Программа учебной дисциплины сдм. В. 01 05 «Акустические волны в движущихся средах» Магистерская программа 510414/38
| Вид материала | Программа |
- Программа учебной дисциплины сдм. В. 01-05 «Поверхностные акустические волны» Магистерская, 56.62kb.
- Программа учебной дисциплины волновые процессы в океане Магистерская программа 510414/38, 84.14kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «моделирование при стратегическом планировании», 242.46kb.
- Тема Плоские акустические и электромагнитные волны в однородных изотропных средах., 28.93kb.
- Программа учебной дисциплины сдм. В. 01-05 «Взаимодействие потоков заряженных чаcтиц, 109.32kb.
- Волновое движение. Электромагнитные волны, 45.73kb.
- Программа учебной дисциплины «Газодинамика» Специальность 010802 (опд в. 01), 110.21kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины обеспечение прав личности в оперативно-розыскной, 422.2kb.
- Учебно-методический комплекс учебной дисциплины сдм. 02 «программирование» подготовки, 879.43kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины дисциплины «Финансы корпораций» для направления, 206.7kb.
Министерство образования Российской Федерации
Санкт - Петербургский государственный университет
Физический факультет
| Рассмотрено и рекомендовано на заседании кафедры радиофизики | УТВЕРЖДАЮ декан факультета ________________ А.С. Чирцов |
| Протокол от 18. 11. 2003 № 10 Заведующий кафедрой _____________________Н.Н.Зернов | |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
СДМ.В.01 - 05 - «Акустические волны в движущихся средах»
Магистерская программа 510414/38
Разработчик:
профессор, докт.физ.-мат.наук _________________ В.А. Павлов
Рецензент:
профессор, канд. физ.-мат.наук _________________ В.В. Новиков
Санкт - Петербург - 2003 г.
1. Организационно-методический раздел
1.1. Цель изучения дисциплины: Обучение магистрантов аналитическим методам анализа структуры полей, когда течение происходит при числах Маха больше единицы.
1.2. Задачи курса: Изучение 1.3. Место курса в профессиональной подготовке выпускника:
Курс «Акустические волны в движущихся средах» является одним из разделов газовой динамики, он позволяет освоить специфические методы исследования волновых процессов при наличии сверх звуковых потоков.
1.3. Требования к уровню освоения курса «Акустические волны в движущихся средах»:
- знание основных положений теории уравнений в частных производных, знание основ газовой динамики.
- Иметь достаточно полное представление о возможностях применения его разделов в различных прикладных областях науки и техники;
- Уметь использовать методы акустики движущихся сред для описания процессов обтекания тел сверхзвуковым потоком.
2. Объем дисциплины, виды учебной работы, форма текущего, промежуточного и итогового контроля
-
Всего аудиторных занятий
78 часов
из них: - лекций
48 часов
- практические занятия
-
Самостоятельная работа студента (в том числе на курсовую работу по дисциплине)
30 часов
Итого (трудоемкость дисциплины)
78 часов
Изучение дисциплины по семестрам:
10 семестр: лекции - 48 ч.,
экзамен
3. Содержание дисциплины
3.1.1. Темы дисциплины, краткое содержание и виды занятий
10 - й семестр
1. Введение.
Предмет курса лекций. Круг рассматриваемых задач. Связь данного курса лекций с другими курсами, читаемы для студентов и магистрантов кафедры радиофизики .
2. Кинематические волны в неподвижных и движущихся средах.
Непрерывные и разрывные волны. Структура ударной волны. Условия формирования ударной волны. Способы построения разрывов. Правило Уизема. Роль диссипации. Волны от движущихся источников. Паводковые волны. Эффекты высших порядков . Устойчивость. Моноклинальная паводковая волна.
3.Описание акустических явлений в движущихся средах. Уравнения акустики при наличии ветра. Энергия и поток энергии. Распространение звука в движущейся среде. Замечания об акустико- гравитационных волнах при наличии ветра. Обобщенная теорема Кирхгофа.
Акустические течения. Движение вязкой жидкости по трубе. Течение вязкой жидкости по трубе Течение при малых числах Рейнольдса. Ламинарный след. Нагревание тела движущейся жидкостью.
4. Описание полей в окрестности волнового фронта.
Разложение полей в окрестности волнового фронта. Речные волны - волны на мелкой воде, паводковые волны, приливная бора. Окрестность фронта волнового пакета.
5. Обтекание тел.
Образование ударной волны при сверхзвуковом обтекании тел. Сверхзвуковое обтекание тел вращения. Приближенный метод описания слабых ударных волн. Звуковой удар. Распространение ударной волны в движущейся среде. Дозвуковое обтекание тел. Трансзвуковое обтекание тел.
6. Волны на поверхности стационарного потока.
Корабельные волны. Волны на поверхности стационарного потока. Волны в узких каналах. Эффект лошади Хьюстона.
7. Пограничный слой.
Ламинарный пограничный слой. Движение вблизи линии отрыва. Устойчивость в ламинарном пограничном слое. Турбулентное течение. Турбулентный пограничный слой. Кризис сопротивления. Хорошо обтекаемые тела.
8. Движущийся источник звука.
Излучение источника, движущегося с дозвуковой скоростью (равномерное и неравномерное движение). Генерирование волн движущимся осциллирующим источником. Эффект Допплера. Сверхзвуковые источники - скачки уплотнения, звуковое поле.
9. Возбуждение звука потоком.
Вихреобразование, вихревой звук. Вихревая дорожка Кармана. Излучение звука потоком. Возбуждение резонаторов потоком. Рассеяние звука турбулентным потоком.
10. Подобие и моделирование.
П- теорема теории размерности. Подобие и моделирование. Движение тел по поверхности жидкости и в жидкости. Теплоотдача тела в потоке жидкости. Законы подобия. Автомодельность первого и второго рода. Автомодельное решение - промежуточная асимптотика. Пространственные автомодельные движения сплошных сред. Околозвуковой закон подобия. Гиперзвуковой закон подобия.
3.2. Лабораторный практикум – не предусмотрен
- Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы
Кинематические волны в неподвижных и движущихся средах
1. Структура ударной волны.
2.Волны от движущихся источников.
3.Уравнения акустики при наличии ветра
4.Акустические течения. Движение вязкой жидкости по трубе.
5.Течение вязкой жидкости по трубе Течение при малых числах Рейнольдса.
6.Образование ударной волны при сверхзвуковом обтекании тел.
7.Сверхзвуковое обтекание тел вращения.Приближенный метод описания слабых ударных волн.
8.Корабельные волны.
9.Волны на поверхности стационарного потока.
10.Ламинарный пограничный слой. Движение вблизи линии отрыва.
11.Излучение источника, движущегося с дозвуковой скоростью (равномерное и неравномерное движение).
12.Генерирование волн движущимся осциллирующим источником.Эффект Допплера.
13.Сверхзвуковые источники- скачки уплотнения, звуковое поле.
14.Вихреобразование, вихревой звук. Вихревая дорожка Кармана.
15.Излучение звука потоком. Возбуждение резонаторов потоком.
- Темы курсовых работ
Раздел 3.4 в данной программе отсутствует.
3.5 Темы рефератов
Раздел 3.5 в данной программе отсутствует.
3.6. Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу
10-й семестр
Кинематические волны в неподвижных и движущихся средах
1. Непрерывные и разрывные волны. Структура ударной волны.
2.Условия формирования ударной волны.
3.Способы построения разрывов. Правило Уизема.
4.Роль диссипации.
5.Волны от движущихся источников.
6.Паводковые волны.
7.Эффекты высших порядков. Устойчивость.
8.Моноклинальная паводковая волна.
Описание акустических явлений в движущихся средах.
9.Уравнения акустики при наличии ветра
10.Энергия и поток энергии. Распространение звука в движущейся среде . 11.Замечания об акустико- гравитационных волнах при наличии ветра. 12.Обобщенная теорема Кирхгофа.
13.Акустические течения. Движение вязкой жидкости по трубе.
14.Течение вязкой жидкости по трубе Течение при малых числах Рейнольдса. 15.Ламинарный след. Нагревание тела движущейся жидкостью.
Описание полей в окрестности волнового фронта.
16.Разложение полей в окрестности волнового фронта.
17.Речные волны- волны на мелкой воде, паводковые волны, приливная бора. 18.Окрестность фронта волнового пакета.
Обтекание тел
19.Образование ударной волны при сверхзвуковом обтекании тел. 20.Сверхзвуковое обтекание тел вращения. Приближенный метод описания слабых ударных волн.
21.Звуковой удар.
22.Распространение ударной волны в движущейся среде.
23.Дозвуковое обтекание тел.
24.Трансзвуковое обтекание тел.
Волны на поверхности стационарного потока
25.Корабельные волны.
26.Волны на поверхности стационарного потока.
27.Волны в узких каналах. Эффект лошади Хьюстона.
Пограничный слой
28.Ламинарный пограничный слой. Движение вблизи линии отрыва.
29.Устойчивость в ламинарном пограничном слое. Турбулентное течение. 30.Турбулентный пограничный слой. Кризис сопротивления. Хорошо обтекаемые тела.
Движущийся источник звука
31.Излучение источника, движущегося с дозвуковой скоростью (равномерное и неравномерное движение).
32.Генерирование волн движущимся осциллирующим источником.Эффект Допплера.
33.Сверхзвуковые источники- скачки уплотнения, звуковое поле.
Возбуждение звука потоком
34.Вихреобразование, вихревой звук. Вихревая дорожка Кармана.
35.Излучение звука потоком. Возбуждение резонаторов потоком.
36.Рассеяние звука турбулентным потоком.
Подобие и моделирование
37.П- теорема теории размерности. Подобие и моделирование. Движение тел по поверхности жидкости и в жидкости.
38.Теплоотдача тела в потоке жидкости. Законы подобия.
39.Автомодельность первого и второго рода. Автомодельное решение - промежуточная асимптотика.
40.Пространственные автомодельные движения сплошных сред. 41.Околозвуковой закон подобия. Гиперзвуковой закон подобия.
4. Учебно-методическое обеспечение курса
- Перечень обучающих, контролирующих и расчетных программ, диафильмов, слайдов, фильмов, кино и видео- фильмов
Учебно- методические пособия по курсу лекций
4.2. Активные методы обучения
В данном курсе используются классические аудиторные методы чтения лекций
4.3. Материальное обеспечение дисциплины, технические средства обучения и контроля
Компьютерный класс, стандартно оборудованные лекционные аудитории.
- Литература
1. Л.Д. Ландау , Е.М. Лившиц. Гидродинамика. М. Наука.1986.
2. Д.И. Блохинцев. Акустика неоднородной движущейся среды. М. Наука. 1981.
3. Дж. Уизем. Линейные и нелинейные волны. М. Мир. 1977.
4. Дж. Лайтхилл. волны в жидкостях. М. Мир. 1981.
5. Г.Г. Черный. Газовая динамика. М . Наука. 1988.
6. Дж. Коул . Методы возмущений в прикладной математике.
7. Дж. Коул, Л. Кук. Трансзвуковая аэродинамика. М . Мир. 1989.
8. Д. Н. Хант. Динамика несжимаемой жидкости. М. Мир. 1967.
9. О.В. Руденко, С.И. Солуян. Теоретические основы нелинейной акустики. М. Наука. 1975.
10. Э. Госсард, У. Хук. Волны в атмосфере. М. Мир. 1978.
11. Г.И. Баренблатт. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика.. Л. Гидрометеоиздат. 1978.
12. Л.И. Седов. Методы подобия и размерности в механике. М Наука. 1987.
13. А М. Обухов. Турбулентность и динамика атмосферы. Л. Гидрометеоиздат. 1988.
При наличии по дисциплине курсовой работы, в разделе "Самостоятельная работа" указывается среднее, ориентировочное время, необходимое студенту на выполнение курсовой работы.