计算机软件在汽轮机原理课程设计中的应用

【摘要】在汽轮机原理课程设计中，我们利用计算机软件同传统的课程设计相结合的教学方式，通过强化计算机软件在课程设计过程中的实施与利用，强化了学生的工程意识，锻炼了学生的软件应用能力，提高了课程设计的教学效果。

【关键词】汽轮机 课程设计 计算机软件

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）29-0233-02

课程设计是很多工科专业提高学生实践能力的重要环节。在全国开设动力机械及工程专业方向的高校中，很多都安排了“汽轮机原理课程设计”这一课程，旨在通过课程设计使学生应用、巩固、提高所学专业知识，加深对所学理论知识的理解，获得与专业有关的实践经验，培养专业技能以及综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力。汽轮机原理课程设计是汽轮机原理教学的重要组成部分，是汽轮机原理课程理论教学结束后，针对汽轮机设计过程中某一具体环节，在指定的设计工况下由学生独立进行的一次系统地设计实践。

汽轮机设计包括热力设计和强度设计，具有很强的综合性和实践性。设计过程中需要查阅大量的文献资料和物性参数以及相关的设计手册、标准，同时也需要进行大量的设计计算和工程图绘制，设计任务繁重，需要耗费大量的时间和精力。在短时间内完成这一设计过程，学生往往疲于应对各种公式、运算，而不能很好地理解掌握整个设计过程，使得课程设计的教学目的大打折扣。

随着计算机和软件技术的发展，汽轮机原理和计算机软件相结合，可有效地提高学生的运算速度，克服上述问题，切实提高课程设计的教学效果。我们在汽轮机课程设计的教学实践中，通过不断摸索发现，计算机软件和传统课程相结合确实取得了良好的效果。

一、同Excel结合，简化计算过程

Excel是Microsoft Office常用的办公软件，其强大的公式编辑和计算功能正好可以处理汽轮机原理课程设计中的大量计算工作。汽轮机原理课程设计的计算涉及参数的选择、热力系统的计算、通流部分的热力计算和整机校核计算。设计过程涉及大量的公式和计算，有些参数可能需要反复迭代得到，计算工作量非常大。将Excel引入到设计过程，可以使计算过程简化，提高计算效率。只要一次编辑公式，就能得到所要的结果，需要反复迭代的过程只需改变输入参数即可。利用Excel软件可以节约大量的计算时间，学生可以不用专注于繁琐的计算过程，而有更多时间去消化理解公式和计算过程。

二、同ABAQUS结合，提高工程意识

ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学、结构力學系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛地采用ABAQUS产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。

学生通过公式进行的强度校核采用了一定的简化和近似，得到的结果和工程实际有一定的差距，只适用于课堂教学，在工程实践中几乎不采用。为了培养学生的工程意识，引入ABAQUS软件，通过设计简单的题目让学生去进行强度分析和校核。这一过程不但锻炼了学生工程软件的操作能力，同时也培养了学生的工程意识，为学生踏入工作打下一定的基础。

三、同AutoCAD结合，提高制图规范

汽轮机原理课程设计通常要求学生在设计计算完成以后，将汽轮机的通流流道，以及某几级的叶片叶型，通过工程图纸的形式绘制出来。这时学生需要使用AutoCAD绘图软件将设计结果清晰地呈现出来，同时也要符合机械制图规范。学生首先要去查阅相关的机械制图标准，图纸的页面设计、标题栏、明细栏等均需严格按照机械制图标准绘制；流道以及叶片型线的类型，标注的线性均需按标准严格执行。通过系统而严格的制图过程，学生强化了工程规范意识，同时也提高了绘图水平。

通过汽轮机原理课程设计教学的不断摸索和改革，我们将叶轮机械常用的设计软件应用到汽轮机原理课程设计的教学实践，提高了学生的工程意识和软件操作能力，同时也提高了汽轮机原理课程设计的教学质量，为叶轮机械专业人才的培养发挥了应有的作用。

参考文献：

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[2]赛庆毅.工科研究生提高能力的方法探讨，课程教育研究[J]，2016.4：2-3

[3]王莹，孙晓晶.CFD数值模拟在计算流体力学项目驱动实践教学中的应用，教育教学论坛[J]，2016，2：141-142

作者简介：

施鎏鎏（1983-），男，讲师，博士，研究方向为叶轮机械教学和科研。