Программа лекций Механика многофазных сред проф. В. В. Кузнецов 4 курс, 7 семестр, 36 часов, экзамен Организационно-методический раздел
| Вид материала | Программа |
- Курс 3 Семестр 2 Лекции (часов) 32 Сем занятия (часов) 32 Всего часов: 64 Экзамен (семестр), 699.59kb.
- Данный курс лекций рассчитан на один семестр, включающий 14 часов, т е. 1 час в неделю., 328.27kb.
- Программа курса физики для студентов геологического факультета (вечернее отделение)., 128.6kb.
- Курс 5 Семестр 1 Лекции (часов) 26 Сем занятия (часов) 26 Всего часов: 52 Экзамен (семестр), 312.99kb.
- Курс лекций в электронной форме содержит все лекции предусмотренные программой дисциплины, 32.88kb.
- Курс: 4 Семестр: 7 Всего аудиторных занятий: 14часа, в т ч. 7 семестр: 14 часа;, 82.13kb.
- Обязательный курс Объем учебной нагрузки: Курс читается в течение трех семестров: 3,4,5, 581.17kb.
- 1. Организационно-методический раздел, 203.04kb.
- Рабочая программа лекций по «медицинской психологии» для педиатрического факультета,, 18.26kb.
- Курс лекций по автоматизированному электроприводу для итр проектный организаций с применением, 24.37kb.
Программа лекций Механика многофазных сред
проф. В.В. Кузнецов
4 курс, 7 семестр, 36 часов, экзамен
- Организационно-методический раздел.
Механика многофазных систем.
Курс реализуется в рамках направления бакалавр физики, шифр 510400; относится к стандарту естественно-научные дисциплины, и к компоненте вузовской.
- Цели и задачи курса
- Дисциплина "Механика многофазных сред" предназначена для обеспечения подготовки выпускника в соответствии с квалификационной характеристикой бакалавр физики, установленной государственным образовательным стандартом.
- Основной целью освоения дисциплины является работа выпускников в научных и научно-производственных учреждениях и организациях любой формы собственности.
- Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса…
- Задачами данного курса лекций является изучение основ механики и теплофизики многофазных сред различной структуры, рассмотрение уравнений сохранения, внутренних и внешних граничных условий, ознакомление с процедурой пространственного усреднения уравнений микродвижений, рассмотрение основных физических явлений к которым приводят эффекты неравновесности, получение навыков в решении конкретных задач механики и теплофизики многофазных сред.
- Задачи курса в рамках программы обучения бакалавра и магистра не противоречат Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования. Подготовка по данной дисциплине должна обеспечивать глубокое освоение и владение основными современными знаниями по физике (в рамках данного курса).
1.2. Требования к уровню освоения содержания курса (дисциплины).
По окончании изучения указанной дисциплины студент должен
- иметь представление о содержании курса, данных в основной профессиональной образовательной программе, обеспечивающей подготовку бакалавра.
- знать фундаментальную научную базу в области физики неравновесных процессов в многофазных средах, методологию научного творчества, методы получения, обработки и хранения научной информации.
- уметь формулировать гипотезу и задачи исследования; формировать план исследования; выбирать необходимые методы исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы, исходя из задач конкретного исследования.
1.3. Формы контроля.
Для контроля усвоения дисциплины учебным планом предусмотрен экзамен.
В течение семестра проводится оперативное тестирование знаний студентов в форме регулярного опроса текущего уровня усвоения материала лекций и семинаров.
- Содержание дисциплины.
2.1. Теория движения многофазной среды представляет собой новый, быстро развивающийся раздел механики сплошной среды. Многофазные среды образованы смесями жидкости, газа (пара) и твердых частиц и встречаются как газовзвеси, пузырьковые жидкости, газо- и парожидкостные потоки и т.д. Неравновесные процессы на межфазных границах в дисперсных средах порождают ряд физических эффектов, таких как эффекты дисперсии, аномальной диссипации энергии, релаксациолнные эффекты межфазного взаимодействия. Получение студентами данных знаний является необходимым в рамках образования в области физики неравновесных процессов, что подчёркивает актуальность данного курса лекций.
2.2 Тематический план курса (распределение часов).
-
Наименование разделов и тем
Количество часов
Лекции
Семинары
Всего часов
Феноменологические уравнения движения и энергии многофазной среды, внутренние и внешние граничные условия.
3
3
Методы осреднения уравнений микродвижений фаз, осреднённые уравнения, методы описания межфазного взаимодействия.
15
3
18
Неравновесные процессы при распространении волн в монодисперсных газовзвесях и паро-капельных средах.
6
3
9
Неравновесные процессы при распространении волн в монодисперсных пузырьковых газо- и парожидкостных средах.
3
3
6
Волновые процессы в окрестности критической точки
3
3
6
Акустические и кинематические волны в пористых средах
3
3
6
Волновые процессы при течении тонких пленок жидкости.
3
3
6
Итого по курсу
36
18
54
2.3. Содержание отдельных разделов и тем.
В курсе лекций систематически излагаются основы механики и теплофизики многофазных сред различной структуры. Приводятся феноменологические уравнения движения и энергии многофазной среды, рассмотрены методы осреднения уравнений микродвижений фаз, методы описания межфазного взаимодействия в дисперсных средах. На примере одномерных волновых процессов в монодисперсных газовзвесях и жидкости с пузырьками газа (пара) рассмотрены эффекты неоднофазности, в том числе и при фазовых переходах и в окрестности критической точки. Получены эволюционные уравнения, определяющие распространение волн давления, выполнен анализ их решений. Рассмотрены волны давления и кинематические волны в пористых средах, в том числе при двухфазной фильтрации, и кинематические волны при течении тонких пленок жидкости.
- Учебно-методическое обеспечение дисциплины
3.1. Образцы вопросов для подготовки к экзамену.
Многофазные среды. Феноменологические уравнения неразрывности, импульса и энергии для гетерогенной среды.
Пространственное осреднение в механике гетерогенных смесей. Осредненные
параметры и их свойства.
Осредненные уравнения движения и энергии для гетерогенной
среды с фазовыми переходами.
Монодисперсная двухфазная смесь. Осредненные уравнения движения, условие совместного деформирования фаз, межфазные силы.
Уравнения энергии для монодисперсной двухфазной смеси. Межфазная работа и теплообмен, уравнение притока тепла на межфазной границе.
Слабоконцентрированная газовзвесь. Уравнения сохранения, условие совместного деформирования фаз.
Слабоконцентрированная жидкость с пузырьками газа. Уравнения сохранения, условие совместного деформирования фаз.
Звуковые волны в газовзвесях и парокапельных средах, скоростная и тепловая неравновесности.
Акустика и нелинейные волны в жидкости с пузырьками газа и пара. Динамическая неравновесность.
Звуковые волны в парокапельных средах и в кипящей жидкости в приближении термодинамического равновесия. Учет фазового перехода. Неравновесность, вызванная фазовым переходом.
Эволюционные уравнения для волн давления в окрестности критической точки. Ударная волна разряжения.
Движение жидкостей в пористых средах. Волны давления в пористой среде с несжимаемой твердой фазой и слабосжимаемой жидкостью. Двухфазное течение в пористой среде.
Двухфазные потоки. Гидродинамика и теплообмен при свободном стекании пленок. Устойчивость течения плёнок, условия возникновения волн.
Теплоотдача при конденсации пара на пластине. Равновесный профиль пленки.
3.4. Список основной и дополнительной литературы
- Р.И. Нигматулин «Динамика многофазных сред», 1987, т.1.
- С.С. Кутателадзе, В.Е. Накоряков Тепломассообмен и волны в газо-жидкостных системах, Новосибирск, Наука, 1984.
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц Гидродинамика, М, Наука, 1986.
Программу составил
Д.ф.-м.н., профессор В.В. Кузнецов