Předmět: Seminář z mechaniky tekutin

« Zpět
Název předmětu Seminář z mechaniky tekutin
Kód předmětu KKE/SMT
Organizační forma výuky Seminář
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 2
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Balous Miroslav, Ing. Ph.D.
  • Svoboda Zbyněk, prof. Ing. CSc.
  • Bystrianský Vladimír, 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 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.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr