Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika Płynów I
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Andrzej Styczek
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Automatyka i Robotyka
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
NW122
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2011/2012
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady - 30h Ćwiczenia - 15h Konsultacje - 3h Egzamin - 2h Praca własna: przygotowanie do kolokwium nr 1 - 15h przygotowanie do kolokwium nr 2 - 15h przygotowanie do egzaminu - 40h Łącznie - 120 godzin
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich - 50 godzin (2 ECTS)
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 ECTS (ćwiczenia i przygotowanie do kolokwiów)
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Dobra znajomość podstaw algebry liniowej, geometrii analitycznej i analizy matematycznej w zakresie kursów prowadzonych typowo na pierwszym roku studiów uczelni technicznych.
Limit liczby studentów:
Wykład-150,ćwiczenia-30/grupa
Cel przedmiotu:
Nauczenie podstaw teoretycznych mechaniki płynów oraz podstawowych modeli fizycznych i matematycznych płynów stosowanych w typowych zagadnieniach hydrauliki i aerodynamiki; nauczenie podstawowych technik rozwiązywania prostych problemów inżynierskich z zakresu statyki płynów i przepływów cieczy rzeczywistej; przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu elementarnej dynamiki gazów i teorii turbulencji.
Treści kształcenia:
Treści merytoryczne przedmiotu: 1. Model płynu jako ośrodka ciągłego 2. Elementy statyki płynów: równanie i warunki równowagi, manometry, parcie płynu na ścianki, prawo Archimedesa 3. Kinematyka płynów: opis ruchu metodą Lagrange’a i Eulera, pole wektorowe prędkości płynu, trajektorie elementów płynu i linie prądu, funkcja prądu, wirowość i twierdzenia o ruchu wirowym, tensorowy opis deformacji płynu. 4. Zasada zachowania masy i równanie ciągłości 5. Dynamika ośrodka ciągłego: tensorowy opis pola naprężeń w płynie, zasada zmienności pędu i ogólne równanie ruchu, zasada zmienności krętu i symetria tensora naprężeń. 6. Płyny lepkie: model reologiczny płynu newtonowskiego, równanie Naviera-Stokesa, zagadnienie warunków brzegowych, przykłady rozwiązań analitycznych. 7. Model płynu idealnego: równanie Eulera, całki pierwsze Bernoulliego i Cauchy-Lagrange’a, przykłady zastosowań. 8. Całkowa postać zasady zachowania pędu i jej zastosowanie do wyznaczania sił reakcji na ciała zanurzone z przepływie. Współczynniki aerodynamiczne. 9. Analiza wymiarowa i podobieństwo dynamiczne przepływów. 10. Elementy hydrauliki: ruch cieczy lepkiej przez przewody, równanie Bernoulliego z członami opisującymi straty ciśnienia. 11. Elementarne wprowadzenie do teorii przepływów turbulentnych: fizykalna charakterystyka przepływów turbulentnych, zjawisko niestateczności hydrodynamicznej, procedura uśredniania i równania Reynoldsa, problem domknięcia.
Metody oceny:
a)Dwa kolokwia z części ćwiczeniowej sprawdzające umiejętność rozwiązywania prostych zagadnień inżynierskich z zakresie statyki płynów, wykorzystania równania Bernoulliego, wyznaczania reakcji przy użyciu całkowej formy zasady zachowania pędu oraz wyznaczania parametrów ruch cieczy w prostych rurociągach. Warunkiem zaliczenia kursu jest otrzymanie oceny pozytywnej z obu kolokwiów. b) egzamin końcowy obejmujący całość wyłożonego materiału teoretycznego, a także część zadaniową.
Egzamin:
tak
Literatura:
Zalecana literatura: 1. Preskrypt i materiały dostarczone przez wykładowcę oraz podręczniki: 2. Prosnak W.J.: Równania klasycznej mechaniki płynów. PWN, Warszawa, 2006. 3. Gryboś R.: Podstawy mechaniki płynów. PWN, Warszawa, 1998. 4. Tesch K.: Mechanika płynów. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2008.
Witryna www przedmiotu:
materialy dydaktyczne http://c-cfd.meil.pw.edu.pl/ccfd/index.php?item=6 (dostęp chroniony)
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt NW122_W1
zna podstawy statyki i kinematyki ośrodka ciągłego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W07
Efekt NW122_W2
ma podstawową wiedzę w zakresie formułowania zasad zachowania dla płynu, równań opisujących jego ruch i ich całek pierwszych, a także sposobów określania reakcji aero/hydrodynamicznych
Weryfikacja: egzamin, kolokwium 1, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W01, AiR1_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W07
Efekt NW122_W3
ma podstawową wiedzę na temat modelu płynu newtonowskiego oraz inżynierskich metod wyznaczania ruchu laminarnego i turbulentnego cieczy lepkiej w rurociągach, zna pojęcie podobieństwa dynamicznego przepływów i znaczenie fizyczne podstawowych liczb podobieństwa
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W07
Efekt NW122_W4
ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw dynamiki gazów
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W01, AiR1_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt NW122_U1
Potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie z zakresu statyki cieczy
Weryfikacja: kolokwium nr 1
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U07, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U16, T1A_U09
Efekt NW122_U2
potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U05, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09
Efekt NW122_U3
potrafi rozwiązać zagadnienia wyznaczania ruchu cieczy idealnej lub rzeczywistej w prostych rurociągach posługując się podstawowym lub uogólnionym równaniem Bernoulliego
Weryfikacja: egzamin, kolokwium 1, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U05, AiR1_U07, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U16, T1A_U09
Efekt NW122_U4
posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych
Weryfikacja: egzamin, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U05, AiR1_U07, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U16, T1A_U09
Efekt NW122_U5
potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U07, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U16, T1A_U09
Efekt NW122_U6
potrafi wykorzystać równanie energii do wyznaczania parametrów gazodynamicznych, a także umie określić relacje pomiędzy parametrami gazodynamicznymi przed i za prostopadłą falą uderzeniową
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U07, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U16, T1A_U09