美国Computational Fluid Dynamics课程大纲概览(哥伦比亚大学)

美国Computational Fluid Dynamics课程通常面向较高年级的学生。以哥伦比亚大学为例，该校Computational Fluid Dynamics课程面向大三、大四本科生以及研究生。课程内容涵盖了通过计算来模拟流体流动动力学的数值算法基础，涉及在具有各种边界条件的结构化和非结构化网格上离散时间和空间的各种方法，以及在MATLAB或Python中编写基本的CFD代码，用不同的离散方案测试流体力学中的示例问题。学生还将使用开源软件OpenFOAM研究更复杂的几何图形和数值方法。课程成绩基于家庭作业和期末专题报告和陈述。

一、美国哥伦比亚大学Computational Fluid Dynamics课程评估

1、两份家庭作业：40%

学期中将会指定两个较小的专题。第一个是用Matlab或Python编写和分析一个简单的CFD代码。第二部分将涉及使用名为OpenFOAM的开源CFD平台研究流动和CFD求解方法对模拟输出的影响。

2、两次45分钟的测验：20%

测验持续大约45分钟，内容将涵盖课堂上涉及的概念，这些概念不容易纳入作业中。

3、个人期末项目：40%

代替期末考试，课程将以一个单独的期末项目结束。期末项目的题目完全由学生决定(与指导老师协商)。一个典型的项目将遵循两个原型中的一个：(1)在Matlab或Python或(2)研究复杂流动(多相、湍流、复杂几何形状等)，使用OpenFOAM。其他项目类型当然也是可能的，应该与教师讨论。期末项目的可交付成果包括一份书面报告、一份课堂幻灯片演示和一份OpenFOAM的源代码或输入脚本的存档。

二、美国哥伦比亚大学Computational Fluid Dynamics课程主题

1、CFD概述

2、空间离散化

3、求解方程组

4、OpenFOAM概述

5、湍流建模

6、多相流

通过美国Computational Fluid Dynamics课程学习，学生应该能够获得构成工程师和应用科学家数值流体力学基础的主要方法和技术，并获得熟练使用计算流体动力学(CFD)软件或其他更复杂软件所必需的知识。学生若在学习过程中遇到诸如作业、项目之类的问题，随时可以咨询我们。