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地球流體力學
(南京大學建設的慕課)
鎖定
- 中文名
- 地球流體力學
- 外文名
- Geophysical Fluid Dynamics
- 類 別
- 大氣科學類
- 建設院校
- 南京大學
- 授課平台
- 智慧樹網、中國大學MOOC
- 首次開課時間
- 2020秋季(智慧樹網)、2018年12月(中國大學MOOC)
- 授課教師
- 房佳蓓、楊修羣、黃丹青、胡海波、張洋等
地球流體力學課程性質
地球流體力學課程定位
地球流體力學課程背景
在人類生活的地球上,最常見的流體就是覆蓋在整個地球上的大氣以及佔據地球面積70%的海洋。大氣與海洋不僅是地球生命形成的重要因素,它們的運動和變化還與人類的生存發展休息相關,構成了人類活動賴以生存的地球環境。與一般流體不同,由於受到地球的影響,大氣和海洋在大尺度運動上都具有了地球的固有特徵,基於這些動力學上的共同特徵,大氣與海洋也被概括成“地球物理流體”或者“地球流體”,從20世紀70年代開始誕生了“地球流體力學”這一門新型學科,它也是大氣動力學和海洋動力學的共同基礎。
[6]
地球流體力學適應對象
地球流體力學課程適合大氣科學類專業學生學習。
[2]
地球流體力學課程簡介
該課程共分八個專題予以介紹,在介紹流體基礎概念和基本方法之後,對流體動力學方程組給出詳細的推導和物理解釋,扼要介紹流體力學實驗的相似原理和量綱分析。對流體運動的幾種主要形式——渦旋、旋轉效應、波動運動做概念性講解。另外,對湍流和邊界層也有簡單介紹。
[2]
地球流體力學課程大綱
據中國大學MOOC和智慧樹平台課程大綱對比,兩個平台的課程大綱基本相同。
第一章基礎概念 1.1連續介質假説 1.2描述流體運動的兩種方法 1.3刻畫流體運動的幾何圖像 1.4渦度 1.5散度 1.6形變率 第二章基本方程 2.1連續方程 2.2作用於流體上的力 2.3運動方程 2.4能量方程 第三章相似原理和量綱分析 3.1量綱分析-無量綱量 3.2無量綱方程 3.3特徵無量綱數 第四章渦旋動力學基礎 4.1環流定理 4.2渦度方程 | 第五章旋轉流體動力學 5.1地球流體運動方程 5.2Taylor-Proudman定理 5.3地轉運動 第六章流體波動 6.1波動的概念 6.2重力表面波和界面波 6.3波動能量和能量的傳播速度 6.4旋轉產生的波動 第七章湍流 7.1湍流運動的特點和研究方法 7.2湍流平均運動方程和雷諾應力 7.3湍流能量方程 第八章邊界層流體力學 8.1邊界層的基本概念 8.2層流邊界層 |
地球流體力學開課信息
開課次數 | 開課時間 | 參與人數 |
第1次開課 | 2020秋冬 | 16 |
第2次開課 | 2021春夏 | 7 |
第3次開課 | 2021秋冬 | 10 |
該課程學時安排均為15;授課教師均為房佳蓓、楊修羣、黃丹青、胡海波、張洋。 |
開課次數 | 開課時間 | 參與人數 | 學時安排 |
第1次開課 | 2018年12月24日 ~ 2019年03月20日 | 1720 | 2-3小時每週 |
第2次開課 | 2019年04月15日 ~ 2019年07月14日 | 1220 | 3-5小時每週 |
第3次開課 | 2019年09月09日 ~ 2020年01月05日 | 2009 | 3-5小時每週 |
第4次開課 | 2020年02月17日 ~ 2020年06月21日 | 1664 | 3-5小時每週 |
第5次開課 | 2020年09月07日 ~ 2021年01月10日 | 780 | 3-5小時每週 |
第6次開課 | 2021年03月01日 ~ 2021年07月04日 | 776 | 3-5小時每週 |
第7次開課 | 2021年08月30日 ~ 2022年01月02日 | 573 | 3-5小時每週 |
地球流體力學課程特色
課程設計原則
- 將物理學基本原理應用於地球流體的描述。
- 將動力學基本原理與地球流體主要運動形式結合。
地球流體力學教學目標
通過地球流體力學課程學習,學生能夠實現從經典力學“剛體質點觀念”到流體力學“連續介質流點觀念”的順利過渡,牢固建立刻畫地球流體運動的基本概念,熟練掌握分析地球流體運動規律的基本方法,並能夠利用所學方法,深刻認識渦旋、波動、湍流等主要地球流體運動形成的基本理論,形成創新思維的自覺意識和解決實際問題的能力,為其後續專業課程學習或科學研究奠定堅實的動力學理論基礎。
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地球流體力學學習預備
- 預備知識
- 學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
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《流體力學》(第三版) | 餘志豪 | 2004年 | 氣象出版社 |
《流體力學》(上冊) | 吳望一 | 1982年 | 北京大學出版社 |
《流體力學》(下冊) | 吳望一 | 1983年 | 北京大學出版社 |
《Fluid Mechanics》(5th Edition) | Pijush K. Kundu | 2011年 | 中國電力出版社 |
J. Pedlosky | 1987年 | 專著出版 |
地球流體力學考核標準
平時成績50分
平時成績=學習進度分 (15.0分)+學習行為分 (35.0分)
章測試成績10分
單項類目名稱 | 卷面分 | 單項滿分 |
第一章 單元測試 | 40 | 2.0 |
第二章 單元測試 | 20 | 1.0 |
第三章 單元測試 | 40 | 2.0 |
第四章 單元測試 | 40 | 2.0 |
第五章 單元測試 | 24 | 1.2 |
第六章 單元測試 | 14 | 0.7 |
第七章 單元測試 | 16 | 0.8 |
第八章 單元測試 | 10 | 0.3 |
見面課成績0分
見面課成績得分 = 見面課實際得分 / 見面課總分 * 權值
期末考試成績40分
期末考試得分 = 期末考試實際得分/期末考試總分* 權值
採用線上期末考試形式作為期末考試成績
地球流體力學所獲榮譽
地球流體力學教師簡介
房佳蓓,南京大學副教授、碩士生導師。
[8]
楊修羣,南京大學教授、博士生導師,
[9]
黃丹青,南京大學副教授、碩士生導師。
[10]
胡海波,南京大學副教授、碩士生導師。
[11]
任雪娟,南京大學大氣科學學院教授。
[15]
孫旭光,南京大學教授、博士生導師。
[16]
- 參考資料
-
- 1. 教育部關於公佈首批國家級一流本科課程認定結果的通知 .中華人民共和國教育部政府門户網站[引用日期2021-09-22]
- 2. 地球流體力學-教學團隊 .智慧樹網[引用日期2021-10-16]
- 3. 地球流體力學-在線教程 .智慧樹網[引用日期2021-10-17]
- 4. 地球流體力學-第3次開課 .智慧樹網[引用日期2021-10-17]
- 5. 地球流體力學-第1次開課 .智慧樹網[引用日期2021-10-17]
- 6. 地球流體力學—課程設計 .智慧樹網[引用日期2021-10-17]
- 7. 地球流體力學-考核標準 .智慧樹網[引用日期2021-10-17]
- 8. 房佳蓓 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-17]
- 9. 楊修羣 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-17]
- 10. 黃丹青 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-17]
- 11. 胡海波 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-17]
- 12. 張洋 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-17]
- 13. 地球流體力學-第7次開課 .中國大學MOOC[引用日期2021-10-19]
- 14. 地球流體力學-第1次開課 .中國大學MOOC[引用日期2021-10-19]
- 15. 任雪娟 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-19]
- 16. 孫旭光 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-19]
- 17. 蔣益荃 .南京大學大氣科學學院[引用日期2021-10-19]
- 18. Geophysical Fluid Dynamics | Joseph Pedlosky | Springer .Springer[引用日期2021-10-19]
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