Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Zaawansowana Mechanika Płynów
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Andrzej Styczek
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechanika i Projektowanie Maszyn
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
ML.NK429
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2023/2024
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Liczba godzin kontaktowych - 47, w tym: a) wykład - 30 godz., b) ćwiczenia - 15 godz., c) konsultacje - 2 godz. 2. Praca własna studenta - 55 godzin, w tym: a) bieżące przygotowanie do ćwiczeń - 20 godzin; b) studiowanie literatury - 20 godzin; c) przygotowanie do egzaminu - 15 godzin. Razem - 102 godziny
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty - liczba godzin kontaktowych - 47, w tym: a) wykład - 30 godz., b) ćwiczenia - 15 godz., c) konsultacje - 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Opanowanie materiału standardowego kursu inżynierskiego algebry, analizy i mechaniki płynów. Wskazane ukończenie podstawowego kursu równań różniczkowych cząstkowych.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Nauczenie pełnego opisu ruchu płynu liniowego, przewodzącego ciepło i będącego w kontakcie termicznym z otoczeniem. Przekazanie podstawowej wiedzy w zakresie własności matematycznych opisu ruchu płynu, stosowanych uproszczeniach, niestateczności i złożoności obliczeniowej Nauczenie operowania modelem ruch zewnętrzny - warstwa przyścienna Nauczenie metod analizy wymiarowej i teorii podobieństwa Prezentacja metod analizy stateczności. Nauczenie kryteriów destabilizacji warstwy i opisu warstwy przyściennej turbulentnej Przekazanie podstawowych idei związanych z hipotezą Kołmogorowa. Nauczenie metod uśredniania (RANS, LES) i przedstawienie problemu domknięcia. Poznanie cech modelowania lepkości turbulentnej i naprężeń Reynoldsa Poznanie przybliżeń dla ruchów z małą liczba Reynoldsa i ich zastosowań w teorii zawiesin, smarowania, opisu sladu itp. Nauczenie sformułowań bilansowych gazodynamiki nauczenie elementarnej teorii nieprostopadłych fal uderzeniowych Pokazanie modelowania silnych fal uderzeniowych i ich znaczenia z teorii silnego wybuchu Pokazanie idei błądzenia przypadkowego i jego zastosowania do modelowania dyfuzji i ruchu zanieczyszczeń w atmosferze.
Treści kształcenia:
Opisu ruchu płynu liniowego, przewodzącego ciepło i będącego w kontakcie termicznym z otoczeniem. Własności matematyczne opisu ruchu płynu, uproszczenia, niestateczność i złożoność obliczeniowa. Modelem ruch zewnętrzny - warstwa przyścienna. Analiza wymiarowa i teoria podobieństwa dynamicznego. Metody analizy stateczności hydrodynamicznej. Kryteria destabilizacji warstwy przyściennej i opis warstwy przyściennej turbulentnej. Hipoteza Kołmogorowa. Metody uśredniania (RANS, LES) i problem domknięcia. Modelowania lepkości turbulentnej i naprężeń Reynoldsa. Przybliżenia Stokesa i Osena i ich zastosowania. Sformułowanie bilansowe zasad zachowania w gazodynamice. Elementy teorii nieprostopadłych fal uderzeniowych, modelowanie silnych fal uderzeniowych i ich znaczenie z teorii silnego wybuchu. Podejście stochastyczne do modelowania dyfuzji i ruchu zanieczyszczeń w atmosferze.
Metody oceny:
Egzamin.
Egzamin:
tak
Literatura:
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ML.NK429_W1
Zna opis matematyczny ruchu płynu lepkiego i przewodzącego ciepło i jego interakcji z otoczeniem.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W03, MiBM2_W04, MiBM2_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_W2
Zna model warstwy przyściennej i jej sprzężenia z ruchem zewnętrznym.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W03, MiBM2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_W3
Ma podstawową wiedzę w zakresie niestateczności hydrodynamicznej i zjawiska przejścia laminarno-turbulentnego.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W03, MiBM2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_W4
Ma poszerzoną wiedzę w zakresie modelowania matematycznego i numerycznego przepływów turbulentnych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W03, MiBM2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_W5
Zna cechy fizyczne i modele teoretyczne przepływów z niskimi liczbami Reynoldsa.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W03, MiBM2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_W6
Zna właściwości fizyczne i opis formalny ruchu gazu, w tym przepływów z silnymi nieciągłościami.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W03, MiBM2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_W7
Zna podstawy fizyczne zjawisk dyfuzji oraz ich opisy formalne: polowy i kinetyczny (stochastyczny).
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W03, MiBM2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ML.NK429_U1
Potrafi objaśnić zasady prowadzenia obliczeń aerodynamicznych w oparciu o model sprzężenia warstwy przyściennej i zewnętrznego przepływu potencjalnego.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U10, MiBM2_U11, MiBM2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_U2
Potrafi stosować metody podobieństwa dynamicznego przepływów.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U09, MiBM2_U10, MiBM2_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_U3
Potrafi omówić i poddać krytycznej ocenie podstawowe metody modelowania przepływów turbulentnych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U13, MiBM2_U10, MiBM2_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_U4
Potrafi omówić techniczne zastosowania teorii przepływów z niskimi liczbami Reynoldsa .
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U10, MiBM2_U11, MiBM2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_U5
Potrafi omówić zasady modelowania przepływów z silnymi nieciągłościami i ich zastosowania w teorii wybuchów.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U10, MiBM2_U11, MiBM2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NK429_U6
Potrafi objaśnić podstawowe zasady stochastycznego modelowania zjawisk rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń atmosferycznych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U10, MiBM2_U11, MiBM2_U13, MiBM2_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe: