《汽车空气动力学》是工业设计专业的学科基础课，是一门理论性和实用性很强的课程。本课程首先介绍了汽车空气动力学的基本概念、重要性和汽车空气动力学的发展历史，分析了汽车气动力和力矩的产生及其对汽车性能的影响，根据流体力学基本原理，并结合汽车的扰流特性，阐释了汽车外形与空气动力特性的关系。系统介绍了汽车空气动力学设计准则和设计方法，给出最佳气动外形设计的几条原则，用来指导汽车车身设计。通过对汽车发动机冷却系的空气动力特性以及驾驶室的通风特性的分析，提出了汽车发动机冷却系的设计原则和保障车室环境舒适性的措施。通过对汽车空气动力学噪声的产生与传播机理的讲述，阐述了汽车上产生气动噪声的关键部件，并提出一些降低气动噪声的设计措施。汽车空气动力学试验是进行汽车空气动力学研究的重要手段，通过系统介绍汽车风洞的发展历程、汽车风洞分类、表征风洞特征的基本参数等，并通过两次在汽车风洞试验室的参观实践，使学生切实了解汽车空气动力学试验的基本方法和各种测试设备。最后结合流体力学数值计算技术的发展，介绍了汽车空气动力学数值计算的方法、CFD在汽车空气动力学中的应用，使学生了解进行流体力学数值计算的整个求解过程。

《汽车空气动力学》是工业设计（汽车车身）专业的学科基础课。本课程是一门理论性和实用性很强的课程。设置本课程的目的是使学生学习了本课程之后，对汽车空气动力学的基本概念、汽车气动力和力矩、汽车外形与空气动力特性的关系有系统的了解和领会，应能应用这些原理阐释汽车造型设计、汽车发动机冷却系的设计原则，了解汽车空气动力噪声、汽车风洞试验和数值计算的内容，为运用汽车空气动力学指导汽车车身设计打下必要的理论基础和技能。

本课程的教学环节为课堂讲授，同时应结合汽车空气动力学实验及其指导书，对所讲授的内容进一步深入了解，并掌握以下内容汽车空气动力学的基本概念、汽车气动力和力矩、汽车外形与空气动力特性的关系有系统的了解和领会，应能应用这些原理阐释汽车造型设计、汽车发动机冷却系的设计原则，了解汽车空气动力噪声、汽车风洞试验和数值计算的内容。理解汽车风洞在汽车空气动力学研究中的重要地位、汽车风洞的构造及分类。了解风洞试验的基本方法、汽车风洞试验的目的、汽车风洞试验的主要研究内容、以及汽车风洞试验模型与汽车风洞试验准则。

3、预备知识或先修课程要求

实验环境：汽车风洞实验室

实验设备：风洞本体、六分力天平、压力扫描阀、烟雾发生器等

6、课程教学内容及学时分配

第一章 绪论（2学时）

1.1 汽车空气动力学的重要性

1.1.1 汽车空气动力学的作用及重要性

1.1.2 汽车空气动力学的研究方法

1.1.3 汽车空气动力学的研究内容

1.2 汽车空气动力学的发展

1.2.1 汽车空气动力学发展的历史阶段

1.2.2 汽车空气动力学的发展趋势

教学重点：汽车空气动力学的研究内容

第二章 汽车空气动力学概述（4学时）

2.1 汽车气动力和力矩的产生和计算

2.1.1 汽车空气动力学坐标系

2.1.2 汽车气动力和力矩的产生

2.1.3 汽车气动力和力矩的计算

2.2 气动力和力矩及其对汽车性能的影响

2.3 汽车表面的压力分布

2.3.2 几种典型轿车的纵向对称面表面压力分布

2.3.3 轻型客车和货车的表面压强分布

2.3.4 大客车的表面压强分布

2.3.5 车身表面压力的测量

2.4汽车外形与空气动力特性的关系

2.4.1前端形状对空气动力特性的影响

2.4.2风窗玻璃与发动机罩形状对空气动力特性的影响

2.4.3顶盖外形对空气动力特性的影响

2.4.4车身侧面外形对空气动力特性的影响

2.4.5后窗周围形状对空气动力特性的影响

2.4.6车身底部外形对空气动力特性的影响

2.3 汽车表面的压力分布

2.4 汽车外形与空气动力特性的关系

第三章 汽车空气动力学基础（4学时）

3.1.1真实流体和理想流体

3.1.2流体的密度、压强和温度

3.1.3流体的压缩性和膨胀性

3.1.5流体的热传导性

3.2 流体阻力的理论

3.2.1 圆柱体的流态和阻力

3.2.2 流线形物体的流态和阻力

3.3 流体静力学和动力学方程

3.3.1 流体静力学概念和方程

3.3.2 流体动力学方程

3.4 汽车的绕流特性

3.4.1 汽车外部流问题

3.4.2 汽车内部流问题

3.4.3 汽车外部扰流和内部扰流的关系

第四章 汽车空气动力学设计（4学时）

4.1 汽车空气动力特性对汽车性能的影响

4.1.1 汽车空气动力特性对动力性的影响

4.1.2汽车空气动力特性对经济性的影响

4.1.3 汽车空气动力特性对操纵稳定性的影响

4.2 汽车空气动力学设计准则

4.2.1对汽车造型的要求：

4.2.2汽车造型设计与空气流态之间的关系

4.3 汽车空气动力学设计方法

4.3.1 汽车空气动力学设计程序

4.3.2 汽车气动阻力的估算

4.4.1 最佳气动外形设计的几条原则

4.4.2 汽车造型的发展变化

教学重点：汽车空气动力学设计准则

第五章 发动机冷却系的空气动力特性及驾驶室通风特性（3学时）

5.1 发动机冷却系分析

5.1.1 发动机室内的温度分布

5.1.2 发动机室外和室内的气流流态

5.1.3 发动机室内的压力分布

5.1.4 发动机的冷却气流与空气动力特性的关系

5.2 汽车发动机冷却系的设计原则

5.2.1 滞点位置对发动机冷却性能的影响

5.2.2 发动机冷却系性能的提高

5.3 驾驶室的通风特性

5.3.1 对车室环境舒适性的评价

5.3.2 保障车室环境舒适性的措施

教学重点：汽车发动机冷却系设计原则

第六章 汽车空气动力噪声（4学时）

6.2 噪声产生与传播机理

6.2.2 理想化声源模型

6.2.3 实际风噪声声源类型

6.2.4 气流速度对风噪声的影响

6.4 风噪声测量技术

6.4.1 风洞试验与道路试验

6.4.4 车内风噪声测量概述

6.4.5 车外风噪声测量概述

6.5 开启车窗的振动

6.6 制造中需要关注的问题

教学重点：第三节设计特点

第七章 汽车空气动力学试验（4学时）

7.1 汽车空气动力学试验的重要作用

7.1.1汽车空气动力学实验的优点：

7.1.2汽车空气动力学开发程序

7.2.1风洞发展历程

7.2.2汽车风洞分类

7.2.3表征风洞特征的基本参数

7.2.4试验段截面气动外形的选择原则

7.2.5地面效应吸除装置

7.3 汽车空气动力学试验的基本方法

7.4 汽车风洞试验技术

7.5 风洞试验测试仪器

7.6 流态显示试验方法

7.7 汽车风洞试验模型

7.8 空气动力学道路试验

7.8.1用滑行试验法测试汽车的气动阻力系数

7.8.2侧向风稳定性试验

教学重点：汽车风洞及汽车风洞试验技术

第八章 汽车空气动力学数值计算（3学时）

8.1 汽车空气动力学数值计算概述

8.1.1 汽车空气动力学数值计算的一般方法

8.1.2 计算流体力学的发展过程

8.2 CFD在汽车空气动力学中的应用

教学重点：CFD的基本工作流程

 7、实验项目内容、学时分配、实验小组

8、考核要求、考核方式及成绩评定标准

     考查课，按照出勤、作业和实验报告情况评定，分优秀、良好、中等、及格及不及格5个等级记载。

本专业培养具有良好科学素养，掌握海洋物理、化学和生物科学相关的海洋科学基本理论，海洋调查的基本技能，以及海洋数据的分析处理和数值模拟能力，具有一定的从事海洋科学和相关学科的理论研究、应用研究以及管理能力的高级专门人才。该专业人才的就业去向主要集中在海洋领域业务化工作、科学研究和海洋领域管理部门，以及考研进一步深造。同时，该专业的毕业生具备良好的外语读、说、听、写能力和宽广的国际化视野，具备出国深造的对外交流的基本素质和能力。该专业的学生毕业五年后将发展成为能够在海洋科学研究、海洋资源开发、海洋环境保护及其相关领域从事科学研究、技术开发、海洋管理、资源开发与保护等方面工作的高级应用型人才；能够成为涉海院校、研究所、海洋调查与规划部门、海洋信息公司等海洋科研和应用领域企事业单位的重要人才。

本专业学生通过大学四年的学习，能够具备坚实的思想政治素养以及数学、物理和化学等相关基础；系统掌握海洋科学的核心理论、知识和技能；具备良好的科学素质和不同岗位的适应能力；具备理论联系实际、独立思考、勇于创新的科学素养和从事现代海洋科学工作的基本技能。

本专业毕业生应获得以下11种素质或能力：

（1） 具有科学精神、人文修养、职业素养、社会责任感和积极向上的人生态度，了解国情社情民情，践行社会主义核心价值观。

（2）掌握系统的物理海洋学科的基础知识和专业知识，掌握必备的研究方法，了解本专业及相关领域最新动态和发展趋势。

（3）具备较强的实验和海上实践能力。能够使用现代实验设备进行观测、测试和分析，具有在实践中发现、认识和解决问题的能力。

（4）具有逻辑思维能力和批判性思维精神。能够发现、辨析、质疑、评价本专业及相关领域现象和问题，表达个人见解。

（5） 具有专业综合能力和创新能力。能够对本专业领域问题进行综合分析和研究，构建和表达科学的解决方案。

（6）具有海洋信息获取与数据分析的能力，能够应用信息技术解决本专业实际问题的能力。

（7）具有良好的沟通表达能力。能够通过口头和书面表达方式与同行、社会公众进行有效沟通，传播相关专业知识。

（8） 具有良好的团队合作能力。能够与团队成员和谐相处，协作共事，并作为成员或领导者在团队活动中发挥积极作用。

（9） 具有国际视野和国际交流能力。了解国际动态，关注全球性问题，尊重世界不同文化的差异性和多样性。

（10） 具有终身学习意识和自我管理、自主学习能力，能够通过不断学习，适应社会和个人可持续发展。

（11）具有安全意识、环保意识和可持续发展意识。

注：考核方式包括（平时测验或作业A，期中测验B，期末测验C，论文报告或课程小论文D，实习报告E，实验报告F，开题答辩G，论文答辩H，实践训练I，课程设计J，课堂讨论K，实操表现L，操作技能M,课堂表现N,视频作业S,外文翻译O,实物作品P,文献综述Q ,作品展示R,设计图纸T。）

海洋科学、大气科学、海洋工程

海洋气象学是介绍各个海洋气象预报要素和预报方法的课程，具有高度的实践性。该课程以流体力学、物理海洋学和海洋调查方法为先修课程，学生在对海洋监测和调查有基本认知的基础上，结合海洋环境特点，在本课程中重点学习海洋气象预报的各要素（海风、风浪和海面高度、海雾、能见度、风暴潮等）的计算和预报原理、方法及注意事项，并适当了解长中短期海洋气象预报的异同。完成本课程的学习后，学生应熟练掌握海洋气象预报各要素的统计和诊断方法。学生毕业后可从事海洋调查和监测方面的工作。

近海区域海洋学是综合地研究一个海区中各种海洋现象的科学，具有高度综合性和明显的区域性。该课程的内容一般包括海域的地理位置和疆界、海岸形状和岸线长度、海域的面积和深度、海底地貌及其特点、海底沉积物（来源、性质、粒度、厚度、化学成分和悬浮体等）、海底构造、海区气象特点、海流情况和环流形式、平均水文状况（海水的温、盐、密度分布和时空变化，水团或水系的划分及其主要特征）、水动力（潮汐、潮流和波浪）、水化学要素、冰情、海洋生物和海洋资源等。由于海洋里的各种自然现象，在不同程度上都受到环流型式和水文动力状况的影响或控制，故区域海洋学应以环流和平均水文动力状况为其基本内容。该课程以海洋科学导论、大洋环流和海洋调查方法等课程为先修课，使学生在对海洋基本现象和调查方法了解的基础上，能够从海洋动力学的观点讨论和分析观察到的海洋现象，认识它们在时间和空间上的分布特征和变化规律，掌握解决和分析海洋科学问题的方法，为进一步的学习和毕业以后的工作打下基础。

本课程是物理海洋专业核心课程，也是开展海洋化学、海洋生物学以及海洋沉积学研究的重要参考依据。在完成高等数学、数学物理方法、概率与数理统计、流体力学以及海洋科学导论等基础课程学习后开设此课程。其主要教学目的是：通过本课程讲解，使学生了解物理海洋学发展概况，系统掌握海洋中重要物理过程以及概念，熟悉物理海洋学经典理论的建立过程，学会用所学理论解释一些海洋中的物理以及其他现象，为后续课程如大洋环流与海浪理论打下基础。主要学习内容包括：海水的运动学与热力学方程，边界条件，时间平均的基本方程和边界条件，铅直向平均基本方程以及基本方程的尺度分析与简化等的详细推导过程；海洋的混合特点，温度、盐度与密度的时空变化规律的介绍及其机理解释；风生海流的经典理论详细推导；热盐环流简介；大尺度波动如Kelvin与Rossby波动的详细推导；海浪的线性波动理论详细推导，海浪的统计性质与海浪谱介绍；平衡潮理论与平衡潮理论订正的细致讨论；内波以及风暴潮的基本理论简介等。  

大洋环流是介绍世界各大洋表面海流概观、原因和特点以及海流对气候影响的课程。该课程以海洋科学导论和物理海洋学为先修课程，学生在对于海水性质以及运动方程有基本认知的基础上，结合实际海洋环流特点，在本课程中重点学习全球大洋环流的生成机理和动力特征，并了解本课程的前沿学科知识及最新研究进展。完成本课程学习后，学生应熟练掌握全球海洋环流基本概念、基本理论、基本方法。学生毕业后可从事海洋科学理论研究、海洋监测方面的工作。

卫星海洋学是应用卫星遥感技术研究海洋的海洋科学新分支，该课程应用性较强，是物理海洋方向研究的重要课程。卫星海洋学的先修课程包括海洋科学导论、海洋调查方法，后续课程有海洋数值模拟、海洋数据综合分析等。主要内容有卫星海洋学基本概念、卫星海洋遥感的基本知识以及卫星探测海洋的基本原理与应用，包括海洋水色要素观测、海洋动力环境要素观测、海洋遥感数据分析与处理方法等。通过该课程的学习，使学生系统掌握卫星海洋学的基本概念、基本理论，掌握利用卫星遥感技术监测海洋要素的基本方法和数据分析的能力，为以后的专业知识学习与提高、海洋科学研究应用等打下牢固的基础。

数学物理方法是物理海洋专业的必修的基础课，主要学习复变函数理论以及常见的数学物理方程的求解。该课程以高等数学、线性代数以及大学物理等基础课程为先修课。学生在掌握基本的高等数学的知识的基础上，结合海洋科学专业的特点，在本课程中先进行基本的复变函数理论的学习，再重点学习三类基本的数学物理方程（振动或波动方程、输运方程、稳定场方程）各种求解方法。本课程的特色在于数学和物理的紧密结合，它既非单纯的数学课程，也非单纯的物理课程，既照顾到了一定的数学理论的深度和系统性，又照顾到了课程本身所应具有的实用性。故本课程的学习情况，将直接关系到后继专业课程的学习问题，也关系到学生分析问题解决问题的能力的提高问题。完成本课程的学习，学生应该对数学物理方法的基本概念、基本原理、基本方法能够有一定的认识和正确的理解，一方面为后续课程中相关的数学物理问题做准备，另一方面能够应用所学知识解决一些实际的专业问题。

本课程是海洋科学（物理海洋）专业的一门重要的专业核心课程，它为学习海洋技术专业的后续的一些专业课程提供了必要的流体力学方面的基础知识。本课程的先修课程为高等数学、大学物理、数学物理方法等，后续课程物理海洋学、海洋数值模拟、大洋环流等。本课程较为系统地介绍了流体的物性、运动学、理想流体动力学、不可压理想流体平面无旋流动、粘性不可压缩流体动力学、边界层理论以及湍流理论等内容，涵盖了流体运动的一般规律、基本理论和基本研究方法及实验方法。通过本课程的学习，使学生系统掌握流体运动的一般规律及其有关的基本概念、基本理论，掌握研究流体运动的基本方法和基本实验技能，为以后的专业知识学习与提高、工程实践应用等，打下牢固的基础。

实践环节包括课程实验、认识实习、社会实践、军训、出海实习、综合实验、毕业论文等。

实践教学学分占总学分31%，53.75学分。在非集中类实践环节共设置27.75学分，在集中实践环节共设置26学分，合计53.75学分，实践教学环节应修最低学分占最低毕业总学分比例为31%。

主要专业实验：大学物理学实验，海洋要素分析、海洋调查、计算流体力学、Matlab语言、卫星海洋学、海洋数据处理综合实验等。

实习：根据课程要求从二年级始安排认识实习、社会实践、出海实习、毕业论文等。

八、学制、学位及毕业学分要求

实行弹性学制，基本学制4年，弹性学制3-6年。

毕业最低要求学分：169.5；课内总学分：169.5；德育学分：4学分，创新创业实践学分：4学分。

九、教学进程表（见附件1）

十、实践类课程表（见附件2）

十一、课程拓扑图（见附件3）

十二、其他说明：对一些特殊情况的说明。无

十三、辅修专业培养方案（见附件4）