|
Vyučující
|
-
Šlechta Jiří, Ing. Ph.D.
-
Velemínský Jan, prof. Ing. CSc.
-
Kopecký Aleš, doc. RNDr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Témata seminářů podle týdnů v semestru: 1. Úvod, základní vlastnosti tekutin: stlačitelnost, roztažnost, rozpínavost, rychlost zvuku, kapilarita. Statika tekutin - tlak tekutiny, Eulerova rovnice statiky, tlaková rovnice a rovnice tlakové hladiny, Pascalův zákon a jeho aplikace 2. Nestlačitelná a stlačitelná tekutina v gravitačním poli, relativní rovnováha kapalin v nádobách při vnějším setrvačném zrychlení 3. Síla kapaliny působící na rovinnou a zakřivenou stěnu, určení hydrostatického centra, síla působící na plovoucí těleso - Archimedův zákon 4. Stabilita plovoucího tělesa. Úvod do dynamiky tekutin, klasifikace newtonských proudění podle vazkosti, stlačitelnosti, ustálenosti, efektivních částic a geometrického uspořádání. Eulerův a Lagrangeův popis proudění 5. Trajektorie a proudnice. Pohybová rovnice a rovnice kontinuity pro proudovou trubici, rozšíření pro prostorové proudění. Cirkulace a rotor rychlosti. Potenciál rychlosti a proudová funkce jednoduchých proudění. Výpočet tlaku z potenciálu rychlosti 6. Přenos tlakového signálu trubicí při respektování tření. Potenciální obtékání válce bez a s cirkulací. Příčná síla na obtékané těleso podle Kutta-Žukovského věty. 7. Konformní transformace obtékaného válce na technická tělesa (letecký profil). Vazká proudění - molekulární a molární vazkost. Laminární, přechodové a turbulentní proudění v trubici, závislost na Reynoldsově čísle.Normální a smykové napětí v tekutině, jejich zobecnění do tenzoru napětí. Pohybová rovnice Navier- Stokesova prostorového proudění, matematické a fyzikální vlastnosti 9. Teorie podobnosti v mechanice tekutin, podmínky podobnosti. Odvození kriterií podobnosti ze základních, tj. parciálních rovnic proudění, produkce kriteriálních rovnic 10. Zjednodušení Navier-Stokesovy rovnice do Bernoulliovy rovnice různých tvarů, platných pro nevazké i vazké proudění, nestlačitelné i stlačitelné. Řešení několika případů 11. Celkový, statický a dynamický tlak, pneumatické sondy pro jejich měření. Výtoky kapaliny z nádob otvory do ovzduší: malý a velký otvor, otvor s nátrubkem - vznik a výklad kavitace, výtok potopeným otvorem, doba výtoku a vyrovnání hladin spojených nádob 12. Věta o změně toku hybnosti a některé její technické aplikace: síly působící na pohybující se lopatky, výkon radiální a axiální turbíny, funkce odstředivého čerpadla nebo kompresoru 13. Laminární a turbulentní profily rychlosti v trubicích. Místní a třecí tlakové ztráty, hydraulicky hladká a drsná stěna, Prandtlova funkce drsnosti.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Seminární výuka
- Kontaktní výuka
- 26 hodin za semestr
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 26 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| využívat základní znalosti z matematiky, zejména z oblasti diferenciálního počtu |
| využívat teoretické znalosti z oboru mechanika tekutin, termomechanika, mechanika tuhých těles a pružnost a pevnost na konkrétní praktické řešení |
| Odborné dovednosti |
|---|
| aplikovat samostatně získané teoretické znalosti na konkrétní praktické řešení |
| provádět jednoduché fyzikální experimenty |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| znát základní vlastnosti neproudících a proudících tekutin a metody jejich vyšetření |
| popsat a vysvětlit jednoduché úlohy výpočtově a experimentálně |
| rozšířit a prohloubit znalosti z mechaniky tekutin |
| Odborné dovednosti |
|---|
| ovládat principy matematického popisu složitějších problémů proudění, které jsou jádrem komerčních programů v oboru mechanika tekutin a na základě toho fundovaně s nimi pracovat a ověřovat pravdivost výsledků |
| řešit jednoduché praktické příklady zejména z oblasti statiky a jednorozměrného proudění |
| zvolit správný zjednodušený matematický model pro daný fyzikální problém |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Seminární výuka (badatelské metody), |
| Hodnotící metody |
|---|
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
|
Doporučená literatura
|
-
Linhart, Jiří. Mechanika tekutin I. 2. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita v Plzni, 2009. ISBN 978-80-7043-766-7.
-
Noskievič, Jaromír. Mechanika tekutin. 1. vyd. Praha : SNTL, 1987.
|