Основы прикладной гидроаэродинамики и термогазодинамики

Цели и задачи дисциплины
Цели: формирование знаний в области механики жидкости и газа, необходимых для изучения взаимодействия твердого тела с потоком жидкости или газа, для изучения аэродинамических сил, действующих на летательный аппарат; подготовка студентов к применению знаний о взаимодействии потока жидкости или газа с обтекаемым этим потоком телом при изучении задач навигации и ориентации ЛА, при изучении и проектировании приборов и систем ориентации, стабилизации и навигации. Задачи: обучение основным понятиям и закономерностям движения жидкостей и газов при различных скоростях и взаимодействия этих сред с обтекаемыми телами; формирование научных представлений о моделях сплошной среды в механике жидкости и газа (МЖГ); формирование навыков применения уравнений и законов МЖГ в прикладных задачах, связанных с управлением движения и навигацией летательных аппаратов и других объектов.
Краткое содержание дисциплины
Введение: МЖГ как объединение и развитие гидромеханики, аэродинамики, газовой динамики; основные первичные понятия (сплошности, текучести, сжимаемости) и модели МЖГ. Кинематика жидкости и газа: Методы Эйлера и Лагранжа описания движения сплошной среды. Линия тока, трубка тока, струя. Поле скоростей сплошной среды в окрестности точки, квазитвердое и деформационное движения жидкой частицы, первая теорема Гельмгольца. Тензор скоростей деформаций. Вихревые линии и трубки; вторая теорема Гельмгольца. Теорема Стокса. Ускорение жидкой частицы, локальная и конвективная составляющие ускорения, формула Громеки–Лэмба. Основные уравнения динамики сплошной среды: Уравнение неразрывности. Объёмные и поверхностные силы в сплошной среде. Тензор напряжений. Уравнение динамики сплошной среды в напряжениях. Теорема моментов и закон взаимности касательных напряжений. Уравнение баланса энергии. Гидростатика: Закон Паскаля изотропии гидростатического давления. Уравнения равновесия жидкости в инерциальных и неинерциальных системах отсчета. Приведение к центру сил гидростатического давления, действующих на твердое тело, погруженное в жидкость. Закон Архимеда. Гидростатические подвесы. Уравнения движения идеальной жидкости: Уравнения Эйлера динамики идеальной (невязкой) жидкости. Уравнения движения идеальной жидкости в форме Громеки-Лэмба. Теорема Бернулли. Газовая динамика: Строение атмосферы. Стандартная атмосфера. Уравнение состояния газа. Первый закон термодинамики. Теплоёмкость. Энтальпия. Второй закон термодинамики. Энтропия. Изоэнтропические формулы. Скорость распространения малых возмущений в газе (скорость звука). Число Маха. Основные соотношения для одномерного, установившегося, изоэнтропического течения невязкого газа. Связь между скоростью течения газа и формой его струи. Сопло Лаваля. Понятие о скачках уплотнения. Элементы теории обтекания тел плоским потенциальным потоком несжимаемой жидкости. Теорема Жуковского о подъемной силе. Аэродинамические профили и их характеристики. Математические модели вязких жидкостей и газов:Реологическое уравнение Ньютона. Обобщенный закон вязкости по Ньютону для капельной жидкости и для газа. Уравнения Навье–Стокса. Полная математическая модель движения вязкой сжимаемой жидкости. Параметры подобия течений. Число Рейнольдса. Ламинарные и турбулентные течения. Понятие о пограничном слое. Уравнения Прандтля пограничного слоя. Аэродинамические силы и моменты, действующие на ЛА. Аэродинамические характеристики ЛА.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Выпускник должен обладать:
  • ОК-9 способностью к логическому мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их достижения
  • ОК-10 способностью самостоятельно применять методы и средства познания обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных с основной сферой профессиональной деятельности, развивать социальные и профессиональные компетенции, изменять вид и характер своей профессиональной деятельности
  • ОПК-3 способностью использовать базовые положения математики, естественных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач и критически оценить освоенные теории и концепции, границы их применимости
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.