WWW.PROGRAMMA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Учебные и рабочие программы
 


«МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ, ГАЗА И ПЛАЗМЫ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов по направлению 01.06.01 Математика и механика (Механика жидкости, газа и плазмы), очная, ...»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по научной работе

_______________________ /А.В. Толстиков/

__________ _____________ 2014г.

МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ, ГАЗА И ПЛАЗМЫ

Учебно-методический комплекс.

Рабочая программа для аспирантов по направлению 01.06.01 Математика и механика (Механика жидкости, газа и плазмы), очная, заочная форма обучения «ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор (ы) работы _____________________________/ А.А. Губайдуллин/ _____________________________/ Д.Е. Игошин/ «10» октября 2014г.

Рассмотрено на заседании кафедры механики многофазных систем «22» октября 2014 г., протокол № 2.

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 17 стр.

Зав. кафедрой ______________________________/ А.Б. Шабаров/ «______»___________ 2014 г.

Рассмотрено на заседании УМК ФТИ «___»______________2014 г., протокол № _____.

Соответствует ФГОС ВО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ________________/ С.А. Креков/ «______»_____________2014 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Директор ИБЦ____________________/ Е.А. Ульянова/ «______»_____________2014 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Начальник отдела аспирантуры и докторантуры ___________________/ М.Р. Сорокина/ «______»_____________2014 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Физико-технический институт Кафедра Механики многофазных систем ГУБАЙДУЛЛИН А.А.

ИГОШИН Д.Е.

МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ, ГАЗА И ПЛАЗМЫ

Учебно-методический комплекс.

Рабочая программа для аспирантов по направлению 01.06.01 Математика и механика (Механика жидкости, газа и плазмы), очная, заочная форма обучения Тюменский государственный университет Губайдуллин Амир Анварович, Игошин Дмитрий Евгеньевич. Механика жидкости, газа и плазмы. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов по направлению 01.06.01 Математика и механика (Механика жидкости, газа и плазмы) очная, заочная форма обучения. Тюмень, 2014, 18 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ОПОП ВО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Механика жидкости, газа и плазмы [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой Механики многофазных систем. Утверждено и.о.

проректора-начальника управления по научной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: А.Б. Шабаров, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Механики многофазных систем.

© Тюменский государственный университет, 2014.

© А.А. Губайдуллин, Д.Е. Игошин, 2014.

–  –  –

Цели и задачи дисциплины (модуля) 1.1.

Цель дисциплины - ознакомить аспирантов с основными проблемами современной механики жидкости и газа и подготовить аспирантов к изучению спецкурсов, расчету проектов и выполнению индивидуального спецпрактикума.

Задачи учебного курса:

овладение аспирантами аналитических методов решения задач массопереноса для идеальной и ньютоновской жидкостей при различных граничных условиях;

познакомить аспирантов с основными положениями теории конвективного переноса, напомнить об основных представлениях для решения задач по свободной и вынужденной конвекции, рассмотреть особенности процессов переноса в турбулентном потоке;

углубленно изучить уравнения пограничного слоя (гидродинамического, теплового, диффузионного);

углубленно изучить представления о физическом подобии процессов и их моделировании;

вспомнить и изучить новые методы расчета сложного массообмена, в том числе при фазовых переходах;

ознакомление аспирантов с устройством и процессами, происходящими в аэро- и гидродинамических трубах, сопровождающими движение судов и летательных аппаратов.

Место дисциплины в структуре образовательной программы 1.2.

Дисциплина «Механика жидкости, газа и плазмы» – это дисциплина, которая входит в вариативную часть.

При изучении курса используются знания, полученные аспирантами при изучении в специалитете или магистратуре курсов: «Физика», «Математический анализ», «Уравнения математической физики», «Теоретическая механика», «Механика сплошной среды», «Механика многофазных систем», «Гидродинамика», «Теория фильтрации», «Техника и технологии добычи нефти и газа».

–  –  –

№ Наименование Темы дисциплины необходимые для изучения п/ обеспечиваемых обеспечиваемых (последующих) дисциплин п (последующих) дисциплин

–  –  –

1.3. Требования к результатам освоения дисциплины В результате освоения основной образовательной программы аспирант должен обладать следующими компетенциями:

1. Знание закономерностей изменения параметров при течении жидкости, газа и плазмы (ПК-8).

2. Умение проводить расчеты термогазодинамических параметров для различных случаев течения жидкости, газа и плазмы (ПК-9).

3. Владение методами постановки и решения задач механики жидкости, газа и плазмы (ПК-10).

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю)

В результате освоения дисциплины аспирант должен:

Знать:

– основные методы дифференциального и интегрального исчислений, применяемые при решении задач механики жидкости, газа и плазмы;

– физические основы массопереноса;

– элементы математической теории нестационарного массопереноса и теории фильтрации;

– решение важнейших задач для идеальной и линейно-вязкой (ньютоновской) жидкостей;

– методы измерения гидродинамических параметров вещества;

- основные классы задач при движении сжимаемой жидкости;

Уметь:

– применять методы дифференциального и интегрального исчислений, при решении задач механики жидкости и газа;

– получать расчетные формулы для различных процессов движения жидкости и газов в пористой среде;

– применять методы решения задач с фазовыми переходами;

Владеть:

-методиками решения задач механики жидкости, газа и плазмы.

Структура и трудоемкость дисциплины 2.

Семестр 6. Форма промежуточной аттестации – кандидатский экзамен.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 академических часов, из них 100 часов, выделенных на самостоятельную работу.

–  –  –

Тема 1. Вводные положения.

Понятие сплошной среды. Микроскопические, статистические и макроскопические феноменологические методы описания свойств, взаимодействий и движений материальных сред. Области приложения механики жидкости, газа и плазмы. Механические модели, теоретическая схематизация и постановка задач, экспериментальные методы исследований. Основные исторические этапы в развитии механики жидкости, газа и плазмы.

Тема 2. Кинематика сплошных сред.

Системы отсчета и системы координат.

Лагранжевы и эйлеровы координаты. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета в ньютоновской механике. Точки зрения Эйлера и Лагранжа при изучении движения сплошных сред. Определения и свойства кинематических характеристик движения: перемещения, траектории, скорость, линии тока, критические точки, ускорение, тензор скоростей деформации и его инварианты, вектор вихря, потенциал скорости, циркуляция скорости, установившееся и неустановившееся движение среды.Кинематические свойства вихрей.

Тема 3. Основные понятия и уравнения динамики и термодинамики.

Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности в переменных Эйлера и Лагранжа. Условие несжимаемости.

Многокомпонентные смеси. Потоки диффузии. Уравнения неразрывности в форме Эйлера для многокомпонентных смесей.Массовые и поверхностные, внутренние и внешние силы. Законы сохранения количества движения и моментов количества движения для конечных масс сплошной среды. Дифференциальные уравнения движения и момента количества движения сплошной среды. Работа внутренних поверхностных сил. Кинетическая энергия и уравнение живых сил для сплошной среды в интегральной и дифференциальной формах. Понятие о параметрах состояния, пространстве состояний, процессах и циклах. Закон сохранения энергии, внутренняя энергия.

Уравнение притока тепла. Вектор потока тепла. Дифференциальные уравнения энергии и притока тепла. Законы теплопроводности Фурье. Различные частные процессы: адиабатический, изотермический и др. Обратимые и необратимые процессы. Совершенный газ. Цикл Карно.

Второй закон термодинамики. Энтропия и абсолютная температура. Некомпенсированное тепло и производство энтропии. Неравенство диссипации, тождество Гиббса. Диссипативная функция.

Основные макроскопические механизмы диссипации. Понятие о принципе Онзагера. Уравнения состояния. Термодинамические потенциалы двухпараметрических сред.

Тема 4. Модели жидких и газообразных сред.

Модель идеальной жидкости. Уравнения Эйлера. Полные системы уравнений для идеальной, несжимаемой и сжимаемой жидкостей.

Начальные и граничные условия. Интегралы Бернулли и Коши—Лагранжа. Явление кавитации.

Теорема Томсона и динамические теоремы о вихрях. Возникновение вихрей. Теорема Бьеркнеса.

Модель вязкой жидкости. Линейно-вязкая (ньютоновская) жидкость. Уравнения Навье-Стокса.

Полные системы уравнений для вязкой несжимаемой и сжимаемой жидкостей. Начальные и граничные условия. Диссипация энергии в вязкой теплопроводной жидкости. Применение интегральных соотношений к конечным объемам среды при установившемся движении. Теория реактивной тяги и теория идеального пропеллера.

Тема 5. Поверхности разрыва в течениях жидкости, газа и плазмы.

Поверхности слабых и сильных разрывов. Разрывы сплошности. Условия на поверхностях сильного разрыва в материальных средах и в электромагнитном поле. Тангенциальные разрывы и ударные волны.

Тема 6. Гидростатика.

Равновесие жидкости, газа и плазмы в поле потенциальных массовых сил. Закон Архимеда. Равновесие и устойчивость плавающих тел и атмосферы.

Тема 7. Движение идеальной несжимаемой жидкости.

Общая теория непрерывных потенциальных движений несжимаемой жидкости. Свойства гармонических функций.

Многозначностъ потенциала в многосвязных областях. Кинематическая задача о произвольном движении твердого тела в неограниченном объеме идеальной несжимаемой жидкости. Энергия, количество движения и момент количества движения жидкости при движении в ней твердого тела. Движение сферы в идеальной жидкости. Силы воздействия идеальной жидкости на тело, движущееся в безграничной массе жидкости. Основы теории присоединенных масс. Парадокс Даламбера. Плоские движения идеальной жидкости. Функция тока. Применение методов теории аналитических функций комплексного переменного для решения плоских задач гидродинамики и аэродинамики. Стационарное обтекание жидкостью цилиндра и профиля. Формулы Чаплыгина и теорема Жуковского. Правило Жуковского и Чаплыгина определения циркуляции вокруг крыльев с острой задней кромкой. Нестационарное обтекание профилей. Плоские задачи о струйных течениях жидкости. Обтекание тел с отрывом струй. Схемы Кирхгофа, Эфроса и др.

Определение поля скоростей по заданным вихрям и источникам. Формулы Био-Савара.

Прямолинейный и кольцевой вихри. Законы распределения давлений, силы, обусловливающие вынужденное движение прямолинейных вихрей в плоском потоке. Постановка задачи и основные результаты теории крыла конечного размаха. Несущая линия и несущая поверхность.

Постановка задачи Коши—Пуассона о волнах на поверхности тяжелой несжимаемой жидкости.

Гармонические волны. Фазовая и групповая скорость. Дисперсия волн. Перенос энергии прогрессивными волнами. Теория мелкой воды. Уравнения Буссинеска и Кортевега-де-Вриза.

Нелинейные волны. Солитон.

Тема 8. Движение вязкой жидкости.

Теория пограничного слоя. Турбулентность Ламинарное движение несжимаемой вязкой жидкости. Течения Куэтта и Пуазейля. Течение вязкой жидкости в диффузоре. Диффузия вихря. Приближения Стокса и Озеена. Задача о движении сферы в вязкой жидкости в постановке Стокса. Ламинарный пограничный слой.

Задача Блазиуса. Интегральные соотношения и основанные на их использовании приближенные методы в теории ламинарного пограничного слоя. Явление отрыва пограничного слоя.

Устойчивость пограничного слоя. Теплообмен с потоком на основе теории пограничного слоя.

Турбулентность. Опыт Рейнольдса. Уравнения Рейнольдса. Турбулентный перенос тепла и вещества. Полуэмпирические теории турбулентности. Профиль скорости в пограничном слое.

Логарифмический закон. Прямое численное решение уравнений гидромеханики при наличии турбулентности. Свободная и вынужденная конвекция. Приближение Буссинеска. Линейная неустойчивость подогреваемого плоского слоя и порог возникновения конвекции. Понятие о странном аттракторе. Движение жидкости и газа в пористой среде. Закон Дарси. Система дифференциальных уравнений подземной гидрогазодинамики. Неустановившаяся фильтрация газа. Примеры точных автомодельных решений.

Тема 9. Движение сжимаемой жидкости.

Газовая динамика. Распространение малых возмущений в сжимаемой жидкости. Волновое уравнение. Скорость звука. Запаздывающие потенциалы. Эффект Допплера. Конус Маха. Уравнения газовой динамики. Характеристики.

Влияние сжимаемости на форму трубок тока при установившемся движении. Элементарная теория сопла Лаваля. Одномерные неустановившиеся движения газов с плоскими, цилиндрическими и сферическими волнами. Автомодельные движения и классы соответствующих задач. Задачи о поршне и о сильном взрыве в газе. Волны Римана. Эффект опрокидывания волн. Адиабата Гюгонио. Теорема Цемплена. Эволюционные и неэволюционные разрывы. Теория волн детонации и горения. Правило Жуге и его обоснование. Задача о структуре сильного разрыва. Качественное описание решения задачи о распаде произвольного разрыва. Плоские стационарные сверхзвуковые течения газа. Метод характеристик. Течение Прандтля–Майера. Косой скачок уплотнения. Обтекание сверхзвуковым потоком газа клина и конуса. Понятие об обтекании тел газом с отошедшей ударной волной. Линейная теория обтекания тонких профилей и тел вращения. Течения с гиперзвуковыми скоростями. Закон сопротивления Ньютона.

Тема 10. Электромагнитные явления в жидкостях.

Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла в пустоте. Взаимодействие электромагнитного поля с проводниками. Сила Лоренца.

Закон сохранения полного заряда. Закон Ома. Среды с идеальной проводимостью. Вектор и уравнение Умова—Пойнтинга. Джоулево тепло. Уравнения импульса и притока тепла для проводящей среды. Уравнения магнитной гидродинамики. Условия вмороженности магнитного поля в среду. Понятие о поляризации и намагничивании жидкостей.

Тема 11. Физическое подобие, моделирование.

Система определяющих параметров для выделенного класса явлений. Основные и производные единицы измерения. Формула размерностей. П-теорема. Примеры приложений. Определение физического подобия.

Моделирование. Критерии подобия. Числа Эйлера, Маха, Фруда, Рейнольдса, Струхала, Прандтля.

–  –  –

Тема 1. Вводные положения.

Механические модели, теоретическая схематизация и постановка задач, экспериментальные методы исследований (2 часа).

Тема 2. Кинематика сплошных сред.

Определения и свойства кинематических характеристик движения: перемещения, траектории, скорость, линии тока, критические точки, ускорение, тензор скоростей деформации и его инварианты, вектор вихря, потенциал скорости, циркуляция скорости, установившееся и неустановившееся движение среды (2 часа).

Тема 3. Основные понятия и уравнения динамики и термодинамики.

Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности в переменных Эйлера и Лагранжа. Условие несжимаемости.

Законы сохранения количества движения и моментов количества движения для конечных масс сплошной среды. Дифференциальные уравнения движения и момента количества движения сплошной среды. Работа внутренних поверхностных сил. Закон сохранения энергии, внутренняя энергия. Уравнение притока тепла. Законы теплопроводности Фурье. Различные частные процессы: адиабатический, изотермический и др. Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно. Второй закон термодинамики. Энтропия и абсолютная температура. Уравнения состояния (2 часа).

Тема 4. Модели жидких и газообразных сред.

Уравнения Эйлера. Начальные и граничные условия. Интегралы Бернулли и Коши—Лагранжа. Модель вязкой жидкости.

Уравнения Навье-Стокса. Диссипация энергии в вязкой теплопроводной жидкости. Применение интегральных соотношений к конечным объемам среды при установившемся движении. (2 часа).

Тема 5. Поверхности разрыва в течениях жидкости, газа и плазмы.

Условия на поверхностях сильного разрыва в материальных средах и в электромагнитном поле.

Тангенциальные разрывы и ударные волны (1 час).

Тема 6. Гидростатика.

Равновесие жидкости и газа в поле потенциальных массовых сил.

Закон Архимеда. Равновесие и устойчивость плавающих тел и атмосферы (1 час).

Тема 7. Движение идеальной несжимаемой жидкости.

Кинематическая задача о произвольном движении твердого тела в неограниченном объеме идеальной несжимаемой жидкости. Энергия, количество движения и момент количества движения жидкости при движении в ней твердого тела. Движение сферы в идеальной жидкости. Силы воздействия идеальной жидкости на тело, движущееся в безграничной массе жидкости. Применение методов теории аналитических функций комплексного переменного для решения плоских задач гидродинамики и аэродинамики. Стационарное обтекание жидкостью цилиндра и профиля.

Плоские задачи о струйных течениях жидкости. Обтекание тел с отрывом струй. Схемы Кирхгофа, Эфроса и др. Определение поля скоростей по заданным вихрям и источникам.

Формулы Био-Савара (2 часа).

Тема 8. Движение вязкой жидкости.

Задача о движении сферы в вязкой жидкости в постановке Стокса. Ламинарный пограничный слой. Задача Блазиуса. Профиль скорости в пограничном слое. Логарифмический закон. Прямое численное решение уравнений гидромеханики при наличии турбулентности. Система дифференциальных уравнений подземной гидрогазодинамики. Неустановившаяся фильтрация газа. Примеры точных автомодельных решений (2 часа).

Тема 9. Движение сжимаемой жидкости.

Автомодельные движения и классы соответствующих задач. Задачи о поршне и о сильном взрыве в газе. Волны Римана. Эффект опрокидывания волн. Адиабата Гюгонио. Задача о структуре сильного разрыва. Метод характеристик. Течение Прандтля—Майера. Косой скачок уплотнения. Обтекание сверхзвуковым потоком газа клина и конуса. Понятие об обтекании тел газом с отошедшей ударной волной. Линейная теория обтекания тонких профилей и тел вращения. Течения с гиперзвуковыми скоростями (2 часа).

Тема 10. Электромагнитные явления в жидкостях.

Взаимодействие электромагнитного поля с проводниками. Сила Лоренца. Закон сохранения полного заряда. Закон Ома. Среды с идеальной проводимостью. Джоулево тепло. Уравнения импульса и притока тепла для проводящей среды. Уравнения магнитной гидродинамики. Условия вмороженности магнитного поля в среду (1 час).

Тема 11. Физическое подобие, моделирование.

Основные и производные единицы измерения. Формула размерностей. П-теорема. Примеры приложений. Определение физического подобия. Моделирование. Критерии подобия. Числа Эйлера, Маха, Фруда, Рейнольдса, Струхала, Прандтля (1 час).

Примерная тематика рефератов 6.

Темы рефератов формируются в зависимости от тем научного исследования аспирантов.

Тема реферата может являться главой диссертации (расчет основных параметров, создание методики теплофизического расчета и др.). Объем реферата – 30-50 страниц. Реферат сдается на проверку преподавателю за 2 недели до окончании курса, после проверки защищается на зачетном занятии.

Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы аспирантов.

7.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля)

–  –  –

8. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Примерные задачи для самостоятельной и контрольной работы:

Задача 1. Определить период колебаний математического маятника (маленькая сфера из материала с плотностью 1 на нити длиной l), помещенного в идеальную несжимаемую жидкость с плотностью 0, 1 0.

Задача 2. Вертикальная труба радиусом R заполнена вязкой несжимаемой жидкостьюс плотностью и динамической вязкостью.

Вдоль оси трубы помещен длинный (LR) невесомый цилиндр, радиус которого мало отличается от радиуса трубы, так что между ними остается узкий зазор hR. Найти скорость всплывания цилиндра в поле тяжести g.

Задача 3. Найти закон изменения во времени расстояния между двумя близкими элементами жидкости при ее турбулентном движении.

Задача 4. Найти декремент затухания звуковых волн в идеальном газе, обусловленного теплопроводностью газа.

Молекулярная масса газа равна, показатель адиабаты, коэффициент теплопроводности.

Задача 5. Определить внутреннюю структуру фронта слабой ударной волны в вязком газе.

Задача 6. Найти закон дисперсии для гравитационных волн, распространяющихся на неограниченной поверхности несжимаемой жидкости с глубиной h0.

Задача 7. Определить критическую сжимающую силу, при которой возникает изгибная неустойчивость тонкого стержня (задача Эйлера).

–  –  –

1. Понятие сплошной среды. Микроскопические, статистические и макроскопические феноменологические методы описания свойств, взаимодействий и движений материальных сред. Области приложения механики жидкости, газа и плазмы.

2. Механические модели, теоретическая схематизация и постановка задач, экспериментальные методы исследований. Основные исторические этапы в развитии механики жидкости и газа.

3. Системы отсчета и системы координат. Лагранжевы и эйлеровы координаты.

4. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета в ньютоновской механике. Точки зрения Эйлера и Лагранжа при изучении движения сплошных сред.

5. Определения и свойства кинематических характеристик движения.

Кинематические свойства вихрей.

6. Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности в переменных Эйлера и Лагранжа. Условие несжимаемости.

7. Многокомпонентные смеси. Потоки диффузии. Уравнения неразрывности в форме Эйлера для многокомпонентных смесей.Массовые и поверхностные, внутренние и внешние силы.

8. Законы сохранения количества движения и моментов количества движения для конечных масс сплошной среды.

9. Дифференциальные уравнения движения и момента количества движения сплошной среды.

10. Работа внутренних поверхностных сил. Кинетическая энергия и уравнение живых сил для сплошной среды в интегральной и дифференциальной формах.

11. Понятие о параметрах состояния, пространстве состояний, процессах и циклах. Закон сохранения энергии, внутренняя энергия. Уравнение притока тепла.

Вектор потока тепла. Дифференциальные уравнения энергии и притока тепла.

12. Законы теплопроводности Фурье. Различные частные процессы:

адиабатический, изотермический и др. Обратимые и необратимые процессы.

13. Совершенный газ. Цикл Карно. Второй закон термодинамики. Энтропия и абсолютная температура. Некомпенсированное тепло и производство энтропии.

14. Неравенство диссипации, тождество Гиббса. Диссипативная функция.

Основные макроскопические механизмы диссипации. Понятие о принципе Онзагера.

15. Уравнения состояния. Термодинамические потенциалы двухпараметрических сред.

16. Модель идеальной жидкости. Уравнения Эйлера. Полные системы уравнений для идеальной, несжимаемой и сжимаемой жидкостей. Начальные и граничные условия. Интегралы Бернулли и Коши—Лагранжа.

17. Явление кавитации. Теорема Томсона и динамические теоремы о вихрях.

Возникновение вихрей. Теорема Бьеркнеса.

18. Модель вязкой жидкости. Линейно-вязкая (ньютоновская) жидкость.

Уравнения Навье-Стокса. Полные системы уравнений для вязкой несжимаемой и сжимаемой жидкостей. Начальные и граничные условия.

19. Диссипация энергии в вязкой теплопроводной жидкости. Применение интегральных соотношений к конечным объемам среды при установившемся движении.

Теория реактивной тяги и теория идеального пропеллера.

20. Поверхности слабых и сильных разрывов. Разрывы сплошности. Условия на поверхностях сильного разрыва в материальных средах и в электромагнитном поле.

Тангенциальные разрывы и ударные волны.

21. Равновесие жидкости и газа в поле потенциальных массовых сил. Закон Архимеда. Равновесие и устойчивость плавающих тел и атмосферы.

22. Общая теория непрерывных потенциальных движений несжимаемой жидкости. Свойства гармонических функций. Многозначностъ потенциала в многосвязных областях.

23. Кинематическая задача о произвольном движении твердого тела в неограниченном объеме идеальной несжимаемой жидкости.

24. Энергия, количество движения и момент количества движения жидкости при движении в ней твердого тела.

25. Движение сферы в идеальной жидкости.

26. Силы воздействия идеальной жидкости на тело, движущееся в безграничной массе жидкости.

27. Основы теории присоединенных масс. Парадокс Даламбера. Плоские движения идеальной жидкости. Функция тока.

28. Применение методов теории аналитических функций комплексного переменного для решения плоских задач гидродинамики и аэродинамики.

29. Стационарное обтекание жидкостью цилиндра и профиля. Формулы Чаплыгина и теорема Жуковского. Правило Жуковского и Чаплыгина определения циркуляции вокруг крыльев с острой задней кромкой.

30. Нестационарное обтекание профилей. Плоские задачи о струйных течениях жидкости.

31. Обтекание тел с отрывом струй. Схемы Кирхгофа, Эфроса и др.

Определение поля скоростей по заданным вихрям и источникам. Формулы Био-Савара.

32. Прямолинейный и кольцевой вихри. Законы распределения давлений, силы, обусловливающие вынужденное движение прямолинейных вихрей в плоском потоке.

33. Постановка задачи и основные результаты теории крыла конечного размаха.

Несущая линия и несущая поверхность.

34. Постановка задачи Коши—Пуассона о волнах на поверхности тяжелой несжимаемой жидкости.

35. Гармонические волны. Фазовая и групповая скорость. Дисперсия волн.

Перенос энергии прогрессивными волнами.

36. Теория мелкой воды. Уравнения Буссинеска и Кортевега-де-Вриза.

Нелинейные волны. Солитон.

37. Теория пограничного слоя. Турбулентность.

38. Ламинарное движение несжимаемой вязкой жидкости. Течения Куэтта и Пуазейля. Течение вязкой жидкости в диффузоре.

39. Диффузия вихря. Приближения Стокса и Озеена. Задача о движении сферы в вязкой жидкости в постановке Стокса.

40. Ламинарный пограничный слой. Задача Блазиуса. Интегральные соотношения и основанные на их использовании приближенные методы в теории ламинарного пограничного слоя.

41. Явление отрыва пограничного слоя. Устойчивость пограничного слоя.

42. Теплообмен с потоком на основе теории пограничного слоя.

43. Турбулентность. Опыт Рейнольдса. Уравнения Рейнольдса. Турбулентный перенос тепла и вещества. Полуэмпирические теории турбулентности.

44. Профиль скорости в пограничном слое. Логарифмический закон. Прямое численное решение уравнений гидромеханики при наличии турбулентности.

45. Свободная и вынужденная конвекция. Приближение Буссинеска. Линейная неустойчивость подогреваемого плоского слоя и порог возникновения конвекции.

46. Понятие о странном аттракторе. Движение жидкости и газа в пористой среде. Закон Дарси. Система дифференциальных уравнений подземной гидрогазодинамики. Неустановившаяся фильтрация газа. Примеры точных автомодельных решений.

47. Газовая динамика. Распространение малых возмущений в сжимаемой жидкости. Волновое уравнение. Скорость звука. Запаздывающие потенциалы. Эффект Допплера. Конус Маха.

48. Уравнения газовой динамики. Характеристики. Влияние сжимаемости на форму трубок тока при установившемся движении. Элементарная теория сопла Лаваля.

49. Одномерные неустановившиеся движения газов с плоскими, цилиндрическими и сферическими волнами. Автомодельные движения и классы соответствующих задач.

50. Задачи о поршне и о сильном взрыве в газе. Волны Римана. Эффект опрокидывания волн. Адиабата Гюгонио. Теорема Цемплена.

51. Эволюционные и неэволюционные разрывы. Теория волн детонации и горения. Правило Жуге и его обоснование.

52. Задача о структуре сильного разрыва. Качественное описание решения задачи о распаде произвольного разрыва. Плоские стационарные сверхзвуковые течения газа.

53. Метод характеристик. Течение Прандтля–Майера.

54. Косой скачок уплотнения. Обтекание сверхзвуковым потоком газа клина и конуса.

55. Понятие об обтекании тел газом с отошедшей ударной волной.

56. Линейная теория обтекания тонких профилей и тел вращения.

57. Течения с гиперзвуковыми скоростями. Закон сопротивления Ньютона.

58. Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла в пустоте. Взаимодействие электромагнитного поля с проводниками. Сила Лоренца. Закон сохранения полного заряда.

59. Закон Ома. Среды с идеальной проводимостью. Вектор и уравнение Умова—Пойнтинга. Джоулево тепло. Уравнения импульса и притока тепла для проводящей среды.

60. Уравнения магнитной гидродинамики. Условия вмороженности магнитного поля в среду. Понятие о поляризации и намагничивании жидкостей.

61. Система определяющих параметров для выделенного класса явлений.

Основные и производные единицы измерения. Формула размерностей. П-теорема.

Примеры приложений.

62. Определение физического подобия. Моделирование. Критерии подобия.

Числа Эйлера, Маха, Фруда, Рейнольдса, Струхала, Прандтля.

Образовательные технологии 9.

В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Механика жидкости и газа» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:

лекции;

практические занятия;

работа в малых группах.

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 10.

(модуля). Основная литература:

10.1 Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика): Учебник / А.Д.

1.

Гиргидов. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 704 с.: То же [Электронный ресурс]. - URL:

http://znanium.com/bookread.php?book=443613 (дата обращения 01.10. 2014 г.)

Кузнецов С. И. Физика в вузе. Современный учебник по механике:

2.

Монография / С.И. Кузнецов. - М.: Вузовский учебник: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 264 с.: То же [Электронный ресурс]. - URL: http://znanium.com/bookread.php?book=417465 (дата обращения 01.10. 2014 г.) Физико-математическое моделирование течений в нефтегазовых 3.

технологиях: учебное пособие / А.Б. Шабаров и др. - Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2014. – 216 с.

–  –  –

Перечень информационных технологий, используемых при 11.

осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости) Электронные справочники по механике жидкости и газа.

Технические средства и материально-техническое обеспечение 12.

дисциплины (модуля).

Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, аудитория для семинарских занятий.




Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ АЛЬМАНАХ НАУЧНЫХ РАБОТ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Университета ИТМО Том Санкт-Петербург Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. Том 1. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 238 с. Издание содержит результаты научных работ молодых ученых, доложенные на XLIV научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Университет ИТМО –...»

«Содержание Паспорт программы 3-4 Пояснительная записка I. 5-9 Содержание программы: II. 10-13 Календарно тематическое планирование работы III. 14-19 с детьми Мониторинг освоения детьми программного IV. 20-21 материала Механизм реализации программы V. 22 Список литературы Паспорт программы дополнительного образования по экологии «Экология для малышей» Наименование дополнительной образовательной услуги Федеральный закон Российской Федерации от 29 Основание для декабря 2012 г. N 273-ФЗ Об...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Финансово-экономический институт Кафедра мировой экономики и международного бизнеса Н. О. Вилков МЕЖДУНАРОДНЫЕ КОРПОРАЦИИ: МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 38.04.02 «Менеджмент» магистерской программы «Международный...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт наук о Земле Кафедра физической географии и экологии Жеребятьева Н.В., Вешкурцева С.С. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 01.03.03. Механика и математическое моделирование Профиль: Механика жидкости, газа и плазмы Очная форма обучения...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ АЛЬМАНАХ НАУЧНЫХ РАБОТ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Университета ИТМО Том Санкт-Петербург Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. Том 1. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 238 с. Издание содержит результаты научных работ молодых ученых, доложенные на XLIV научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Университет ИТМО –...»







 
2016 www.programma.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Учебные, рабочие программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.