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:
Mechanika i Projektowanie Maszyn
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
ML.NW122A
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych - 50, w tym: a) wykłady - 30 godz., b) ćwiczenia - 15 godz, c) konsultacje - 3 godz., d) egzamin - 2 godz. 2) Praca własna studenta - 75 godz.: a) przygotowanie do kolokwium nr 1 - 15 godz., b) przygotowanie do kolokwium nr 2 - 15 godz., c) przygotowanie do egzaminu - 10 godz., d) bieżące przygotowywanie się do zajęć, studia literaturowe - 35 godz., Łącznie - 125 godzin - 5 punktów ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych - 50, w tym: a) wykłady - 30 godz., b) ćwiczenia - 15 godz., c) konsultacje - 3 godz., d) egzamin - 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:
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. Nauczenie technik rozwiązywania elementarnych problemów inżynierskich w zakresie statyki i dynamiki przepływów. Wprowadzenie do wybranych teorii szczegółowych (warstwa przyścienna, turbulencja).
Treści kształcenia:
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. Podobieństwo przepływów. 10. Elementy hydrauliki: ruch cieczy lepkiej przez przewody, równanie Bernoulliego z członami opisującymi straty ciśnienia. 11. Wstęp do teorii warstwy przyściennej: równania Prandtla, grubość warstwy, rozwiązanie Blasiusa, całkowe równanie von Karmana i jego zastosowania, zjawisko oderwania warstwy przyściennej. 12. Elementarne wprowadzenie do teorii przepływów turbulentnych: fizykalna charakterystyka przepływów turbulentnych, zagadnienie przejścia laminarno-turbulentnego, procedura uśredniania i równania Reynoldsa, problem domknięcia.
Metody oceny:
W trakcie semestru dwa kolokwia. Na zakończenie egzamin obejmujący całość wyłożonego materiału teoretycznego, a także część zadaniową.
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:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt ML.NW122_W1
Zna podstawy statyki i kinematyki ośrodka ciągłego.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_W04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
Efekt 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 nr 1 i nr 2.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_W04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
Efekt 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 efekty kierunkowe: MiBM1_W04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
Efekt ML.NW122_W4
Ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw dynamiki gazów.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_W04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt ML.NW122_U1
Potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie z zakresu statyki cieczy.
Weryfikacja: Kolokwium nr 1, egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_U09, MiBM1_U15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15
Efekt ML.NW122_U2
Potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_U09, MiBM1_U15, MiBM1_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
Efekt 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 nr 1 i nr 2.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_U09, MiBM1_U15, MiBM1_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
Efekt ML.NW122_U4
Posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych.
Weryfikacja: Egzamin, kolokwium nr 2.
Powiązane efekty kierunkowe: MiBM1_U15, MiBM1_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
Efekt 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 efekty kierunkowe: MiBM1_U15, MiBM1_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
Efekt 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 efekty kierunkowe: MiBM1_U15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15