燃气轮机性能分析课程设计及实践

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摘要:探索导师团队指导模式下的研究生培养研究与实践，依托小组设计项目(GDP)，以小组为单位选择针对燃气轮机性能分析课程设计了不同题目，由学生自主讨论安排研究计划，并定期由导师团队进行专业指导，激发学生创新能力，建立知识体系与工程应用的关系，为工程实际需要培养创新型人才。

关键词:研究生培养;小组设计项目(GDP);燃气轮机性能分析

1燃气轮机专业研究生培养过程中存在的问题

第一，外校考入本校研究生在本科阶段只学习了工程热力学和传热学等基本课程，缺乏对燃气轮机专业知识的学习，导致入学之后学习我校研究生课程存在一定的困难，在课程结束之后也很难进入研究课题。第二，研究生入学后，以导师研究方向选择相应的课程和开展相关课题研究，学生毕业之后只熟悉自己的研究领域，不了解燃气轮机其他研究方向的内容。燃气轮机的设计是一个团队协作的工作，因此很难有效开展研究。第三，缺乏系统深入的了解，燃气轮机整体性能知识储备不足，不能满足研究生阶段及其参加工作后对于燃气轮机系统分析的需要。

2基于GDP导师团队指导模式下燃气轮机性能分析课程教学活动设计

2.1设计目标

面向工程实际、面向服务对象，完善我校燃气轮机专业研究生教学资源，进一步研究与探讨基于GDP导师团队指导模式下的燃气轮机性能分析课程教学模式，适应现代教育的发展的要求;按照我校特色学科人才培养战略需求，强化燃气轮机性能分析课程培养学生形成全局概念的作用，培养具有较强工程实践能力和创新能力的工程技术人才。

2.2课程教学设计框架

第一，深入学习国外高校GDP课程的组织架构、实施方案和评价体系，探索建立适合我校燃气轮机专业研究生培养的基于GDP导师团队指导模式下燃气轮机性能分析课程教学模式。第二，针对外校考入我校研究生存在燃气轮机基础知识薄弱的问题，研究GDP实践环节的实施方案，设计一组适合我校燃气轮机专业研究生开展的燃气轮机设计题目库，探讨GDP实践环节的实施过程组织方式，形成一套客观公正的评价方法。第三，在教学中开展GDP实践环节，边实施边总结，鼓励学生大胆探索，积极探讨组成燃气轮机装置的各种形式及部件匹配性，并进行分析。

2.3燃气轮机性能分析课程题库设计

课题一:设计一台轴流式压气机，压气机设计点给定参数:大气压力:101325Pa，大气温度:300K，空气流量:57.47kg/s，总增压比:3.119，总绝热效率0.872，转速:7800r/min，通流部分形状:等内径，进排气道形式:直管。首先，利用Matlab软件中M文件编制程序进行通流计算。其次，并M文件编制一维特性计算程序给出该压气机特性线。课题二:设计一台两级轴流式涡轮，设计点给定参数:进口流量53.69kg/s，进口总压:1.72×106Pa，进口总温:1330K，涡轮出口静压:4.54×105Pa，出口总压5.11×105Pa，滞止效率0.865，转速1.26×104r/min，燃气绝热指数:1.33，燃气气体常数287.3。首先，利用Matlab软件中M文件编制程序进行通流计算。其次，并M文件编制一维特性计算程序给出该涡轮特性线。课题三:用Matlab软件中M文件编程单轴发电燃气轮机稳态仿真程序，并进行稳态变工况性能分析;课题四:用Simulink建立单轴发电燃气轮机小偏差线性化仿真模型，并进行仿真分析。课题五:用Matlab软件中M文件编程分轴燃气轮机稳态仿真程序，并进行稳态变工况性能分析。课题六:用Matlab软件编程分轴燃气轮机牛顿拉普生仿真程序，并进行仿真分析。课题七:用Matlab软件中M文件编程三轴燃气轮机稳态仿真程序，并进行稳态变工况性能分析。课题八:利用仿真软件，建立三轴燃气轮机非线性仿真模型，并对仿真结果进行仿真分析。

3基于GDP导师团队指导模式下燃气轮

机性能分析课程教学活动的实践为探索基于GDP导师团队指导模式下的教学活动在我校培养研究生方面发挥的作用，在燃气轮机专业研究生课程“燃气轮机性能分析”中引入此教学环节，成立了一个由教授、副教授组成的研究生导师团队，设计了一组适合我校燃气轮机专业研究生开展的燃气轮机设计题目库，并在“燃气轮机性能分析”教学中进行了有益尝试。在GDP实践环节实施过程中，分成不同的研究小组，然后分配不同的燃气轮机设计题目，由学生自主讨论安排研究计划，学习燃气轮机专业相关设计理论，掌握压气机、燃烧室和涡轮等不同部件的特性处理方法，定期由小组对研究进度和研究成果进行汇报，并由导师团队进行指导。通过此教学活动实践，虽然只有2个月的时间，但是明显感觉学生课堂听课注意力集中，学习积极性也有了很大的提高，学生对于燃气轮机的基础理论和基本原理也有了更深的理解，提高了学生的表达能力。

4结语

针对我校研究生培养过程中遇到的问题，开展了基于GDP导师团队指导模式下燃气轮机性能分析课程教学活动设计及实践的研究，提出以小组设计项目(GDP)为载体，以导师团队指导为保证的基于GDP导师团队指导模式下的研究生培养研究模式，不同小组针对本专业基础知识选择不同的燃气轮机设计题目，由学生自主讨论安排研究计划，学习燃气轮机专业相关设计理论，掌握压气机、燃烧室和涡轮等不同部件的设计方法和设计软件，激发学生创新能力，建立知识体系与工程应用的关系，为工程实际需要培养创新型人才。

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作者：王志涛 赵宁波 王忠义 栾一刚 单位：哈尔滨工程大学