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暑期课堂

动力与能源学院2023年暑期国际学堂顺利结课

作者:李金烜 来源: 日期:2023-09-15点击:

为推进我校教育国际化进程,扩大航空动力专业国际影响,提升国际化办学水平,助力教育国际合作,2023年暑期我院力邀来自来自俄罗斯、乌克兰、德国、法国、日本、英国、西班牙、瑞典、加拿大等国家的19名专家开设“暑期国际学堂”21门暑期课程,共有500余名学生参与。此次暑期学堂不仅为同学们提供了学习发动机及其他专业知识的国际化平台,更是帮助同学们拓展国际化视野,提升英语水平和文学素养,促进学生们的全面发展。21门课程信息如下:

本次暑期国际课堂相较于2022年开设了5门线下课程,丰富了课程形式,近距离交流更加深了同学们对知识理解。多位参与暑期国际课堂的青年教师和学生表示:在学校和学院的大力支持下,通过暑期课堂的学习,与世界著名专家沟通交流,对航空动力的前沿领域知识有了更系统的认识。

西北工业大学动力与能源学院大力支持暑期学堂课程的发展,旨在为航空动力青年教师和学生搭建一个“前沿、开放、共享”的学术交流平台,帮助其了解当前世界航空动力新技术的研究现状和发展趋势,掌握航空动力领域的国际前沿动态和重大科学问题,拓宽学术视野、丰富学术阅历、提升综合素养、激发创新思维、增强创新能力。

附:暑期国际课堂详情 

1. How To Design An Efficient Turbomachine/航空发动机设计

由Baturin. O. V教授讲授的航空发动机设计课程主要涉及航空发动机的基本原理,各部分的总温、总压、推力等各参数的性质、根据飞机的需求对各参数进行选择的方法以及航空发动机的未来发展展望。在课程后期有实操环节,旨在找寻具体航空发动机参数并分析各部分参数的变化趋势,有助于更好地了解航空发动机的总体架构和各部分工况。该门课程全程用俄语讲授,教授语速中规中矩,教授上课风格幽默风趣,同学们上课积极提出问题,教授都一一进行解答。该课程适合面向正在向纯俄语语境过渡以及由基础课向专业课过渡的学生开放,可以作为对俄语水平的锻炼、对专业知识的了解的以及对基本的专业词汇的积累。

2. Basics Of Aircraft Engines Construction And Perspectivities For Future Development/航空发动机结构

由Vinogradov. A. S教授讲授的航空发动机结构课程主要从历史上各代航空发动机的结构出发,通过结构分析现代航空发动机的设计理论。该课程全程俄语授课,教授语速较慢,上课风格幽默风趣。在上课过程中,同学们积极提出问题,Vinogradov教授都对同学们的问题热情地一一解答。作为对俄语水平的锻炼以及对于专业课知识的进一步深入学习,本次课程适合对于俄语有较好掌握,且专业能力相对较强的同学进行学习。

3. Gas Turbine Engine Control /燃气涡轮发动机控制

燃气涡轮发动机控制课程的Makaryants G.M.老师在一个多星期的时间里给我们讲述了控制系统的重要性、原理、结构以及控制理论的发展。引入控制的内容之后,老师开始基本理论,讲解拉普拉斯变换在控制系统中的作用,经过一些公式推导之后,我们便开始自己上手体验控制系统。我们处理的主题是控制燃油供给量以及通过发动机速度给予反馈控制燃油供给量,通过推导出的增益系数和燃油消耗量的方程来观察控制过程。老师上课非常的严谨有条,循序渐进,知识点比较多,讲的非常的细致。老师很高兴同学提问题,解答问题也非常有耐心。一个多星期的课下来,同学们收获非常大,也慢慢知晓了一些俄罗斯老师的上课风格,俄语也得到了磨练,课堂上逐渐能够听懂更多的知识点,也收获了与老师的友谊,老师上课严谨认真,下课和蔼、平易近人。

4. Intensification Of Heat Transfer In Engines And Their Systems/航空发动机强化传热

航空发动机强化传热这门课最大的特点就是“硬”。Uglanov D. A.教授的授课方式更趋向于传统风格,不管是课件、板书,还是课上用的苏联时期的实验手册,铺在上面的都是密密麻麻的文字和公式,短时间内难以完全理解和消化,但是内容扎实、营养丰富,只要课后花一点时间整理,一定会大有收获。内容从最基本的热传导、热对流等基本概念,到关于各种结构散热器的计算,对于大多数此前并未接触过传热学的同学而言,概念、习题、实验,都有一定的挑战度。为期仅两周的课程注定不会讲得太深太细,但是同学们在课上课下积极提问,踊跃发言,教授也是一一详解,在这样的课堂氛围中,同学们所学到的就远不止书本上的知识。

 

5. Design, Strength And Lifetime Of Aircraft Engines/航空发动机设计、强度和寿命

在Andrii教授的介绍以及助教老师黄盛老师的帮助下,《航空发动机设计、强度和寿命》顺利结课。课上Andrii教授为同学们介绍了航空发动机各部件的工作原理,设计参数和相关结构计算。具体内容包括:发动机转子的设计要求,发动机轴承的工作环境,压气机叶型、叶盘设计,燃烧室部件的热载荷结构要求,涡轮的冷却与主动间隙控制等内容。在每节课的开始,老师都会耐心解答同学们的问题;在课程的最后,老师为大家示范了航空发动机设计过程中的部分结构计算内容,为同学们上了一堂生动的专业课。

6. History Of Air-Breath Engine Development/喷气发动机发展史

在《喷气发动机发展史》课程中,Brunak Andrii研究员采取ppt与生动的绘图演示结合的方式详细讲述了喷气发动机的发展历史,包括各国(美国、英国、俄罗斯等)发动机的发展和各类型发动机(涡喷、涡扇、涡桨等)的发展历史。在讲解过程中,Andrii研究员思路清晰、语调平缓,讲课风格轻松风趣,与同学们积极互动,针对课堂上同学们提出的疑惑与问题分别进行详细的补充讲解,易于学生对课程内容的理解。在课后通过积极反馈同学们的意见与建议,不断调整以保证授课质量,因此整体上同学们对该课程的反馈良好,评价很高。

 

7. Thermomechanics of Inhomogeneous Solids/均质固体热弹性力学

在Yuriy V. Tokovyy教授的指导以及助教黄盛老师的帮助下,《非均质固体热弹性力学》顺利结课。Yuriy V. Tokovyy教授采用板书与PPT相结合的方式对课程的内容进行讲解,深入浅出的为同学们讲解非均质固体热弹性力学的主要数学模型、非均质结构单元的热弹性力学初始-边值问题与梯度材料的偏微分方程等问题的求解方法,通过非均质性、一般和准各向异性的概念来说明材料特性的影响,采用局部梯度理论解决小尺度力应用问题。为了让同学们的理解更加深刻,Yuriy V. Tokovyy教授结合工程实际讲述非均质热弹性力学中涉及的概念与规律,并带领大家一步一步推导公式。对于同学们提出的每一个问题,Yuriy V. Tokovyy教授都会耐心解答,并给同学们很多宝贵的建议,同学们都有很大的收获,对非均质热弹性力学有了更深的理解。

8. Thermoelasticity/热弹性力学

Natalya教授结合清晰的板书和耐心的讲解,带领同学们完成了2023年暑期学堂《热弹性力学》课程的学习。本课程让我们对热弹性力学有了初步认知,掌握了相关定理和求解热弹性力学问题的思路,并且提高了我们推导数学公式的能力。为了让同学们掌握热弹性力学中的定理和公式,Natalya教授细致地对每组方程进行推导,并结合简洁明了的示意图帮助同学们更直观地理解与问题相关的模型和求解过程。同时教授非常关心同学们对课程的掌握情况,每节课都会耐心地询问并解答同学们的问题,会为同学们额外补充一部分大家未曾学习过的数学知识。Natalya教授授课风格条理清晰、严谨认真,语言生动形象,并且教授的数学和物理功底非常雄厚。Natalya教授的《热弹性力学》不仅为我们带来了热弹性力学的知识,还加强了我们数学公式推导的能力,尤其是偏微分方程求解,对我们今后学习任何一门理工类课程都具有一定程度的帮助。

9. Introduction To Combustion /燃烧学导论

在Sergey Evgenievich Yakush教授的指导以及助教老师孔德海老师的帮助下,《燃烧学导论》顺利结课,Sergey教授是俄罗斯科学院力学问题研究所所长、院士,气动和燃烧实验室主任,在多相和反应流模拟、燃烧学领域深耕多年,学识渊博,拥有丰富的教学经验。Sergey教授在授课时由浅入深,首先介绍了燃烧学的历史和基础知识,然后系统的讲授了课程的重点和难点问题,如液滴蒸发传热传质过程、化学动力学问题和湍流预混燃烧模型等。同时辅以习题训练。通过理论和实践相结合的方式,加深学生们对燃烧学知识的理解。课程结束之后,学生们都对这门课给予了很高的评价。

10. Basics of Numerical Flow Simulation/流动数值模拟基础

在Jiri Blazek教授的指导以及助教老师王丁喜教授、助教学生张宇轩同学的帮助下,《流动数值模拟基础》课程顺利结课。该课程主要介绍了计算流体力学的基本数值方法,从一维对流方程求解器开发,到一维欧拉方程求解器、二维欧拉/NS方程求解器开发,由浅入深,层层递进。具体包括公式推导、代码结构建立、空间离散、边界条件设置、时间推进方法和多种加速收敛方法。Jiri教授十分注重理论和实践相结合,上课过程中要求学生动手编写程序,所有程序设计采用C++进行,有力地培养了学生计算流体力学理论基础,代码编程实现的能力。

11. Academic Writing in English/英文学术写作与运用

在Chang Ge老师的指导以及助教老师王丁喜老师的帮助下,《英文学术写作与运用》顺利结课。Chang在课时注重与学生们沟通交流,在互动中提升学生们的表达能力,以及对英文学术写作的理解。学生们从一开始的不熟悉这种课堂节奏与授课方式,变得敢于在课堂上表达自己。思辨能力也得到提升。在课程的最后,Chang通过让学生做presentation的方式对他们进行考核。并及时给学生们反馈,让学生们了解自己的不足,并做进一步的改进提升。

12. Developing Employability Skills /就业能力发展与辨析

在葛畅老师和助教老师王丁喜老师帮助下,《就业能力发展与辨析》顺利结课。课堂上,葛畅老师介绍了国内外就业背景和就业趋势,通过典型实例鼓励学生培养自身能力。在模拟就业面试环节,她帮助学生完善面试逻辑思维,仔细讲解面试技巧。当谈到数字化时代的特征时,她鼓励学生要掌握数字工具,发挥主观能动性,培养解决问题能力。最后在课堂汇报时,葛畅老师认真聆听,并进行全方位点评,各位同学受益良多。

 

13. Advanced Numerical Techniques with MATLAB/高等数值方法及MATLAB实践

在Carlos Martel教授的指导以及助教老师王丁喜老师的帮助下,《高等数值方法及MATLAB实践》顺利结课。该课程主要介绍了一些基本的数值计算方法,例如牛顿法,连续化方法等。课程还包括Carlos教授带领学生实践编写MATLAB程序求解常微分方程的边值问题和初值问题,以及介绍了如何检验编写的数值计算程序是否有问题,Carlos教授还非常耐心地指导学生debug。课程中应用了许多MATLAB的实用技巧,但课程最大的特色是从简单直观的角度让学生认识到问题的核心。

14. Industrial Turbomachinery CFD and Machine Learning/工业叶轮机械计算流体力学和机器学习

在Senthil Skrishnababu 教授的指导以及王丁喜教授的帮助下,《工业叶轮机械计算流体力学和机器学习》顺利节课,课程上Senthil Skrishnababu教授一步一步详细得讲授如何在ANSYS CFX中针对压气机中的叶片进行设置,进行特性线计算和颤振计算等;课堂上老师留给学生足够的时间去操作实践,遇到问题教授可以及时帮助解决,对ANSYS CFX的入门帮助很大!

15.Porous media flows and computational fluid dynamics for coupled heat and mass transfers /多孔介质流动及耦合热质传递的计算流体动力学

在Gérald Debenest教授的讲授以及助教老师白晓辉老师的帮助下,《多孔介质流动及耦合热质传递的计算流体力学》顺利结课。该课程主要介绍多孔介质流体流动中的热量耦合传递、热力模拟及热力计算。课程中,Gérald Debenest教授对多孔介质中达西定律的推导与公式修正、多孔介质中热传导与对流换热方面的质能传递以及COMSOL模拟分析等各个理论基础方面进行了细致的讲解;Gérald Debenest教授还亲自演示了多孔介质流体流动模拟仿真的过程并进行动力学分析。在授课中教授注重教学与实践相结合,不断鼓励学生们积极讨论,在认真完成课后作业及纠错的过程中,同学们受益匪浅。

16. Thermal dynamics/工程热力学

在Akira Nakayama教授的指导以及助教老师白晓辉老师的帮助下,《工程热力学》顺利结课。该课程主要学习热力学第一定律和热力学第二定律。详细讲述封闭系统和开口系统。重点讨论各种热力学性质,如内能、焓、熵、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能,以了解它们的重要性和物理意义。Akira Nakayama教授十分注重与同学们的沟通,通过同学自我介绍的形式帮助大家克服开口难的问题,授课过程中鼓励大家积极讨论,踊跃发言,学生提出疑问后总会得到老师详细的解答,同学们受益匪浅!

17. 量子计算简介/Introduction to quantum computing

《量子计算简介》以量子计算为根本,以实践、发展和掌握三个基本要素为教学基础。Driss Boutat教授教学方式新颖、教学内容丰富,在课程的开始Driss教授带领同学们回顾量子力学的相关知识,如波粒二象性、普朗克距离和Schrodinger方程等,复习知识的同时带领同学们进入量子计算的大门。后续Driss教授对量子计算的理论知识进行详尽的讲解,课程聚焦于自旋向上和自旋向下的双态系统,讲解一些常用的量子逻辑门计算的具体形式。在课程中,Driss教授以IBM平台正式展开量子计算的实践操作,介绍IBM平台的基础操作以及量子计算算法的编码过程,Driss教授教学细腻、操作具体,让同学们初步接触并感受到量子计算的魅力,在实践操作中揭开量子计算的神秘面纱。课堂上,Driss教授采用PPT、板书和IBM平台结合的授课方式,讲课高效的同时又能避免课程晦涩难懂。Driss教授事必躬亲的做事方式以及严谨的治学态度,使同学们在本次暑期课堂中受益匪浅,步入量子计算的大门,坚定了同学们日后科研的信心。

18. 非渐进代数估计方法及其在微分器设计中的应用/ Non-asymptotic algebraic estimation methods and applications to differentiator design

在Dayan LIU副教授的指导以及助教老师姜俞光老师的帮助下,《非渐进代数估计方法及其在微分器设计中的应用》顺利结课。该课程主要介绍两种非渐进代数估计方法以及各自在微分器设计中的应用。在实际工程和实验中有很多变量不能被直接测量,而有些变量的测量中存在误差(噪声),如何快速准确的去估计这些变量就是本课程的主要讲解内容。本课程也会介绍分数阶微积分相关知识。课程中老师和同学们一起编写程序,帮助同学们更好理解讲授的内容,为大家带来了几天丰富有趣的课程。

19. Combustion Dynamics/燃烧动力学

在Gabriel Ciccarelli教授以及助教老师王治武老师的帮助下,《燃烧动力学》顺利结课。该课程主要对燃烧动力学相关知识进行系统性学习。具体内容包括反应热及生成热的概念及定律;化学平衡及绝热火焰温度的定义及计算;反应速率方程的定义及相关计算;链锁反应及热量散失的概念;激波的定义及应用;CJ理论及ZND模型的概念与应用;胞格结构及爆震波参数的概念及获取方法以及火焰DDT过程的各阶段特点。在为期八天的燃烧热力学的课程中,老师与学生积极互动,耐心回答学生的每一个问题,让学生们能在听懂的同时进行更深一步的思考。在课程结束后,同学们普遍反映课程质量较高同时自己受益匪浅。

20. Advanced Heat Transfer/高等传热学

在Bengt Sunde教授的指导以及助教老师杜昆老师的帮助下,《Advanced Heat Transfer/高等传热学》顺利结课。该课程首先对高等传热学基本概念、三种传热方式及其简要计算方法,以及典型传热过程分析与传热系数进行了简要介绍。随后分三部分详细介绍了导热、对流换热和辐射换热三种传热方式。导热部分主要介绍了傅里叶定律、导热微分方程、三类热边界条件等内容;对流换热部分主要介绍了对流换热方程、热边界层概念以及边界层流动换热方程组等内容;辐射换热部分主要介绍了热辐射的基本概念、黑体热辐射的基本定律以及实际物体的辐射与吸收等内容。实验部分详细介绍了高等传热学中常用的实验测量仪器和测量方法。经过本课程学习,同学们对高等传热学的概念、主要研究手段以及高等传热学的科学思维方式、理论研究手段和工程实践价值有所了解。

21. Gradient-based optimizationmethods in engineering design/工程设计中的梯度优化算法

《工程设计中的梯度优化算法》课程的授课老师Jens-Dominik Müller博士是伦敦玛丽女王大学的教授,他在计算流体力学和空气动力学优化方面学术造诣深厚,工程经验丰富。这门课程主要介绍基于梯度的优化方法原理及其应用。同时介绍利用自动微分软件TAPENADE开发梯度计算模块,利用Fortran语言进行优化程序的编写、测试和应用。

本次课程,Jens教授来到西工大长安校区进行线下授课,面对面与同学们交流与互动,相比于线上授课,同学们有更多的机会去了解,去询问,去沟通。学习效率更高,授课效果也更好。在课程中,Jens教授首先简要介绍了工程设计中的优化算法的相关背景和概念,给大部分没有接触过优化的学生们搭建了一个整体框架。接下来,逐个介绍了具体的优化方法:二分法,最速下降法,牛顿法等。在授课过程中,Jens教授使用浅显易懂的实例让高深复杂的理论变得容易理解接受,并对不同方法进行范例对比,从而让易于同学理解不同方法之间的区别和联系。面对同学们提出的问题,也都十分耐心且细致地解答,直至同学们完全理解,这门课程让同学们在此次暑期课堂中受益匪浅。

审核:王治武