- Name of course:
- Mechanika Płynów I
- Coordinator of course:
- prof. dr hab. inż. Andrzej Styczek
- Type of course:
- Compulsory
- Level of education:
- First cycle studies
- Programme:
- Mechanika i Projektowanie Maszyn
- Group of courses:
- Obowiązkowe
- Code of course:
- ML.NW122A
- Nominal semester:
- 3 / AY 2018/2019
- Number of ECTS credits:
- 5
- Number of hours of student’s work to achieve learning outcomes:
- 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.
- Number of ECTS credits on the course with direct participation of academic teacher:
- 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.
- Language of course:
- polish
- Number of ECTS credits on practical activities on the course:
- Form of didactic studies and number of hours per semester:
-
- Lecture30h
- Exercise type of course15h
- Laboratory0h
- Project type of course0h
- Computer lessons0h
- Preliminary requirements:
- Dobra znajomość podstaw algebry liniowej, geometrii analitycznej i analizy matematycznej w zakresie kursów prowadzonych typowo na pierwszym roku studiów uczelni technicznych.
- Limit of students:
- Wykład - 150, ćwiczenia - 30/grupa.
- Purpose of course:
- 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).
- Contents of education:
- 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.
- Methods of evaluation:
- W trakcie semestru dwa kolokwia. Na zakończenie egzamin obejmujący całość wyłożonego materiału teoretycznego, a także część zadaniową.
- Exam:
- yes
- Literature:
- 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.
- Website of the course:
- -
- Notes:
- -
Effects of education
General academic profile - knowledge
- Effect ML.NW122_W1
- Zna podstawy statyki i kinematyki ośrodka ciągłego.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W04
Area of study related learning outcomes:
T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
- Effect 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.
Verification: Egzamin, kolokwium nr 1 i nr 2.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W04
Area of study related learning outcomes:
T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
- Effect 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.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W04
Area of study related learning outcomes:
T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
- Effect ML.NW122_W4
- Ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw dynamiki gazów.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W04
Area of study related learning outcomes:
T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07
General academic profile - skils
- Effect ML.NW122_U1
- Potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie z zakresu statyki cieczy.
Verification: Kolokwium nr 1, egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U09, MiBM1_U15
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15
- Effect ML.NW122_U2
- Potrafi posłużyć się aparatem algebry i analizy wektorowej do wyznaczenia charakterystyk ruchu płynu.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U09, MiBM1_U15, MiBM1_U21
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
- Effect ML.NW122_U3
- Potrafi rozwiązać zagadnienia wyznaczania ruchu cieczy idealnej lub rzeczywistej w prostych rurociągach posługując się podstawowym lub uogólnionym równaniem Bernoulliego.
Verification: Egzamin, kolokwium nr 1 i nr 2.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U09, MiBM1_U15, MiBM1_U21
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
- Effect ML.NW122_U4
- Posługując się całkową postacią zasady zachowania pędu potrafi rozwiązać proste przypadki zagadnienia wyznaczania reakcji hydro/aerodynamicznych.
Verification: Egzamin, kolokwium nr 2.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U15, MiBM1_U21
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
- Effect ML.NW122_U5
- Potrafi dokonać prostej analizy warunków podobieństwa dynamicznego, a także wykorzystać metody analizy wymiarowej do przewidywania formalnej postaci praw fizycznych.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U15, MiBM1_U21
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U14
- Effect 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.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U15
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15