Программа курса лекций

Вид материалаПрограмма курса

Содержание


2. Стационарные квазиодномерные течения идеальной жидкости.
3. Одномерные нестационарные течения идеальной жидкости.
4. Одномерные течения с сильными разрывами.
5. Двумерные стационарные сверхзвуковые течения.
Подобный материал:

Сверхзвуковые течения газа и ударные волны

Программа курса лекций
(3 курс, 6 сем., 32 ч., экзамен)


Профессор, д.ф.-м.н., Сергей Федорович Чекмарев

1. Основные понятия и уравнения газовой динамики. Модель идеальной жидкости. Вязкий теплопроводный газ. Учет внутренних степеней свободы молекул, вторая вязкость. Адиабатическое течение идеальной жидкости, сохранение энтропии, интеграл энергии для стационарного течения. Распространение слабых возмущений, скорость звука, дисперсия звука. Число Маха, изэнтропические соотношения.

2. Стационарные квазиодномерные течения идеальной жидкости. Вывод уравнений квазиодномерного течения, влияние способа осреднения на точность описания. Адиабатическое течение газа в канале переменного сечения, уравнение Гюгонио, условие обращения ("геометрического") воздействия. Истечение газа через конфузор, зависимость расхода от перепада давлений, критический перепад давлений. Течение газа в сопле Лаваля, расчетный и нерасчетные режимы течения. Истечение в вакуум, максимальная скорость стационарного течения. Общая формулировка закона обращения воздействий – "геометрическое", расходное, силовое и тепловое воздействия. Специфика воздействия вязкости – корреляция сил вязкого трения и диссипации механической энергии. Сверхзвуковые струи газа, истекающие в вакуум, модель радиального источника.

3. Одномерные нестационарные течения идеальной жидкости. Метод характеристик, плоское и радиальное течения. Плоское изэнтропическое течение, инварианты Римана. Плоское изэнтропическое течение между двумя поршнями, случай свободной границы. Простые волны. Распространение волн конечной амплитуды, эффекты нелинейности. Задача о выдвигающемся поршне, волна разрежения, центрированная волна разрежения. Истечение газа в вакуум, максимальная скорость нестационарного течения. Сжатие газа поршнем, образование ударной волны.

4. Одномерные течения с сильными разрывами. Вывод соотношений на сильном разрыве из уравнений переноса. Контактный разрыв. Идеальный газ, адиабата Гюгонио, ударная волна. Изменение параметров потока при переходе через ударную волну, асимптотические соотношения для сильной волны. Графический метод анализа условий на сильном разрыве, скачки сжатия и разрежения, термодинамическое и механические условия их существования. Волны детонации и горения. Распространение сильных разрывов. Движение ударной волны под действием поршня, отражение от твердой стенки. Распад произвольного разрыва, элементарная теория ударной трубы. Метод подобия и размерностей Седова, разлет газового сгустка в вакуум, сильный точечный взрыв.

5. Двумерные стационарные сверхзвуковые течения. Гиперзвуковые течения, закон плоских сечений. Двумерные стационарные течения как аналог одномерных нестационарных, примеры.

Литература


1. Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.:Наука, 1966.

2. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Гидродинамика. М.:Наука, 1980.

3. Л. Г.Лойцянский. Механика жидкости и газа. М.:Наука, 1980.

4. Г. Г. Черный. Газовая динамика. М.:Наука, 1988.

5. С. Ф. Чекмарев. Импульсные течения газа в сверхзвуковых соплах и струях. Новосибирск, ИТФ СССР, 1989.