Министерство образования Российской Федерации
Санкт - Петербургский государственный университет
Физический факультет
Рассмотрено и рекомендовано на заседании кафедры | УТВЕРЖДАЮ декан факультета ________________ |
Протокол от № 10 Заведующий кафедрой _____________________ |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
СДМ. В.01-05 - «Акусто-гидродинамические явления»
Магистерская программа 510414/38
Разработчики:
доцент, канд. физ.-мат. наук _________________
Рецензент:
доцент, канд. физ.-мат. наук __________________
Санкт - Петербург - 2003 г.
1. Организационно-методический раздел
1.1. Цель изучения дисциплины: Ознакомление студентов с нелинейными акустическими явлениями, обусловленными нелинейностью уравнения движения, а также с акустической кавитацией.
1.2. Задачи курса: Показать теоретически и экспериментально возникновение массопереноса в акустических волнах; рассмотреть обратную задачу о звукообразовании при взаимодействии потока среды с препятствием; ознакомить на основании экспериментальных данных с макроскопическими свойствами жидкости в состоянии акустической кавитации.
1.3. Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника:
Дисциплина “Акусто-гидродинамические явления» является продолжением курса «Нелинейная акустика» и потому важной в подготовке акустика, специализирующегося в области нелинейных явлний.
1.4. Требования к уровню освоения дисциплины "Акусто-гидродинамические явления"
- знать содержание дисциплины "Акусто-гидродинамические явления".
2. Объем дисциплины, виды учебной работы, форма текущего, промежуточного и итогового контроля
| Всего аудиторных занятий | 48 часов |
| из них: - лекций | 48 часов |
| - практические занятия | нет |
| 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 дисциплин, их краткое содержание и виды занятий
1. Пондемоторные эффекты в акустических полях. Нелинейность уравнения движения. Взаимодействие акустической волны с диссипативной средой. Возникновение акустических течений в среде с диссипацией, в идеальной среде. Скорость акустического течения в плоской волне. Соотношение вязких и инерционных эффектов в уравнении движения для акустического движения. КПД образования течения. Течения в вязких волнах. Подобие акустических течений. Установление течений. Акустическая интенсификация тепло-массообменных процессов. Взаимодействие плоской волны с неоднородностью среды. Радиационное давление. Радиометр.
2. Звукообразование в движущейся среде. Краевой тон. Вихревой звук. Генерация звука в пограничном слое. Музыкальные инструменты.
3. Макроскопическое рассмотрение акустической кавитации. Предел прочности жидкости на разрыв. Скорость распространения звука в кавитирующей жидкости. Ослабление звука при прохождении через кавитационную среду. Нелинейный параметр такой среды
3.2. Лабораторный практикум отсутствует
3.3. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы
-что такое пондеромоторные эффекты в волновых полях, примеры
-взаимодействие акустической волны со средой и образование течений
- радиационные напряжения, устройство радиометра,
-краевой и вихревой звуки,
-прочность жидкости на разрыв,
-макроскопические характеристики кавитирующей жидкости.
3.4. 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
1 Природа акустических течений на основе анализа экспериментальных данных
2 Уравнение акустических течений
3 Анализ выражения для акустической силы, вызывающей акустические течения в поглощающих средах
4 Решение для поля скорости акустического течения в плоской бегущей волне
5 Подобие акустических течений
6 Понятие о радиационном напряжении в среде. Вывод тензора радиационного напряжения для плоской бегущей волны
7 Радиационное «давление» на поглощающие и отражающие препятствия. Радиометры.
8 Кавитационная прочность жидкости, методы определения, факторы, на нее влияющие
9 Макроскопические свойства кавитирующей жидкости: электропроводность, поглощение звука, скорость звука
10 Звукообразование неустойчивым потоком: механизм, частоты, интенсивность
11 Звукообразование неустойчивым потоком в присутствии границ: вихревой и краевой
тоны, частоты, интенсивность
4. Учебно-методическое обеспечение курса
4.1. Перечень обучающих, контролирующих и расчетных программ, диафильмов, слайдфильмов, кино и видио- фильмов
По желанию лектора при изложении части тем применяется проектор для демонстрации слайдов.
4.2. Активные методы обучения
В данном курсе используются классические аудиторные методы и самостоятельное решение студентами заданных на дом задач.
4.3. Материальное обеспечение дисциплины, технические средства обучения и контроля
Стандартно оборудованные лекционные аудитории и демонстрационные установки.
4.4. Методические рекомендации (материалы) преподавателю по организации лабораторных работ
Раздел в программе отсутствует.
4.5. Методические указания студенту по лабораторной работе. Раздел в программе отсутствует.
4.6. Методические рекомендации по использованию систем Mathcad и Matlab-Simulink
Раздел в программе отсутствует.
4.7. Литература
4.7.1. Основная
1. , Солуян основы нелинейной акустики. М., 1978.
2. , Красильников в нелинейную акустику. М., 1966
* При наличии по дисциплине курсовой работы, в разделе "Самостоятельная работа" указывается среднее, ориентировочное время, необходимое студенту на выполнение курсовой работы.
