- English
Sadržaj predmeta
Mehanika fluida IIB
- Šifra:
- 18452
- Kratica:
- MEHF IIB
- Visoko učilište:
- Fakultet strojarstva i brodogradnje
- ECTS bodovi:
- 6.0
- Opterećenje:
- 30(V) + 45(P)
- Nositelji:
-
prof. dr. sc. Nastia Degiuli
- Izvođači:
-
doc. dr. sc. Ivana Martić (V)
prof. dr. sc. Nastia Degiuli (P)
- Opis predmeta:
- Ciljevi predmeta: Dati osnovne jednadžbe dinamike fluida u diferencijalnom obliku. Dati osnove teorije graničnog sloja, te uvod u turbulentno strujanje s naglaskom na turbulentnom strujanju u cijevima i graničnom sloju uz ravnu ploču. Obraditi teoriju potencijalnog strujanja s primjenama na opstrujavanje krila i otpor valova broda. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet: Položen ispit iz Mehanike fluida I B Obaveze studenata: Prisustvovanje predavanjima i vježbama. Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu: Kolokvij (ili numerički ispit) 60%, usmeni ispit 40%. Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih znanja, vještina i kompetencija: domaće zadaće, razgovor o predavanom gradivu Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći (ishodi učenja): Riješiti probleme viskoznog strujanja tekućine temeljene na osnovnim principima mehanike fluida. Ustanoviti neka egzaktna rješenja NavierStokesovih jednadžbi. Kombinirati elementarne oblike potencijalnog strujanja. Odabrati hidrodinamičke eksperimente i analizirati eksperimentalne rezultate. Proračunati laminarni i turbulentni granični sloj. Utvrditi principe površinskih gravitacijskih valova malih amplituda. Predavanja 1. Odabrana poglavlja iz kinematike: Analiza gibanja Čestice fluida, fizikalna interpretacija tenzora brzine deformacije i tenzora vrtložnosti. Strujnice i vrtložnice. Potencijal brzine. Odnosi za materijalni, kontrolni i proizvoljni volumen. 2. Reynoldsov transportni teorem. Uvod u dinamiku fluida. Jednadžba kontinuiteta. opći oblici osnovnih zakona dinamike fluida. 3. Zakoni količine gibanja, momenta količine gibanja, održanja energije i drugi zakon termodinamike. Konstitutivne jednadžbe: Newtonov zakon viskoznosti, Fourierov zakon toplinske vodljivosti. 4. Termodinamičke jednadžbe stanja. Zakon kinetičke energije. Zakon unutarnje energije. Osnovni zakoni u relativnom koordinatnom sustavu. 5. Klasifikacija strujanja fluida. Stlačivonestlačivo, viskoznoneviskozno, laminarnoturbulentno strujanje. Teorija sličnosti: geometrijska, kinematička i dinamička sličnost; bezdimenzijske značajke u mehanici fluida. 6. Turbulentno strujanje fluida. Vremensko osrednjavanje, Reynoldsove jednadžbe za turbulentno strujanje, Boussinesqueova hipoteza. 7. Poluempiričke teorije turbulentnog strujanja fluida, zakon zida. Turbulentni granični sloj uz ravnu ploču. Turbulentno strujanje u cijevima. 8. Teorija graničnog sloja. Prandtlove jednadžbe za granični sloj. 9. Karmanova integralna jednadžba za granični sloj. Odvajanje strujanja u graničnom sloju. 10. Potencijalno nestlačivo strujanje fluida: Laplaceova jednadžba i Bernoullijev integral za ravninsko strujanje, opća svojstva potencijalnog strujanja. Osnosimetrično potencijalno strujanje. 11. Rekapitulacija funkcije kompleksne varijable. Kompleksni potencijal, kompleksna brzina, elementarni oblici ravninskog potencijalnog strujanja fluida, točke zastoja. 12. Metoda slika, D"Alambertov paradoks, teorem kružnog cilindra, Cauchyev integralni teorem, hidrodinamička reakcija i pridružena masa, teorem Blasiusa, teorem KuttaŽukovskog. 13. Konformno preslikavanje, preslikavanje Žukovskog. 14. Osnovne teorije krila konačne šrine, inducirana brzina i inducirani otpor. 15. Gravitacijski površinski valovi. Vježbe 1. Ponavljanje iz vektorske analize i tenzorskog računa. 2. Elementarni oblici potencijalnog strujanja. Paralelno strujanje, izvor/ponor, vrtlog i dipol. 3. Kombinacije elementarnih oblika potencijalnog strujanja. Rankinov oval, kružni cilindar. 4. Primjeri potencijalnog strujanja. Cirkulacijsko optjecanje cilindra, kontinuirana raspodjela singulariteta. 5. Egzaktna rješenja NS jednadžbi I. 6. Egzaktna rješenja NS jednadžbi II. 7. Približna rješenja NS jednadžbi. Hidrodinamička teorija podmazivanja. 8. Primjeri iz sličnosti. 9. Primjeri za turbulentni granični sloj. 10. Polhausenov postupak primjene Karmanove jednadžbe. 11. Osnove panelnih metoda za numeričko rješavanje potencijalnog strujanja. 12. Primjer panelne metode za proračun ravninskog potencijalnog strujanja. 13. Primjeri ravninskog i osnosimetričnog potencijalnog strujanja. 14. Primjeri određivanja sile u potencijalnom strujanju. 15. Primjeri površinskih valova.
- Jezici izvođenja nastave:
-
Hrvatski
- Obavezna literatura:
-
1. Werner, A., Degiuli, N., Mehanika fluida II, digitalna predavanja, 2013.
2. Fancev, M., Mehanika fluida, Tehnička enciklopedija, tom 8, Zagreb, 1982.
3. Werner, A., Odabrana poglavlja iz mehanike fluida, zbirka zadataka, Sveučilište u Zagrebu, 2002.
4. Horvat, D., Hidromehanika II, Sveučilište u Zagrebu, 1962.
- Preporučena literatura:
-
5. Spurk, J. H., Aksel, N., Fluid Mechanics, Springer, 2008.
6. Spurk, J. H., Fluid Mechanics, Problems and Solutions, Springer, 1997.
7. Shames, I. H., Mechanics of fluids, Mc Graw-Hill, New York, 1962.
8. White, F. M., Fluid Mechanics, Mc Graw-Hill, New York, 1987.
9. Loitsyansky, L. G., Mechanics of Liquids and Gases, Begell House, New York,1995.
10. Fox, R. W., McDonald, A. T., Introduction to Fluid Mechanics, John Wiley and Sons, New York, 1978.
11. Batchelor, G. K., An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 1977.
- Preduvjeti za upis predmeta:
Mehanika fluida I B (položen)
- Preduvjeti za polaganje predmeta:
Mehanika fluida I B (položen)
- Predmet u nastavnom programu:
-
Šifra studija Naziv studija Razina studija Semestar izvođenja Obavezni/Izborni 5 Brodogradnja prijediplomski 5 obavezni * predmet se ne predaje u tom semestru
Legenda
- P - Predavanja
- V - Vježbe