第一篇：大氣動力學教學大綱

《大氣動力學》教學大綱

第0章 引論

第一章 大氣運動的基本方程組

§1.旋轉坐標系下的動量方程 §2.連續(xù)性方程 §3.熱力學能量方程

§4.閉合方程組及其初邊值條件 §5.球坐標系

§6.局地直角坐標系

§7.P坐標系

第二章 自由大氣中的平衡運動

§1.自然坐標系

§2.地轉平衡與地轉風 §3.梯度平衡與梯度風 §4.旋轉平衡與旋轉風 §5.慣性平衡與慣性風

§6.地轉風隨高度的變化：熱成風 §7.地轉偏差與垂直運動

第三章 大氣中的渦旋運動 §1.環(huán)流定理

§2.渦度與渦度方程 §3.位勢渦度方程 §4.散度與散度方程

第四章 大氣邊界層

§1.雷諾平均運動方程組 §2.行星邊界層

§3.次級環(huán)流與旋轉減弱

§4.地形上空的邊界層(I)均質流體 §5.地形上空的邊界層(II)層結流體

第五章 中緯度天氣系統(tǒng)動力學 §1.大氣層結與層結穩(wěn)定度

§2.中緯度天氣系統(tǒng)的結構：觀測事實 §3.天氣尺度系統(tǒng)的尺度分析 §4.準地轉位勢傾向方程 §5.?方程

§6.發(fā)展中的斜壓系統(tǒng)的理想模式

第六章 大氣中的波動 §1.波動的基礎知識 §2.攝動方法 §3.大氣聲波 §4.淺水重力波 §5.重力內波 §6.Rossby波

第七章 大氣波動的穩(wěn)定度 §1.Rossby波的正壓不穩(wěn)定 §2.斜壓不穩(wěn)定 §3.Eady波

§4.兩層模式中的斜壓不穩(wěn)定波

第八章 大氣中的非線性過程 §1.非線性波與孤立波 §2.大氣孤立波

§3.Lorenz混沌系統(tǒng)

主要參考書目:

1、Holton, J.R., An Introduction to Dynamic Meteorology, 4th Edition, Academic Press,2004.2、劉式適、劉式達編著《大氣動力學》上冊

3、楊大升等編著《動力氣象學》

4、伍榮生等，《動力氣象學

成績構成：作業(yè)20％；報告，口試20％；期終考試60％

大氣動力學名詞、思考題、習題和文獻閱讀

一、名詞

f-平面 ?-平面 正壓大氣 斜壓大氣 地轉風 梯度風 熱成風 地轉偏差 自由大氣 邊界層 Ekman泵 旋轉減弱 Ekman螺旋線 氣旋 反氣旋 大氣層結 包辛尼斯克近似 大氣標高 Rossby數(shù) Ekman數(shù) 基別爾數(shù) 層結穩(wěn)定度 慣性穩(wěn)定度 靜力平衡 地轉平衡 梯度平衡 正壓不穩(wěn)定 斜壓不穩(wěn)定 白貝羅定律 準不可壓縮

二、思考題

1． 考慮地球自轉后，牛頓第二定律的形式如何？寫出科氏力和慣性離心力的表達式。2． 什么是球坐標系？使用球坐標系的優(yōu)缺點是什么？ 3． 什么是局地直角坐標系？局地直角坐標系的適應范圍如何？

4． 什么是P坐標系？P坐標系的物理基礎是什么？使用P坐標系的優(yōu)缺點是什么 5． 什么是自然坐標系？在此坐標系下大氣水平運動方程的形式如何？ 6． 在地轉風運動中，風場與氣壓場的關系如何？

7． 什么情況下梯度風是次地轉的？什么情況下梯度風是超地轉的？

8． 在熱成風關系中熱成風與溫度場的關系如何？怎樣利用熱成風關系判斷某地上空的冷暖平流？

10．解釋海陸風的形成，并指出其能量轉換的特點。

11．什么是渦度？敘述渦度方程各項的物理意義并熟練推導大氣垂直渦度方

程。12．什么是位勢渦度？它守恒的條件是什么？準地轉位勢渦度的表達式如何？ 13．在氣象上散度方程有何作用？

14．什么是分子粘性力，什么是湍流粘性力？

15．在Ekman邊界層中是哪幾種力的平衡？Ekman螺旋解的性質如何？ 16．由邊界層中的摩擦引起的次級環(huán)流是怎樣運動的？ 17．自由大氣與邊界層是怎樣相互作用的？ 18．大氣溫度、密度、氣壓隨高度變化特征如何 19．不可壓和可壓縮流體的層結穩(wěn)定度的判據(jù)如何？

20．動力學上指的大、中、小三類運動的水平特征尺度各是多少？

21．敘述基別爾數(shù)、羅斯貝數(shù)和Ekman數(shù)等幾個動力學參數(shù)的表達式及其物理意義。22． 什么是準地轉平衡？什么是準靜力平衡？準地轉運動的原始方程組如何簡化？準地轉渦度方程形式如何？準地轉位勢方程形式如何？

23． 中高緯發(fā)展的斜壓天氣尺度系統(tǒng)的結構如何？你怎樣理解，在發(fā)展的斜壓系統(tǒng)中“次級環(huán)流”是“大氣的溫度的變化滿足靜力平衡，渦度的變化滿足地轉”的約束的結果。24． 什么是頻散波、什么是非頻散波？什么是相速度、什么是群速度？ 25． 大氣中有哪幾類基本波動？它們是怎樣產(chǎn)生和傳播的？ 26． 什么是濾波？怎樣濾波？

27． 羅斯貝波是怎樣產(chǎn)生的？無基本氣流時羅斯貝波的波速公式如何？ 28． 舉出幾種常見的計算大氣垂直運動的方法，并敘述它們各自的優(yōu)缺點。29． 舉例說明，地球旋轉對大氣運動有顯著影響。

三、習題 第一章

引論

1、查找并學習大氣輻射平衡圖，給出大氣能量收入和支出的主要過程。

2、查找并學習傳記：V Bjerknes J Bjerknes LF Richardson VW Ekman CG Rossby

EN Lorenz JG Charney JR Holton BJ Hoskins J Pedlosky 郭曉嵐

葉篤正 謝義炳

第二章 大氣運動的基本方程組

1、全導數(shù)（d?）與局地時間導數(shù)（）有何區(qū)別？用測風氣球測出的物理量隨時間dt?t的變化是個別變化還是局地時間變化？在百葉箱里測出的溫度隨時間的變化是個別變化還是局地變化？

2、設f為大氣的某一物理屬性，試分別說明并指出f守恒的條件

3、設f為任一標量函數(shù)，試證明

?fdf??0,?v???f?0和?0的意義

dt?t????f???f??????????r???f，??t?I??t?R并由此驗證

?df??df?????? ?dt?I?dt?R式中下標“I”，“R”分別指慣性系和旋轉系。

4、設地球是球形，求在地表面緯度為?處重力與引力之間的夾角。其最大值是多少?

5、計算赤道上空同步人造衛(wèi)星的高度。用繩子將此衛(wèi)星與地面連接，再用同樣長的繩子將第二顆人造衛(wèi)星與第一顆衛(wèi)星連接，并使第二顆衛(wèi)星在第一顆衛(wèi)星的上空以同樣的角速度旋轉。若不計繩子的質量，求繩子作用于單位質量衛(wèi)星的張力。

6、證明曲率項力對大氣質點不做功。

7、有一物體在40N處由1000米高度自由下落，試求該物體著地時因科氏力的作用向東偏移的距離。08、不考慮地球曲率的影響，且認為地球只繞鉛直軸以角速度?sin?旋轉，推導出以地表面為極平面的柱坐標系(r,?,z)下的大氣運動方程和連續(xù)方程。

9、設地球表面處的大氣壓為1000hPa,求大氣總質量。

10、利用z-P坐標系的轉換關系式，證明

?du??du?????? ?dt?z?dt?P

第三章

自由大氣中的平衡運動

1、考慮定常的水平圓渦旋運動，當r?R時空氣以常角速度?逆時針旋轉，當r?R時，空氣的切向速度與r成反比，設空氣運動滿足梯度風關系和靜力平衡關系，且風場是連續(xù)的，證明：通過渦旋中心高度為z0的等壓面方程為

???f???2r,r?R;?z0?2g?z???2R2?R2?f?R2?2?2???z0?2g?gr???r??1??ln?,r?R.?2R?

2、一陸龍卷風以等角速度?逆時針旋轉，設它滿足旋轉風方程，證明其中心的氣壓為

??2r02??, p?p0exp???2RT?其中p0是離中心距離為r0處的氣壓，T是氣溫，設為常數(shù)。若T=288K,r0?100m米處的氣壓p0?1000hPa，風速為100米/秒。問龍卷風中心氣壓是多少？

3、在所謂的地轉動量近似中，定常的圓形渦旋運動的梯度風的公式為

VVgR?fV?fVg

式中Vg為地轉風。比較由此式給出的梯度風和不采用地轉動量的梯度風的值

4、根據(jù)以下資料，計算每一層上的垂直速度w。假定大氣為T=260K的等溫大氣，且1000hPa面上的W=0。

氣壓（kPa）

散度×10／秒

0.9

0.6

0.3

0.0

-0.6

-1.0 5、75-50 kPa間的平均溫度向東每100公里降低3C，如果75-kPa面上的地轉風是20米／秒的東南風，求50kPa面上的地轉風的大小和方向。f的值為10／秒。

6、寫出w和?的近似關系。

第四章 大氣中的渦旋運動

?40?5

7、在等? 面上取一閉合物質鏈，試利用環(huán)流定理推出Ertel位渦方程（提示：以此物質鏈為底面，作一流體柱，將n用??表示，并把質量守恒定律應用于此柱。）。

8、考慮南北鉛直平面上的閉合回路ABCDA（見圖），AD，BC為二等壓線，近于與地面平行，長為?y，AB和CD為二垂直線，長為?z，且各具有平均溫度Tm(1)和Tm(2)，又設回路上下界西風風速分別為u2和u1，試求回路上環(huán)流保持不變時，u2?u1與平均溫度Tm(1)，Tm(2)的關系，并求?y?0,?z?0時，風速的垂直切變與南北溫度梯度的關系。

9、在??300N有一圓柱形氣柱，其半徑r0?105米，如果空氣開始時是靜止的，求當氣柱膨脹使半徑達到r?2?10米時，要維持絕對環(huán)流守恒，其周界的平均線速度。

10、P坐標系中渦度和散度分別定義為

5??p????v?u?? ???x?y?p??u?v??, Dp?????x?y?p試求出它們分別與z坐標系的渦度和散度間的關系。再推導出P坐標系中的渦度方程和散度方程，并與z坐標系的相應方程作一比較。

第五章 大氣邊界層

1．在常值通量層中，在1米和10米高度上分別測得u(1米）=6米/秒，u(10米）=10

2u*米/秒。假定層結為中性，試求摩擦速度u*，粗糙高度z0和拖曳系數(shù)Cd?2。

u(10米）2．當流體均質不可壓時，請利用有地形的Ekman螺旋解驗證風應力項可表示為

Kk?g?????S 2ff???v??u式中k和?S??K?i??z??z

第六章 中緯度天氣尺度系統(tǒng)動力學：準地轉理論

1．對渦旋系統(tǒng)（例如，氣旋反氣旋系統(tǒng)）和波動系統(tǒng)（例如，大氣長波）進行尺度分析時，他們的水平特征長度尺度、速度尺度和時間尺度分別是怎樣選取的？為什么？

?分別為垂直向單位矢量和地面的風應力矢量。j??z?hB2．木星大氣的大紅斑（反氣旋渦旋），中心位于南緯22度，南北跨越12個緯度，東西向跨越25個經(jīng)度。大紅斑的特征風速100米/秒，木星的赤道半徑為71400公里，旋轉的角速度為1.763?10/秒。大紅斑受木星旋轉的影響嗎？

3．將鋒面看成由西向東運動系統(tǒng)，其南北向的特征長度尺度和特征速度尺度分別為L和v, 而東西向的特征長度尺度和速度尺度分別為l和u。實際觀測表明，L??l，?4u??v，l~200公里，v~20米/秒。時間尺度取l/u。試利用P坐標系下的水平運動方程（略去垂直對流項）對鋒面進行尺度分析并分析其特征。4．描述均質流體的淺水方程組為

?u?u?u???u?v?f0v??,?t?x?y?x?v?v?v???u?v?f0u??,?t?x?y?y??u?v????????u?v??D??????x??y???0,?t?x?y??

D為流體靜止時的自由面高度，?是流體運動時自由面對靜止自由面高度的偏差。其余符號為慣常所用。（1）請將上述方程無量綱化。（2）以Rossby數(shù)為小參數(shù)，用級數(shù)展開法對所得無量綱方程進行求解，討論Rossby的零級近似、一級近似方程的特點。（3）推導出準地轉位勢渦度方程。

5．在討論大氣靜力穩(wěn)定度時，在大氣質點受到擾動移到新的高度的過程中，我們對大氣質點的壓力和位溫作了什么假設？可壓縮和不可壓縮流體的Brunt-V?s?l? 頻率的表達式有何不同？

5．在f-平面上的大氣質點，受到擾動后在南北方向發(fā)生一位移，這時層結對流體沒有影響，但科氏力對質點卻有影響。在科氏力的作用下，大氣質點若返回初始位置，則稱大氣是慣性穩(wěn)定的；若大氣質點繼續(xù)遠離初始位置，則稱大氣是慣性穩(wěn)定的。設大氣初始時為緯向流且滿足地轉平衡，大氣質點的運動不破壞初始氣壓場的分布，大氣摩擦可忽略，試推導出描寫大氣質點在南北向振蕩的方程為：

?ug??dvd2??y??????ff??y 2??dtdt?y?? 式中ug為x向的地轉風。并對慣性不穩(wěn)定的判據(jù)進行討論。

6、在500hPa面上，在北緯45度的某地，其相對渦度以3?10?6?6秒?1/3小時的速度增加，此處風為20米/秒的西南風，而相對渦度以4?10/100公里秒的速率向東北方向減少，試采用?平面的準地轉渦度方程估算出此地的水平散度。

7、假定位勢高度場由如下函數(shù)給出 ???0?p??cf0?y?cos?????pp00???1??k?1sink?x?ct?? ??這里?0僅為p的函數(shù)，c為常速度，k為緯向波數(shù)，p00?1000hPa。（a）用準地轉

df渦度方程求出與此位勢場相一致的水平散度場（設?0）。（b）假定?p00?0，dy??利用連續(xù)性方程求出?x,y,p,t的表達式。

8、利用上題給出的位勢場和絕熱的熱力學方程（設?=常數(shù)）求出?。當k取何值時，此兩題得到的?相等。

第七章 大氣中的波動

1、應用正交模方法求下列波動方程的圓頻率：

???2??2??????3?2（1）??0??3?0;2?c02?0;

（2）

?t?x?t?x?x?2??2??2??2?2?2?2

2(3)2?c0(2?2)?f0(2?2)2?0.?t?x?y?x?y?t2、討論重力外波，若不用靜力平衡假定，而用下列方程組：

?u1?p???t??x?w1?p ???t??z?u?w??0?x?z和邊界條件

z?0,w?0;z?h,證明波速c滿足

?p?p0?p

?w???gw?0.?t?z?tgtanh(kh).kc2?并討論kh??1（長波）和kh??1（短波）的兩種情況。在上面式子中?為常數(shù)。

3、描述均質不可壓淺層流體中的小振幅波動的方程組為：

?u???f0v??g?t?x?v???f0u??g?t?y??u?v????D????0?t??x?y?

式中 ?為擾動自由面高度，D是靜止自由面的高度，為常數(shù)。其余符號為慣常所用。請求出上面方程組的v=0的波動解，并對解的性質進行討論。

4、上題中，若利用赤道Beta平面近似，則可得描述赤道地區(qū)的小振幅波動的方程組為

?u????0yv??g?t?x?v????0yu??g?t?y??u?v????D????0?t??x?y?

式中符號為慣常所用。試求出上面方程組的v=0的波動解，并將此解與上題比較。

5、求出Eady波中的擾動位勢高度場、溫度場、散度場、垂直速度場并在（x,z）平面圖示這些物理量的分布。

四、文獻閱讀（選讀一篇）

1、Storm Track Dynamics By EKM Chang, S Lee and KL Swanson，J Climate, 15, 2136-2183, 2002.2、Stratospheric Dynamics By P Haynes, Annu.Rev.Fluid Mech.2005,37:263-93.3、The Quasi-Biennial Oscillation By MP Baldwin et al., Reviews of Geophysics, 39, 179-229, 2001.4、Global Observations of Oceanic Rossby Waves By DB Chelton and MG Schlex, Sciences, 272, 234-238, 1996.5、Linear Theory of stratified hydrostatic flow past an Isolated Mountain.By RB Smith, Tellus, 32, 348-364, 1980.

第二篇：《化學反應動力學》教學大綱

《化學動力學》教學大綱

一、課程基本信息

課程編號： CHE34200L 中文名稱：化學動力學 英文名稱：Chemical Kinetics 課程類別：專業(yè)選修課 適用專業(yè)：化學及化學生物類 開課學期：秋 總 學 時：34學時 總 學 分：2 預修課程(編號)：物理化學2-1（CHE24501L）

物理化學2-2（CHE24502L）

并修課程(編號)：

課程簡介：化學反應反應動力學是物理化學的重要組成部分。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對化學反應動力學的認識日益深化，化學反應動力學的內容得到明顯的加強和擴展。至今，化學反應動力學已經(jīng)成為物理化學中更高層次的獨立分支學科。

化學動力學研究的對象包括化學反應進行的條件對化學反應過程速率的影響；化學反應的歷程；物質的結構與化學反應能力之間的關系。化學反應動力學最終要回答如下問題：化學反應的內因與外因的對化學反應的速率及過程是如何影響的；揭示化學反應過程的宏觀與微觀機理；建立總包反應和基元反應的定量理論等。

在對化學反應進行動力學研究時，總是從動態(tài)的觀點出發(fā)，由宏觀的、唯象的研究進而到微觀的分子水平的研究，因而將化學動力學區(qū)分為宏觀反應動力學和微觀反應動力學兩個領域，但二者并非互不相關，而是相輔相成的。

建議教材： 許越，《化學反應動力學》，北京：化學工業(yè)出版社，2005。

參 考 書：

[1]傅獻采，物理化學（下冊），南京大學出版社，第四版

[2] 臧雅茹，化學反應動力學，南開大學出版社，1995

二、課程教育目標

化學動力學是化學的基礎理論之一，在學習物理化學的基礎上開設的一門專業(yè)選修課。一方面在學生學過物理化學的基礎上，深化化學反應動力學的理論，從唯象規(guī)律開始，在基元反應的層次上講明化學反應動力學的理論，觀點，方法。另一方面對學生已有的物理化學動力學的基礎知識進行加深和拓寬。以求學生在以后的科學研究和教學等工作中，有正確的思維方法和研究手段。

三、教學內容與要求

1.緒論（4學時）

介紹當前化學反應動力學應研究的內容，基本術語以及經(jīng)典反應動力學的基本定理

2.基元反應動力學（5學時）

分子碰撞理論, 雙分子碰撞頻率硬球碰撞模型，反應速率常數(shù)的求算;過渡狀態(tài)理論,勢能面，由過渡態(tài)理論計算反應速率，E≠0

c、Eb、E0、△rHm、△≠0

rSm與 Ea和指前因子A之間的關系；單分子反應理論；

3.化學反應動力學的實驗方法（4學時）

介紹典型的實驗方法以及幾種典型的復雜反應處理方法

4.鏈反應動力學（6學時）

鏈反應的特征與機理；無擴散的鏈反應；直鏈反應和支鏈反應實例

5.光化學反應動力學（6學時）

光化學概述，介紹光物理過程及光化學過程，光化學基本定律，量子產(chǎn)率，影響光化學反應的因素和光化學的實驗方法

6.催化反應動力學（9學時）

催化與催化作用，催化反應的基本特征，均相催化的Herzfeld-Laidler 機理，酸堿催化反應，絡合催化反應，酶催化反應

四、作業(yè)

教材各章課后習題。

五、考核方式

閉卷+平時練習。

六、成績評定

閉卷×70% +平時練習×30%。

執(zhí)筆人：喬艷紅?

第三篇：列車空氣動力學概論教學大綱

《列車空氣動力學概論》教學大綱

課程的基本描述

課程名稱

列車空氣動力學概論

【單擊此處輸入英文課程名稱】

課程編號

20CL0212

考核方式

考查課

課程性質

專業(yè)方向課

適用專業(yè)

車輛工程系

參考教材

理論

田紅旗

.列車空氣動力學.中國鐵道出版社，第一版，2007

實訓

張英朝

.汽車空氣動力學數(shù)值模擬技術.北京大學出版社，2011

總

學

時

32學時

理論學時

24學時

實訓學時

8學時

上機學時

0學時

學

分

2學分

開課學期

第5學期

前導課程

高等數(shù)學、理論力學

后續(xù)課程

車輛動力學軟件原理及應用

課程說明

2.1

課程的地位與任務

《列車空氣動力學概論》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程目標在于培養(yǎng)學生具備進行列車空氣動力學分析的的基本知識和基本手段。課程任務要求具體如下：

1、學生通過學習該課程，應能掌握流體力學的基本知識、影響列車運行的空氣動力學因素以及空氣動力學基礎知識；

2、掌握列車空氣動力學研究手段，數(shù)值分析方法，了解列車空氣動力學分析在高速列車外形設計中的地位與作用，進而具有綜合運用所學的知識，研究改進或開發(fā)新的列車外形的能力。

2.2

課程教學目標

能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決車輛系統(tǒng)復雜工程問題。具備解決車輛系統(tǒng)復雜工程問題所需的工程基礎知識和技能。

2.3

學時分配

學時數(shù)要與下面內容中的學時分配數(shù)相一致。

學時分配表

章

次

標

題

理論學時

實訓學時

任務一

緒論

0

任務二

流體靜力學

0

任務三

流體動力學

0

任務四

理想不可壓縮流體平面位流

0

任務五

粘性流體及邊界層理論

任務六

列車空氣動力學問題

任務七

專題討論

0

總學時

2.4

課程的主要特點

本課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程目標在于培養(yǎng)學生具備進行列車空氣動力學分析的的基本知識和基本手段。

2.5

教學方法

1．采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

2．在教學內容上，系統(tǒng)講授流體力學、空氣動力學的基本理論、基本知識和基本方法，使學生能夠系統(tǒng)掌握用于解決列車空氣動力學問題的專業(yè)基礎知識。

3．在教學過程中采用電子教案，CAI課件，多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學相結合，提高課堂教學信息量。

4．理論教學與工程實踐相結合，引導學生利用計算流體力學分析軟件，解決具體的列車流線型頭型設計問題。

5.課內討論和課外答疑相結合，每周至少一次進行答疑。

教學內容與學時分配

任務一

緒論（2學時）

掌握程度采用了解、理解和運用，具體含義如下：

了解：能記住學習過的內容。

理解：能領會課程內容的含義，掌握知識的內涵。

掌握：能在新的具體情況下應用所學知識解決問題。

各知識點的重要程度劃分為核心、推薦、可選，具體含義如下：。

核心：該知識點是核心知識單元的一部分。

推薦：該知識點不是核心知識單元的一部分，但應包含在必修課程中。

可選：該知識點屬于選修知識單元。

教學內容以2學時為一個教學單元進行編寫。

教學內容1（2學時）：

1.物質形態(tài)（了解，可選）

2.空氣動力學的發(fā)展與分類（理解，推薦）

3.量綱與單位（理解，推薦）

重點：課程的研究對象。

難點：內容及學習目的。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習題

任務二

流體靜力學（4學時）

教學內容1（2學時）：

1.了解流體的各種屬性，包括：易流性、壓縮性、粘性等（理解，推薦）

2.掌握流體靜力平衡微分方程（掌握，核心）

教學內容2（2學時）：

3.流體靜力平衡微分方程分析（掌握，核心）

4.掌握標準大氣的特征。（理解，推薦）

重點：流體的屬性。

難點：流體靜力平衡計算及分析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習題

任務三

流體動力學（4學時）

教學內容1（2學時）：

1.掌握流體運動的描述方法（理解，推薦）

2.能分析流體微團的運動特征（理解，推薦）

教學內容2（2學時）：

3.掌握理想流體運動微分方程組（掌握，核心）

4.掌握流體運動的積分方程組（掌握，核心）

重點：流體的描敘以及流體的運動特征。

難點：流體運動的計算及分析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習題

任務四

理想不可壓縮流體平面位流（4學時）

教學內容1（2學時）：

1.理想不可壓縮流體平面位流的基本方程（掌握，核心）

教學內容2（2學時）：

2.掌握幾種簡單的二維位流基本方程（理解，推薦）

3.了解一些簡單的流體迭加（了解，可選）

重點：理想不可壓縮流體平面位流的描述。

難點：理想不可壓縮流體平面位流的計算。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習題

任務五

粘性流體及邊界層理論（4學時）

教學內容1（2學時）：

1.掌握流體的粘性及其對流動的影響（理解，推薦）

2.掌握粘性流體運動方程（掌握，核心）

教學內容2（2學時）：

3.掌握邊界層近似及其特征（理解，推薦）

4.掌握平面不可壓縮流體層流邊界層方程（理解，推薦）

重點：流體粘性對流動的影響，粘性流體的運動形式，邊界層概念。

難點：粘性流體運動方程的計算和解析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習題

任務六

列車空氣動力學問題（2學時）

教學內容1（2學時）：

1.掌握列車空氣動力學影響因素（理解，推薦）

2.列車空氣動力學研究方法（理解，推薦）

3.列車外形設計與空氣動力學的關系（理解，推薦）

重點：列車空氣動力學方法解析。

難點：列車外形設計。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后作業(yè)

任務七

專題討論（2學時）

教學內容1（2學時）：

1.了解流體粘性特征（理解，推薦）

2.在了解列車空氣動力學特性及影響因素基礎上，掌握高速列車中一般采用了哪些具體措施來具體應對空氣動力學問題（了解，可選）

重點：流體粘性。

難點：列車空氣動力學運用。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習題

實訓設計

4.1實訓教學基本信息

實訓學時

實訓學時及項目分配

驗證性

演示性

綜合性

設計性

合　計

4.2實訓教學目的與基本要求

1.自學某種計算流體動力學軟件，如fluent，ansys，starccm等；

2.掌握和理解列車外流場分析的模型簡化方法；

3.分析影響外流場分布的主要因素

4、撰寫研究報告。

4.3主要儀器設備

【單擊此處輸入正文】

4.4主要消耗材料

【單擊此處輸入正文】

4.5實訓項目設置

序號

實訓項目名稱

實訓目的及內容提要

學時數(shù)

實訓類型

實訓要求

每組人數(shù)

列車流場分析

掌握和理解列車外流場分析的模型簡化方法

設計

必做

合計

考核與成績記載

5.1

考核的方式及成績的評定

1.平時考核（占總成績50%）：

30分出勤和紀律+5分聽課筆記+5分測驗及作業(yè)+5分期中考試+5分實訓

2.期末考核（占總成績50%）：論文

執(zhí)筆人

審核人

3.成績評定：百分制（考試）

第四篇：動力學論文

《結構動力學》小論文

利用對稱性求解動力問題

組員姓名：

專業(yè)班級:

土木班

指導老師：

完成時間：2014年X月

《結構動力學》小論文

——動力計算中對稱性的運用問題

一、摘要

用柔度法計算對稱結構的振動頻率和周期時，選取半結構可以簡化計算。學習之初，對如何建立等效的半結構模型存在一些疑問，通過老師的講解以及自己的摸索，逐漸形成了一個比較清晰的概念，這篇小論文將就這一問題和如何選取對稱結構進行一個小結。

二、對稱法理論分析簡介

1.利用對稱性求解多自由度體系的自振頻率及其相應的主振型

（a）

結構對稱，質量分布也對稱。該類結構不僅可以利用對稱性求自振頻率和主振型；而且應充分的利用對稱性進行簡化計算。

圖（1）

圖1為一對稱結構，質量分布也對稱，其自由振動的微分方程為

yi=-j=14mjyjδij

（i=1,2,3,4）

（a）

由于對稱性，有：

m1=m4，m2=m3

δ11=δ44，δ22=δ33，δ13=δ42，δ21=δ34

根據(jù)位移互等定理，有δij=δji（i不等于j）。將式（a）的第一式和第四式相加，第二式和第三式相加，分別得：

y1’=-m1y1’δ11‘-m2y2’δ12’

（b）

y2’=-m1y1’δ21‘-m2y2’δ22‘

（b）

式中：

y1’=y1+y4，y2’=y2+y3

δ11，=δ11+δ14，δ22，=δ22+δ23

δ12，=δ21，=δ12+δ13=δ21+δ24

再將式（a）的第一式減去第四式，第二式減去第三式，分別可得：

y1‘’=-m1y1‘’δ11‘’-m2y2‘’δ12‘’

（c）

y2‘’=-m1y1‘’δ21‘’-m2y2‘’δ22‘’

（c）

式中：

y1‘’=y1-y4，y2‘’=y2-y3

δ11‘’=δ11-δ14，δ22‘’=δ22-δ23，δ12‘’=δ21‘’=δ12-δ13=δ21-δ24

至此，把一組四元二階方程式（a)簡化為兩組二元二階微分方程式（b)和(c)，也就是說，求四個自由度體系的頻率和主振型簡化成求兩個自由度體系的頻率和主振型。

利用對稱性計算頻率和主振型時，通常可取半邊結構計算。圖1所示體系，其主振型不外乎圖2，3和4，5所示的四種形式。圖2，3為對稱振型，圖4，5為對稱振型。它們分別可取圖6和7所示的半邊結構進行計算.下面給一算例：

例：求圖示結構的自振頻率及相應的主振型，EI為常數(shù)

圖一

圖二

對稱結構，計算正對稱振型時，B截面既不能轉動，又不能移動，如圖二，可取半邊結構如下圖三

圖三

圖四

計算反對稱振型時，振型如圖五，B截面只能轉動，不能移動，可取半邊結構如圖六

圖六

圖五

圖七

兩種振型見圖二和圖五，由計算結果可知，該結構反對稱主振型為第一主振型，其對應頻率為第一主頻率。

因此不管是靜定結構還是超靜定結構，是計算靜態(tài)問題還是動態(tài)問題，對稱結構在計算時通常可以簡化，我們應充分利用對稱性，使求解得以簡化，以加快解題速度，達到更好的效果。

但對稱法中還有很多值得商榷的小問題，以例題的形式開始討論：

三、建立等效半結構模型

1、自由振動時半結構的選取

例1

試求圖示剛架的自振頻率。

L

EI

EI

EI

L

m

m

解：（1）結構對稱，可取半結構。計算簡圖如下：

根據(jù)柔度系數(shù)的定義，在質量m處作用單位力，畫出結構的彎矩圖，圖乘即得到柔度系數(shù)。

EIE

EI

EI

L

L/2

半結構計算簡圖

彎矩圖

需注意，由于取了半結構，在計算自振頻率時，質量應由原來的2m變?yōu)閙進行計算。

（2）求整個結構的柔度系數(shù)，計算簡圖如下：

計算簡圖

彎矩圖

繪彎矩圖時，由于結構對稱，可取半結構進行計算。但最終對整個結構進行圖乘。

注意，此題實際上并沒有取半結構，因此計算頻率時質量仍為2m，雖然柔度系數(shù)為取半結構計算時的二倍，但與質量相乘可以約分，所得結果與取半結構計算是一樣的。

（3）結論：

①

計算對稱結構的自振頻率時，如果取半結構，則質量應為原來的二分之一；對于半結構求柔度系數(shù)，應按柔度系數(shù)的定義在結構上施加單位力，繪出半結構的彎矩圖并圖乘，即所有的計算都是基于半結構的；

②

若僅僅對于繪彎矩圖階段取半結構，則單位力應變?yōu)樵瓉淼亩种唬蟪稣麄€結構的彎矩圖并圖乘，即計算是基于整個結構的，因此最后求頻率時質量不變，實際上對于整個題目而言并沒有取半結構；

2、受迫振動時半結構的選取

例2

圖示結構在柱頂有電動機，試求電動機轉動時的最大水平位移和柱端彎矩的幅值。已知電動機的質量集中于柱頂，W=20kN，電動機水平離心力的幅值，電動機轉速，柱的線剛度。

h=6m

W

I=∞

解：（1）此題結構對稱，仍可取半結構計算。根據(jù)結構的振動形式（水平振動），其半結構的選取以及彎矩圖如下所示。

半結構計算簡圖

彎矩圖

圖乘，得：

注意，由于取了半結構，質量變?yōu)樵瓉淼囊话耄ǎ饬Ψ狄矐≡瓉淼亩种唬础?/p>

（2）求整個結構的柔度系數(shù)，僅在繪彎矩圖時取半結構。則與例1相同，求柔度系數(shù)時施加在半結構的單位力變?yōu)椋Y構的質量與施加在結構上的外力大小不變。計算過程如下。

彎矩圖

圖乘得：

注意，解法二實際上仍是基于整個結構的，僅僅在繪彎矩圖時應用了對稱性，因此質量與外力均不變。

（3）結論：

受迫振動時，有外力作用于對稱結構上，如果選取半結構進行計算，則不僅質量變?yōu)樵瓉硪话耄饬Ψ狄矐優(yōu)樵瓉淼亩种弧５饬Φ念l率不變。

四、總結

如何選取半結構（如什么時候該用滑動支座和鉸支座），選取半結構之后各物理量應如何做出相應變化（如，求柔度系數(shù)時單位力是否變?yōu)樵瓉硪话耄饬Ψ凳欠褡兓龋约叭绾伪苊庥嬎憬Y果與正確值相差二倍。對此，我們組經(jīng)過討論以及在做題的過程中也思考了很多。其實，現(xiàn)在看來，這個問題就變得很簡單了，只要明白，如果一開始就利用對稱性取了半結構，那么后面的求解都是基于半結構的；而如果僅僅在求柔度系數(shù)繪彎矩圖時取半結構，那么計算還是基于整個結構的，這樣就能明白到底哪些量應變?yōu)樵瓉淼囊话耄男┎挥米兞恕Ｗ詈蟾兄x龍老師對我們的諄諄教誨，讓我們對結構有了更深的了解。

第五篇：服裝動力學作業(yè)

服裝動力學作業(yè)之

市場調查報告

——Z服裝設計與營銷一班

談天豪 Z09400127 關于Zara的零售店調查報告

1.Zara的商店類型

Zara零售店屬于GDA PLAZA商場之間的一家店中店，符合中國式零售店的特色，都是在綜合性百貨商店GDA PLAZA商場中開啟的一家服裝零售店。它既是服裝品牌，也是專營ZARA品牌服裝的連鎖零售品牌.盡管ZARA品牌的專賣店只占Inditex公司所有分店數(shù)的三分之一，但是其銷售額卻占總銷售額的70％左右。

2.該商店的目標消費人群

地理因素分析（Geographic）：Zara 零售店位于杭州市區(qū)的最中心武林廣場商業(yè)區(qū)，在銀泰與百大的對面，在天橋下來的對口，位于轉角；杭州市是浙江的省會城市；尤其是市區(qū)，人口密集，人流量非常大,據(jù)網(wǎng)上數(shù)據(jù)顯示，客流量在10萬以上每天；杭州氣候溫和，雨天較少，平時適宜逛街；并且與H&M正對。隨著H&M登陸杭州后日益受到關注。Zara的客流量也同時劇增。它在杭州市場的地位日益增長。

人口統(tǒng)計因素（Demographic）: 消費群在18-24的青少年到35到49的中年人之間；性別大多為女性消費者，男性消費者也有；面向世界各國的消費群，所有喜歡休閑風格的人群；收入在月收入RMB1000-10000；職業(yè)大多為上班族，學生，白領；受到過高等教育；不分國籍；不分人種。

心理因素（Psychographic）:屬于社會的中高階級人群；生活方式屬于休閑類為主，平時活動較多，運動較多，不是很正式；喜愛西班牙風格以及喜愛運動休閑生活方式的人群為主，心理年齡年輕。

消費行為因素(Behavioral):在非正式場合所穿的較休閑運動服裝；可以穿著多次，使用頻率高且久，可以擁有較長時間段；使用破壞狀況較輕微者；對品牌擁有一定的忠誠度，ZARA直屬于大賣場，該大賣場擁有品牌專有性；較多年輕女性成為了ZARA這個品牌忠誠的追捧者。3.ZARA零售店的結構

門口有條形碼檢驗門，有效的熱鬧環(huán)境下的偷竊以及顧客不小心帶出門的服裝，并且擁有一個穿西裝的門衛(wèi)，負責管理顧客不帶易弄臟類食物入內以及大致的導購； 進門時女裝，大廳中間有49，139的標牌，下面擺放此種價格的內衣和襯衣； 左邊有精品的女裝，還有TRF和DENIE風格類服裝； 右邊為試衣間和毛衣群；

走過標有MEN的墻壁，里面是男裝

最接近男女裝邊界的小桌子上掛了一兩頂帽子，還擺放了內褲；

四周靠墻掛著一幅，桌子上放著線衫，襯衫寡欲大廳中央的桌子邊上呈“S”形狀的衣架上，也有部分外套掛在那里；

角落里百分那個的是部分帽子和皮帶累飾品；

靠近最里面的墻壁上有柜臺上面擺放了鞋子，鞋柜下懸掛了褲子。另外，中間的珠子上都貼有全身鏡。

各種衣服、褲子、帽子、內褲、穿插在一起，已有重復的款式不同的擺放。

4.ZARA的營銷策略

時尚程度（Fashion Cycle Emphasis）:ZARA是西班牙的品牌，屬于時尚循環(huán)(Fashion Cycle)的累積階段(Culmination Stages)中加速階段(Acceleration)至廣泛接受的階段(Acceptance)之間

質量水平（Quality）: ZARA生產(chǎn)基地設在西班牙，只有最基本款式的20服裝在亞洲等低成本地區(qū)生產(chǎn)。ZARA自己設立了20個高度自動化的染色、剪裁中心，而把人力密集型的工作外包給周邊500家小工廠甚至家庭作坊，而把這20個染色、裁剪中心與周邊小工廠連接起來的物流系統(tǒng)堪稱一絕。在西班牙方圓200英里的生產(chǎn)基地，集中了 20家布料剪裁和印染中心，500家代工的終端廠。ZARA把這200英里的地下都挖空，架設地下傳送帶網(wǎng)絡。每天根據(jù)新訂單，把最時興的布料準時送達終端廠，保證了總體上的前導時間要求。在質量上面是很多服裝公司無法匹敵的。價格檔次（Price Range）：Better And Moderate MENS 外套按做工和款式、原材料有569至1399不等 毛線外套衫569 襯衫399 襯里的內衣299 帽子內褲139 鞋子399-699不等 WOMENS 內衣 49 129 外套 359 599 襯衫 299 TRF DENNIE 比較時尚 價格在499-999不等

產(chǎn)品的花色，品種的廣度和深度（Depth&Breadth）: McFashion 快速平價 大量 廣而淺

“多款式、小批量”，ZARA每年都要推出12000多種服裝產(chǎn)品。種類非常廣，但是并不深，而且每種服裝產(chǎn)品的數(shù)量都很少，ZARA實現(xiàn)了經(jīng)濟規(guī)模的突破，款多量少，成為當紅的商業(yè)模式。ZARA以其靈敏供應鏈，創(chuàng)造了長尾市場的新樣板。品牌策略（Band Policies）：

ZARA是西班牙Inditex集團旗下的一個子公司，它既是服裝品牌，也是專營ZARA品牌服裝的連鎖零售品牌。在QC方面做得很好，ZARA的靈敏供應鏈系統(tǒng)，大大提高了ZARA的前導時間。前導時間是從設計到把成衣擺在柜臺上出售的時間。中國服裝業(yè)一般為6～9個月，國際名牌一般可到120天，而ZARA最厲害時最短只有7天，一般為12天。這是具有決定意義的12天。它的營銷策略有顧客導向；垂直一體化；高效的組織管理；強調生產(chǎn)的速度和靈活性；不做廣告不打折等。專有性（Exclusivity）：杭州只有國大和利星擁有ZARA品牌的零售店，對于杭州的國大和利星來說，擁有較強的品牌專有性

ZARA的經(jīng)營策略

營業(yè)時間：上午十點到晚上十點，節(jié)假日不休

商品包裝： ZARA的服裝都是采用只帶有”ZARA”字樣的黑色硬質紙袋包裝，有利于顧客的攜帶且牢靠實用。

消費幫助： 一般情況下，由顧客自由的挑選服裝，如果詢問門口和收銀臺的柜臺工作人員，他們提供導購服務和推薦。在更衣室出也有工作人員負責改衣修衣。大廳內有少數(shù)工作人員負責折疊好顧客弄亂的衣服。

試衣間： 入口處有工作人員和桌子，桌子上擺放試穿后的衣服，工作人員負責折疊后返送柜臺。邊上有一兩個小座位。可以稍作休息等待。試衣間內有光線明亮的黃色熾燈，試衣間為2-5平方米的小房間，純黑色的墻壁隔墻，墻上有較大的全身鏡，墻壁上有掛鉤可以擺放換下的衣物，有拖鞋可以穿出試衣間外。

洗手間： 與整個樓層共用公共衛(wèi)生間，內無獨立衛(wèi)生間

價格吊牌：上標有尺碼：比如，大寫黑體字36 USA4 MEX6 UX8，標有各地區(qū)的不同尺碼標準；產(chǎn)品編號:ART 0754/028/712;條形碼;標價；一般為一張吊牌，黑色印有”ZARA COLLECTION”字樣，另附小包紐扣，也有兩張吊牌的一黑一白也都印有簡單的”ZARA COLLECTION”字樣

商品陳列：門口的櫥柜里最醒目位置擺放了人臺模特，擺放了最新款式的服裝和標價。在內部大廳也都有此款服裝或者產(chǎn)品，大廳中較為引人注目的落地式的呈”S”形的衣架，上端立有吸引顧客的價格牌，標有”49”,”129”等字樣，價格便宜的衣物，突出了ZARA價格便宜的優(yōu)勢特點。不同顏色不同款式不同類型的服裝被分類懸掛在不同的貨架之后總，突出了服裝的色彩和造型，在布置上有穿插，在購買一樣產(chǎn)品式可以同時挑選不同類型的不同產(chǎn)品，提高單位顧客的購買數(shù)量。并且同種物品也重復出現(xiàn)在顧客眼中，提高單位物品的出售率。給顧客一種逛街的快速購物感覺。提高購物的效率。

店堂氛圍：ZARA屬于店中店類型，但是在門口第一家店，占據(jù)了最好的地理位置。門口的ZARA門面雖然低調，但顯示出高雅富有野性的氣息。門口造有臺階，很有氣魄。店內裝潢以黑色為主色調，為暗色系的裝修風格，配上亮黃色的燈光。裝修簡潔富有個性。大堂內的音樂史西班牙略帶野性的輕快型音樂。給人振奮、充滿活力的購物感覺。

促銷：低價的內衣 :標有49.129字樣的柜臺，在S型的衣架上面，坐落于大廳中央，很吸引人的注目，給人第一感覺廉價打折：當整個大廈打折時段，ZARA也會參與整個活動當中，即時，購物場面十分浩大。

改進意見：當H&M與ZARA門對門的進行競爭時，必須擁有更光更快速的反應（QC）。H&M一向以快速廉價大量為競爭的模式。在快速反應上面，如果ZARA沒有跟上時，不夠迅速，那么這場競賽的輸贏顯然就會分出結果，這結果必定讓ZARA失望。

必須更加的廉價，或者提高自身的檔次，我認為后者比較可取。與H&M比較價格不是明智之舉，只能消耗大量的利潤換取更多不必要的損失。然而另辟蹊徑，提高檔次，不與H&M正面交鋒，是一個可行的明智之舉。

改善購物的環(huán)境，提高個性化的程度。在購物環(huán)境上面，ZARA的裝修、布置風格明顯戰(zhàn)勝H&M，只要保持這個不輸，并且更加的個性化使購物環(huán)境更擁有西班牙的風格，又迎合中國消費者的喜好。我相信顧客會更加多。

Z09400127

談天豪