密集科研項(xiàng)目：工程物理學(xué)專題：汽車與飛機(jī)外形構(gòu)造的流體物理學(xué)原理和設(shè)計(jì)方法探究

導(dǎo)師學(xué)校介紹

布朗大學(xué)（Brown University）創(chuàng)立于1764年，是全美第七古老的大學(xué)，坐落在美國(guó)羅得島州首府普羅維登斯市，是一所享譽(yù)世界的頂級(jí)私立研究型大學(xué)，聞名世界的八所常春藤聯(lián)盟成員，北美頂尖大學(xué)學(xué)術(shù)聯(lián)盟美國(guó)大學(xué)協(xié)會(huì)成員。布朗大學(xué)在2020年U.S.News美國(guó)大學(xué)綜排Top14。

導(dǎo)師詳細(xì)介紹

導(dǎo)師昵稱

Roberto

導(dǎo)師級(jí)別

終身正教授

導(dǎo)師學(xué)校

布朗大學(xué)Brown University

Roberto導(dǎo)師現(xiàn)任布朗大學(xué)工程系終身正教授，主要研究流體力學(xué)，包括雙通道流、生物流等，也進(jìn)行數(shù)值模擬和理論分析工作。1990年至1992年，導(dǎo)師擔(dān)任墨西哥國(guó)立自治大學(xué)材料研究所本科研究助理，后擔(dān)任加州理工學(xué)院機(jī)械工程系研究生研究助教四年，墨西哥國(guó)立自治大學(xué)材料研究所首席研究員等職務(wù)。2019年，正式加入布朗大學(xué)工程學(xué)院擔(dān)任教授職位。導(dǎo)師共發(fā)表論文115余篇，20篇會(huì)議論文集的擴(kuò)展摘要，3本著作，3項(xiàng)專利?，F(xiàn)擔(dān)任美國(guó)物理學(xué)會(huì)、美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)、美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)成員。

Prof.Roberto is currently a tenured professor in the Department of Engineering at Brown University.He mainly studies fluid mechanics,including dual-channel flow,biological flow,etc.He also conducts numerical simulation and theoretical analysis.From 1990 to 1992,he served as an undergraduate research assistant at the Institute of Materials,National Autonomous University of Mexico.Later,he served as a graduate research assistant in the Department of Mechanical Engineering at the California Institute of Technology for four years.In 2019,he joined the School of Engineering of Brown University as a professor.He has published more than 115 papers,20 extended abstracts of conference proceedings,3 books,and 3 patents.He is currently a member of the American Physical Society,the American Society of Mechanical Engineers,and the American Society of Chemical Engineers.

適合人群

方向：理工

專業(yè)：工程

適合專業(yè)：工程學(xué)，結(jié)構(gòu)工程，工程，物理，機(jī)械工程，物理學(xué)，車輛工程，流體力學(xué)，航空與航天工程，結(jié)構(gòu)力學(xué)

項(xiàng)目?jī)r(jià)格：19800/33800

項(xiàng)目周期：4周在線小組科研+2周論文輔導(dǎo)

是否建議高中生學(xué)習(xí)：是

是否建議大學(xué)生學(xué)習(xí)：是

語言：英文

難度：中級(jí)難度/高級(jí)難度

建議具備的基礎(chǔ)：機(jī)械工程、車輛工程、生物工程、航空航天工程、海洋工程、石油工程、能源工程等工程類等專業(yè)或希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，高中生需要具備扎實(shí)的物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

科研項(xiàng)目產(chǎn)出

4周在線小組科研學(xué)習(xí)+2周論文指導(dǎo)學(xué)習(xí)共125課時(shí)+不限時(shí)論文指導(dǎo)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)（可用于申請(qǐng)）

結(jié)業(yè)證書

成績(jī)單

項(xiàng)目介紹

流體的運(yùn)動(dòng)存在于人類活動(dòng)的方方面面，從生理流動(dòng)到飛機(jī)和汽車，工程師必須學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)流體的行為，以設(shè)計(jì)設(shè)備和系統(tǒng)來處理和操縱流動(dòng)。本項(xiàng)目將以汽車、飛機(jī)為例，探究流體物理學(xué)在工程中應(yīng)用。從流體的特性入手，分析流體的速度、流量、壓力、流體靜力學(xué)知識(shí)，從伯努利方程入手分析車輛與飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)阻力與升力。本項(xiàng)目重點(diǎn)還原了飛機(jī)、汽車的翼型設(shè)計(jì)過程中流體物理學(xué)所占有的重要地位。學(xué)生將在導(dǎo)師的指導(dǎo)下以科學(xué)的方法記錄并且分析研究結(jié)果，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

個(gè)性化研究課題參考：

航天飛機(jī)跨聲速機(jī)翼繞流氣動(dòng)特性分析

流體力學(xué)指引下的汽車空氣阻力探究及車型設(shè)計(jì)原理

氣固流化床內(nèi)兩相流動(dòng)特性的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

流體力學(xué)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)伽遼金有限元及其在建筑風(fēng)場(chǎng)中的應(yīng)用

The motion of fluids exists in every aspect of human activity,from physiological flows to airplanes and automobiles,and engineers must learn to predict the behavior of fluids in order to design devices and systems to handle and manipulate the flow.This project will take automobiles and airplanes as examples to explore the application of fluid physics in engineering.Starting from the characteristics of the fluid,the velocity,flow,pressure,and hydrostatic knowledge of the fluid are analyzed,and the motion resistance and lift of vehicles and aircraft are analyzed from the Bernoulli equation.This project focuses on restoring the important position of fluid physics in the airfoil design process of aircraft and automobiles.Under the guidance of the instructor,students will record and analyze the research results in a scientific way,submit a project report at the end of the project,and display the results.

Suggested Future Research Fields:

Analysis of aerodynamic characteristics of space shuttle transonic wing flow around

Research on automobile air resistance and car model design principles under the guidance of fluid mechanics

Numerical simulation and structural optimization design of two-phase flow characteristics in a gas-solid fluidized bed

Galerkin finite element standard for fluid mechanics compensation and its application in building wind farms

項(xiàng)目背景

飛機(jī)為什么會(huì)飛？其中的原理相信很多人都有聽說過，由于機(jī)翼上表面的彎度大于下表面的彎度，上表面氣流的流速整體上要高于下表面的氣流速度，根據(jù)伯努利理論，機(jī)翼上下表面就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力差，提供向上飛機(jī)的升力。同時(shí)，車頭造型的設(shè)計(jì)中涉及到的流體力學(xué)因素眾多，比如車頭的邊角、車頭的形狀及高度等，人們發(fā)明了流線型汽車。本項(xiàng)目則將主要探討流體物理學(xué)在飛機(jī)與汽車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，明確流體物理學(xué)對(duì)汽車與飛機(jī)外形構(gòu)造發(fā)揮出的重要作用，能夠讓汽車與飛機(jī)造型的構(gòu)造更加合理，保證合理協(xié)調(diào)空氣及車輛之間的相互作用力，為汽車與飛機(jī)的行進(jìn)便利創(chuàng)造條件。

項(xiàng)目大綱介紹

流體特性、單位和尺寸 Fluid Properties,Units and dimensions

流體流量、壓力、流體靜力學(xué) Fluid flow rate,pressure,hydrostatics

伯努利方程、壓力與速度、阻力、升力 Bernoulli’s Equation,Pressure vs speed,Drag forces,Lift Forces

空氣動(dòng)力學(xué)、翼型、汽車流體動(dòng)力學(xué)、飛機(jī)設(shè)計(jì) Aerodynamics,Airfoils,Car hydrodynamics,Airplane Design

項(xiàng)目回顧與成果展示 Program review and presentation

論文輔導(dǎo) Project deliverable tutoring

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