Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika Płynów I
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Jacek Szumbarski, prof.PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Lotnictwo i Kosmonautyka
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
NW122A
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Liczba godzin kontaktowych : 57, w tym: a) wykład – 30 godz., b) ćwiczenia – 15 godz., c) konsultacje – 10 godz., d) egzamin – 2 godz. 2. Praca własna studenta – 70 godzin, w tym: a) 15 godz . – przygotowanie się studenta do kolokwium nr 1, b) 15 godz . – przygotowanie się studenta do kolokwium nr 2, c) 15 godz. – przygotowanie się studenta do ćwiczeń, d) 25 godz - przygotowanie się do egzaminu. Razem - 127 godz. = 5 punktów ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - Liczba godzin kontaktowych : 57, w tym: a) wykład – 30 godz., b) ćwiczenia – 15 godz., c) konsultacje – 10 godz., d) egzamin – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 punkty 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 jako dziedziny mechaniki ośrodków ciągłych, nauczenie technik rozwiązywania elementarnych problemów inżynierskich w zakresie statyki i dynamiki przepływów, przedstawienie wybranych zastosowań.
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. 12. Podstawy teoretyczne dynamiki gazu idealnego, propagacja małych zaburzeń w gazie, ruch izentropowy, prostopadła fala uderzeniowa.
Metody oceny:
2 kolokwia na ćwiczeniach, na zakończenie semestru egzamin końcowy.
Egzamin:
tak
Literatura:
Zalecana literatura: 1. Prosnak W.J.: Równania klasycznej mechaniki płynów. PWN, Warszawa, 2006. 2. Gryboś R.: Podstawy mechaniki płynów. PWN, Warszawa, 1998. 3. Tesch K.: Mechanika płynów. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2008. Dodatkowa literatura: - Materiały dostarczone przez wykładowcę.
Witryna www przedmiotu:
materiały dydaktyczne na http://c-cfd.meil.pw.edu.pl/ccfd/index.php?item=6 (dostęp chroniony))
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ML.NW122_W1
Zna podstawy statyki i kinematyki ośrodka ciągłego.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.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 i 2.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.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 charakterystyki kierunkowe: LiK1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_W4
Ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw dynamiki gazów.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ML.NW122_U1
Potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie z zakresu statyki cieczy.
Weryfikacja: Kolokwium 1, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U2
Potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U2
Potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.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 i 2.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U4
Posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych.
Weryfikacja: Egzamin, kolokwium 2.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U4
Posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych.
Weryfikacja: Egzamin, kolokwium 2.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U5
Potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U5
Potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW122_U5
Potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: LiK1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.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 charakterystyki kierunkowe: LiK1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe: