1 / 6 2020.04 上海交通大学研究生专业课程信息收集表 Information Form for SJTU Graduate Profession Courses 课程基本信息 Basic Information *课程名称 Course Name （中文 Chinese）材料加工过程中的传输现象 （英文 English） Transport Phenomena in Materials Processing *学分 Credits 2 *学时 Teaching Hours 32（1 学分=16 课时） *开课学期 Semester 秋季学期 Fall *是否跨学期 Cross-semester? 否 No 跨 Spanning over 个学期 Semesters（含夏季学期）。 *课程类型 Course Type 专业基础课 Program Core Course *课程分类 Course Type 通用课程 Both full & part time students *课程性质 Course Category 专业课 Specialized Course 课程层次 Targeting Students 硕博共用 All graduates *授课语言 Instruction Language 中文 Chinese 主要授课方式 Teaching Method 课堂教学 In class teaching *成绩类型 Grade 等第制 Letter grading 主要考核方式 Exam Method 笔试 Written Exam *开课院系 School 材料科学与工程学院 所属学科 Subject 材料科学与工程 负责教师 Person in charge 姓名 Name 工号 ID 单位 School 联系方式 E-mail 彭立明 材料科学与工程学院 plm616@sjtu.edu.cn 课程扩展信息 Extended Information *课程简介 (中文) Course Description （分段概述课程定位、教学目标、主要教学内容、先修课程等；不少于 200 字。） 本课程属于材料科学与工程专业的专业基础课程之一，包含流体力学、传热学和传 质学，使本专业学生对传输现象有一个综合的认识，本课程设置 32 学时/2 学分。 近年来，为使我国的高考教育适应国民经济发展的需要，与国际接轨，对大学本科 的专业设置进行了调整，撤消了原有的材料科学、热处理、铸造、锻压和焊接等专业， 合并成了新的材料科学与工程专业，因此在新专业的研究生教学计划中加入传输现象及 原理的课程是非常必要的，因为传输现象在材料研究、制备与加工过程中的一个重要和 普遍现象，例如在金属材料的加工过程中，经常伴随有金属液的流动（如铸造中的充型 过程）、气体的流动（如热处理炉中的炉气运动）、固体金属内部以及金属本身与周围介 质间的热量交换和物质转移现象（如凝固过程的热量释放、溶质再分配等），这些就是 本课题所要讲授的“动量”、“热量”和 “质量”传输现象。通过该门课程的学习，期 望学生能深刻地理解材料工程中的传输现象及其研究分析方法，从而对后续研究工作打 下理论基础
2 / 6 2020.04 *课程简介 （English） Course Description （须与中文一致，翻译请力求信达雅。） The course is a fundamental course for the students who are major in materials science and engineering, including fluid mechanics, heat transfer and mass transfer. The motivation is to give the students a comprehensive understanding of the transferring phenomena. The curriculum is set as 32 hours and 2 credits. In recent years, as the high education in China meets the needs of national economic development, and keeps up with the international practice, some majors, such as material sciences, heat treatment, casting, forging and welding, have been withdrew and combined into a new materials science and engineering. So it is necessary for a graduate student to study Transferring phenomena because the transferring of "momentum", "heat" and "mass" is very common in metal processing. For example, in metal processing, the flow of liquid metal (filling in the casting process), the gas flow (the heat treatment furnace), heat transfer and material exchange phenomena (such as the solidification process, solute redistribution, solid forming and so on), are subjects of this class and would be analyzed. During the course, students can be expected to fully understand the transferring phenomenon and their fundamental theory, thus get the ability to solve transferring phenomenon in future research work. *教学大纲 (中文) Syllabus （建议列表形式，各列内容：章节、主要内容、课时数、教学方式等） 章节 教学内容 授课 学时 教学方 式 授课教师 第一篇 动量传输 第一章 流体的性质 1. 流体的概念、基本特性、流 体流动的分类与描述（流量、动 量通量等）（1 学时） 2. 动量传输的概念、流体静力 学（Euler 方程特例）（1 学时） 2 讲述与 互动 陈娟 第二章 流体动力学 1．流体运动的连续性方程、理 想流体的动量传输方程（2学时） 2．实际流体的动量传输方程、 理想和实际流体的伯努利方程 及其应用（2 学时） 4 讲述与 互动 陈娟 第三章 层流流动 1. 两同轴旋转圆筒中的层流流 动、两平行平板间的层流流动（2 学时） 2. 流体绕圆球的流动、流体在 多孔介质中的层流流动（2学时） 4 讲述与 互动 陈娟 第四章 紊流流动及材料工程中 的特殊流动 1. 紊流流动的特征、管道中的 紊流流动（1 学时） 2. 紊流流动的近似计算、几种 材料工程中的特殊流动（1学时） 2 讲述与 互动 陈娟
3 / 6 2020.04 第二篇 热量传输 第五章 热量传输的基本概念和 基本定律 1. 热量传输的基本方式、热量 传输的基本概念（1 学时） 2. 热量传输的三大基本定律（1 学时） 2 讲述与 互动 彭立明 第六章 热量传输的控制方程 1. 热量传输一般控制方程（1 学 时） 2. 控制方程简化-对流换热控制 方程、控制方程简化-导热微分 方程（1 学时） 2 讲述与 互动 彭立明 第七章 导热分析 1. 导热问题求解方法、一维稳 态导热、二维稳态导热（2 学时） 2. 非稳态导热、金属凝固传热 （2 学时） 4 讲述与 互动 彭立明 第八章 对流换热 1. 对流换热基本概念、圆管内 层流对流换热（2 学时） 2. 平板边界层对流换热、自然 对流换热（2 学时） 4 讲述与 互动 彭立明 第九章 辐射换热 1. 黑体间的辐射换热、灰体间 的辐射换热（1 学时） 2. 辐射换热的网络求解法、气 体辐射（1 学时） 2 讲述与 互动 彭立明 第三篇 质量传输 第十章 质量传输基本概念与控 制方程 1. 质量传输的基本概念、质量 传输的基本定律（1 学时） 2. 质量传输的控制方程（1 学 时） 2 讲述与 互动 陈娟 第十一章 传质分析 1. 扩散传质（1 学时） 2. 对流传质、相间传质（1 学时） 2 讲述与 互动 陈娟 第四篇 传输现象 的相似理 论和数值 模拟 第十二章 传输现象的相似理论 与数值模拟 1. 相似现象的基本概念、模拟 实验（1 学时） 2.传输现象的数值模拟（1 学时） 2 讲述与 互动 彭立明
4 / 6 2020.04 *教学大纲 （English） Syllabus （须与中文一致，翻译请力求信达雅。） Chapter Content Hours Format Instructor Section One Momentu m Transfer Chapter One Fluid Properties 1. Concept of fluid, basic fluid properties, category and description of flow (Flowrate, momentum flux)（1h） 2. Concept of momentum transfer, Hydrostatics (Euler equation)（1h） 2 Narratio n and interacti on Juan Chen Chapter Two Fluid dynamics 1．Continuity equation of fluid motion, momentum transfer equation of ideal fluid（2 h） 2．Momentum transfer equation of actual fluids, Bernoulli’s equation and application of ideal and actual fluids（2 h） 4 Narratio n and interacti on Juan Chen Chapter Three Laminar Flow 1. Laminar flow in two coaxial rotation tubes, laminar flow between two parallel plates（2 h） 2. The fluid flow around the ball, laminar flow in the porous medium（2 h） 4 Narratio n and interacti on Juan Chen Chapter Four Turbulent Flow and Special Flows in Materials Processing 1. The characteristics of turbulent flow, turbulent flow in pipe（1 h） 2. Approximate calculation of turbulent flow, Special flows in Materials Processing（1 h） 2 Narratio n and interacti on Juan Chen Section Two Heat Transfer Chapter Five Basic concepts and laws of heat transfer 1. Basic mode of hear transfer, Basic concepts of heat transfer（1 h） 2. Basic laws of heat transfer（1 h） 2 Narratio n and interacti on Liming Peng Chapter Six Governing Equation of Heat Transfer 1. General governing equation of heat transfer（1 h） 2. Simplification of governing equation-convection heat transfer governing equation, Simplification of governing 2 Narratio n and interacti on Liming Peng
5 / 6 2020.04 equation-heat conduction differential equation（1 h） Chapter Seven Heat Conduction Analysis 1. Methods for the key of heat conduction, one dimension steady conduction, two dimensions steady conduction（2 h） 2. Non-steady heat conduction, heat transfer during metal solidification（2 h） 4 Narratio n and interacti on Liming Peng Chapter Eight Convection Heat Transfer 1. Basic concepts of convection heat transfer, convection heat transfer of laminar flow in tube （2 h） 2. Convection heat transfer on boundary layer, natural convection heat transfer（2 h） 4 Narratio n and interacti on Liming Peng Chapter Nine Radiant Heat Transfer 1. Radiant heat transfer between black bodies, Radiant heat transfer between gray bodies（1 h） 2. Network solving method of radiant heat transfer, gas radiation（1 h） 2 Narratio n and interacti on Liming Peng Section Three Mass Transfer Chapter Ten Basic concepts and governing equation of mass transfer 1. Basic concepts of mass transport, Basic laws of mass transfer（1 h） 2. Governing equation of mass transfer（1 h） 2 Narratio n and interacti on Juan Chen Chapter Eleven Mass Transfer Analysis 1. Diffusion mass transfer（1 h） 2. Convection mass transfer, Mass transfer between phases（1 h） 2 Narratio n and interacti on Juan Chen Section Four Similarity Theory and Numerical Simulation of Chapter Twelve Similarity Theory and Numerical Simulation of Transport Phenomena 1. Basic concepts of similarity theory, Simulation experiment（1 h） 2. Numerical Simulation of 2 Narratio n and interacti on Liming Peng