力学教学体系,从本科到研究生阶段都有系统的课程设置。注重实践教学,通过实验教学、课程设计和毕业设计等环节,培养学生的实践能力和工程素养。

西北工业大学航空学院

优势与特色:在空气动力学领域具有鲜明的特色和优势,尤其在无人机空气动力学、旋翼空气动力学等方面处于国内前沿。学院拥有一支高水平的科研团队,承担了大量国防科研项目,为我国航空航天事业的发展做出了重要贡献。

教育教学贡献:坚持产学研相结合的教育教学模式,与航空航天企业建立了紧密的合作关系。通过实习、实训和联合培养等方式,为学生提供丰富的实践机会,培养学生的工程实践能力和创新精神。

科研院所

中国空气动力研究与发展中心

优势与特色:是我国规模最大、综合实力最强的空气动力学研究机构,拥有亚洲最大的风洞群和先进的实验设备。在飞行器空气动力学、风工程、环境空气动力学等领域开展了广泛而深入的研究,取得了一系列具有国际先进水平的科研成果。

教育教学贡献:积极开展空气动力学教育和培训工作,为高校和企业培养了大量的专业人才。通过举办学术讲座、短期培训班和研究生联合培养等方式,促进了空气动力学知识的传播和交流。

中国航天科技集团公司第一研究院第一设计部

优势与特色:专注于运载火箭和航天器的设计研发,在空气动力学方面具有深厚的技术积累。参与了我国多项重大航天工程的设计和研制工作,在火箭气动外形设计、再入气动热防护等方面取得了重要突破。

教育教学贡献:与高校开展产学研合作,为学生提供实习和就业机会。同时,通过技术交流和项目合作,培养了一批具有丰富实践经验和创新能力的空气动力学专业人才。

知名企业品牌

中国商用飞机有限责任公司(COMAC)

优势与特色:作为我国大型客机项目的实施主体,在民用飞机空气动力学设计方面投入了大量的研发资源。公司拥有一支专业的空气动力学研发团队,与国内外科研机构和企业开展了广泛的合作,致力于提高我国民用飞机的气动性能和竞争力。

教育教学贡献:注重人才培养和引进,与高校合作开展订单式培养和联合培养项目。通过实际项目的锻炼,为学生提供了将理论知识应用于实践的机会,培养了一批适应民用飞机研发需求的高素质人才。

中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

优势与特色:在战斗机研发和制造领域具有卓越的成就,其产品在空气动力学设计方面具有很高的水平。公司不断推进技术创新,在隐身技术、高机动性气动布局等方面取得了重要突破,为我国空军装备的发展做出了重要贡献。

教育教学贡献:积极参与高校的人才培养工作,设立奖学金、提供实习岗位和科研项目支持。通过与高校的合作,实现了产学研的深度融合,为航空工业培养了大量的专业人才。

比亚迪股份有限公司

优势与特色:在汽车空气动力学领域不断加大研发投入,通过优化车身造型、设计空气动力学套件等方式,提高汽车的燃油经济性和电动续航里程。比亚迪的新能源汽车在市场上具有较高的知名度和竞争力,其空气动力学设计理念也得到了广泛应用。

教育教学贡献:与高校合作开展科研项目和人才培养工作,为学生提供实践平台和创新机会。通过参与实际项目的研发,学生能够更好地了解汽车空气动力学的应用需求和技术发展趋势。

全国空气动力学教育教学领域有哪些招聘岗位或就业机会

高校岗位

教学科研岗

岗位描述:承担空气动力学相关课程的教学工作,如本科生和研究生的空气动力学基础、飞行器空气动力学等课程;同时开展空气动力学领域的科研工作,申报科研项目、发表学术论文、参与学术交流等。

任职要求:一般要求具有博士学位,空气动力学、流体力学等相关专业背景;具备扎实的专业知识和较强的教学能力,能够熟练运用多种教学方法进行教学;有一定的科研成果,如发表过高水平的学术论文或参与过重要的科研项目。

发展前景:随着高校对学科建设和科研水平的重视,教学科研岗有较好的发展空间。可以晋升为教授、博士生导师,带领科研团队开展前沿研究,培养更多的专业人才。

实验技术岗

岗位描述:负责空气动力学实验室的日常管理和维护工作,包括实验设备的操作、调试和维修;协助教师开展实验教学和科研实验,指导学生进行实验操作和数据处理。

任职要求:通常要求具有硕士及以上学历,空气动力学、实验流体力学等相关专业;熟悉空气动力学实验设备的原理和操作方法,具备一定的实验技能和动手能力;有良好的团队合作精神和服务意识。

发展前景:可以在实验技术领域不断积累经验,提升专业技能,成为实验室的技术骨干或负责人。也有机会参与科研项目,向科研方向发展。

科研院所岗位

研究岗位

岗位描述:专注于空气动力学领域的基础研究和应用研究,如飞行器气动布局优化、高超声速空气动力学、风工程等。参与国家级或省部级科研项目,解决科研中的关键技术问题,推动学科的发展。

任职要求:一般要求具有博士学位,有相关科研经验者优先;具备独立开展科研工作的能力,有较强的创新思维和问题解决能力;熟悉科研项目的申报和管理流程。

发展前景:科研院所通常拥有丰富的科研资源和良好的科研氛围,研究岗位有广阔的发展空间。可以晋升为研究员、首席科学家等,在科研领域取得重要成果和声誉。

技术支持岗位

岗位描述:为科研人员提供技术支持和服务,如实验设计、数据处理、软件编程等。协助科研人员完成科研项目,保障科研工作的顺利进行。

任职要求:通常要求具有硕士及以上学历,空气动力学、计算机科学等相关专业;熟悉相关的科研软件和工具,如CFD软件、数据分析软件等;具备良好的沟通能力和团队协作精神。

发展前景:可以在技术支持领域不断提升自己的专业技能,成为科研团队中不可或缺的一员。也有机会参与科研项目,向研究方向发展。

企业岗位航空航天企业

气动设计工程师

岗位描述:负责飞行器(如飞机、火箭、导弹等)的气动外形设计,运用空气动力学原理进行气动布局优化,提高飞行器的飞行性能。参与飞行器的风洞试验和数值模拟,分析气动数据,为飞行器的设计和改进提供依据。

任职要求:一般要求具有本科及以上学历,空气动力学、飞行器设计等相关专业;熟悉飞行器气动设计流程和方法,掌握CFD软件(如Fluent、Numeca等)的使用;有较强的创新能力和工程实践能力。

发展前景:随着航空航天事业的不断发展,气动设计工程师的需求持续增加。可以晋升为高级工程师、技术专家等,参与更复杂、更高端的飞行器设计项目。

飞行性能工程师

岗位描述:分析飞行器的飞行性能,如升力、阻力、推力、稳定性等。制定飞行器的飞行性能指标和测试方案,参与飞行试验和性能评估,为飞行器的使用和维护提供技术支持。

任职要求:通常要求具有本科及以上学历,空气动力学、飞行力学等相关专业;熟悉飞行性能分析的方法和工具,具备良好的数据分析和处理能力;有较强的责任心和团队合作精神。

发展前景:可以在飞行性能领域深入发展,成为该领域的专家。也有机会参与飞行器的研发和改进工作,为提升飞行器的性能做出贡献。

汽车企业

空气动力学工程师

岗位描述:负责汽车的外形设计和优化,降低汽车的空气阻力,提高燃油经济性和电动续航里程。进行汽车的风洞试验和数值模拟,分析汽车的气动性能,提出改进方案。

任职要求:一般要求具有本科及以上学历,空气动力学、车辆工程等相关专业;熟悉汽车空气动力学设计原理和方法,掌握CFD软件的使用;有较强的创新能力和设计能力。

发展前景:随着汽车行业对节能减排和性能提升的要求不断提高,空气动力学工程师的需求日益增长。可以晋升为技术主管、项目负责人等,参与汽车新产品的研发和设计。

CAE工程师(空气动力学方向)

岗位描述:运用计算机辅助工程(CAE)技术,对汽车的气动性能进行仿真分析和优化。建立汽车的气动模型,进行数值模拟计算,分析计算结果,为汽车的设计和改进提供技术支持。

任职要求:通常要求具有本科及以上学历,空气动力学、力学等相关专业;熟悉CAE软件的操作和使用,具备良好的编程能力和数据处理能力;有较强的学习能力和问题解决能力。

发展前景:可以在CAE领域不断提升自己的技术水平,成为该领域的专家。也有机会参与汽车企业的研发项目,为汽车的性能提升和创新设计做出贡献。

能源企业(如风电企业)

风力发电机叶片气动设计工程师

岗位描述:负责风力发电机叶片的气动设计,根据空气动力学原理优化叶片的形状、角度和长度,提高风能转换效率。参与叶片的研发和测试工作,分析叶片的气动性能,提出改进措施。

任职要求:一般要求具有本科及以上学历,空气动力学、流体力学等相关专业;熟悉风力发电机叶片的设计原理和方法,掌握相关的设计软件和工具;有较强的创新能力和工程实践能力。

发展前景:随着可再生能源的发展,风力发电行业前景广阔。风力发电机叶片气动设计工程师有较好的职业发展机会,可以晋升为高级工程师、技术总监等,参与更大型、更高效的风力发电机研发项目。

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