№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | ||
1 | Теплофизика |
|
| + | + | + |
| + |
| + |
| + |
|
| + |
2 | Численные методы технической физики | + |
| + |
| + |
| + | + | + | + | + |
|
| + |
3 | Крмпьютерная гидродинамика, теплофизика и прочность |
| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
4 | Выпускная квалификационная работа |
|
| + | + | + | + | + |
| + |
| + | + |
| + |
5. Содержание дисциплины
Тема 1. Модели, параметры и основные типы задач гидрогазодинамики и механики многофазных сред. Особенности многофазных сред. Модели сред. Понятие о прямых и обратных задачах гидрогазодинамики.
Тема 2. Кинематика. Теорема Гельмгольца о движении малой жидкой частицы. Уравнение неразрывности. Потенциальные течения. Потенциал скорости. Функция тока. Вихревые течения.
Тема 3. Динамика. Основные законы движения жидкости, газа, многофазных сред. Уравнения баланса массы. Закон об изменении количества движения. Закон изменения энергии при течении жидкости, газа многофазной среды.
Тема 4. Реологические свойства жидкостей. Модели линейных и нелинейных жидкостей. Система уравнений Навье-Стокса. Ламинарное течение в трубах. Течение между параллельными пластинами. Гидростатика.
Тема 5. Квазиодномерные течения. Внешние воздействия. Осреднение потоков. Основные уравнения баланса массы, импульсов и энергии при квазиодномерных течениях.
Тема 6. Гидравлика. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли. Потери напора в трубопроводах. Простые и сложные трубопроводы. Гидравлический удар. Гидравлическая система «насос – трубопровод».
Тема 7. Течение газа и многофазных сред в каналах и трубопроводах. Система квазиодномерных уравнений течений газа и многофазных сред в скважинах и трубопроводах. Адиабатическое течение газа. Режимы многофазного течения в трубах. Методики расчета течений газа и многофазных сред в трубопроводах.
Тема 8. Плоские потенциальные течения жидкости. Комплексный потенциал потока. Комплексная сопряженная скорость. Комплексные потенциалы элементарных потоков. Обтекание цилиндра плоскопараллельным потоком. Формулы Чаплыгина.
Тема 9. Элементы подземной гидродинамики. Скорость фильтрации. Закон Дарси. Функция Лейбензона. Двухфазная фильтрация. Одномерные фильтрационные течения.
Тема 10. Сверхзвуковые течения. Система уравнений сверхзвукового потока. Характеристики в плоскости потока. Характеристики в плоскости годографа скорости. Основные задачи, решаемые методом характеристик. Скачки уплотнения.
Тема 11. Основы турбулентности. Особенности турбулентных течений. Уравнения, осредненные по Рейнольдсу. Проблема замыкания уравнений турбулентности. Простейшие модели турбулентности.
Тема 12. Основы теории пограничного слоя. Уравнения Прандтля. Характерные параметры в пограничном слое. Динамический тепловой и диффузионный пограничные слои. Методы расчета пограничного слоя.
Тема 13. Основы электромагнитной гидродинамики. Допущения и системы уравнений электромагнитной гидрогазодинамики. Безразмерные параметры. Примеры решения простейших задач электромагнитной гидродинамики
Тема 14. Элементы аэродинамики турбомашин. Уравнение баланса расходов импульса и энергии в турбомашинах. Задача об обтекании решетки профилей. Изменение параметров по высоте лопаток. Теорема об изменении момента количества движения в турбомашине
6. Планы семинарских занятий
Тема 1. Параметры и модели сплошных сред. Постановка прямых и обратных задач.
Тема 2. Деформация жидкого отрезка. Деформация скашивания прямого угла. Потенциал скорости и функция тока.
Тема 3. Уравнение неразрывности, движения и энергии. Различные формы записи уравнений «сохранения».
Тема 4. Решение задач о течении жидкости в трубах и каналах.
Тема 5. Разработка физико-математической модели и алгоритма расчета параметров нефти в трубопроводе.
Тема 6. Гидравлические расчеты простых и сложных трубопроводов.
Тема 7. Расчет параметров при адиабатическом течении газа в каналах.
Тема 8. Комплексные потенциалы потоков. Расчет обтекания цилиндра плоскопараллельным потоком при наличии циркуляции скорости. Теорема Стокса.
Тема 9. Решение задач о фильтрационном движении жидкости, газа, двухфазной среды.
Тема 10. Четыре основные задачи, решаемые методом характеристик.
Тема 11. Параметры и модели турбулентности.
Тема 12. Расчет параметров пограничного слоя интегральным и дифференциальным методами.
Тема 13. Течение Куэтта.
Тема 14. Расчет аэродинамических параметров турбомашин.
7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).
Порядок выполнения каждого вида самостоятельной работы обучающегося и контроля за ней соответствует содержанию тем 1-14, которые последовательно изложены в электронном издании передаваемом каждому студенту – . Гидрогазодинамика. - Тюмень: ТюмГУ, 2008, -360с..Студентам также передается в электронном виде из данного учебного пособия перечень контрольных вопросов по каждой теме (1-14)
8. Примерные темы домашних заданий (исходные параметры выбираются из рекомендованной литературы и согласуются с преподавателем.
Тема 5
1. Разработать физико-математическую модель, алгоритм и программу расчета течения нефти в нефтепроводе. Проанализировать влияние внешних воздействий на параметры нефти в нефтепроводе для конкретного нефтяного месторождения Западной Сибири.
2. Разработать физико-математическую модель, алгоритм и программу расчета течения природного газа в газопроводе. Проанализировать влияние внешних воздействий на параметры газа в газопроводе для конкретного газового месторождения Западной Сибири.
Тема 9
1. Рассчитать скорость фильтрации нефти в нефтяном пласте
2. Рассчитать скорость фильтрации газа в газовом пласте
9. Контрольные вопросы при подготовке к зачету (4-й семестр)
1. Прямая и обратная задачи гидрогазодинамики
2. Параметры многофазных сред
3. Теорема Гельмгольца о движении малой жидкой частицы.
4. Потенциал скорости, функция тока
5.Уравнение неразрывности многофазной среды
6. Уравнение баланса количества движения для многофазной среды
7. Уравнение баланса полной энергии для многофазной среды
8. Реологические модели жидкостей
9. Уравнения Навье-Стокса
10. Ламинарное течение в трубе
11. Ламинарное течение между параллельными пластинами
12. Осреднение при течении жидкости и газа в трубах и каналах
13.Уравнение баланса массы при квазиодномерном течении
14. Уравнение баланса количества движения при квазиодномерном течении
15. Уравнение баланса полной энергии при квазиодномерном течении
16. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли
17. Гидравлический расчет трубопроводов
18. Адиабатическое течение газа в каналах
19. Принципы уравнения обращенного воздействия
20. Геометрическое воздействие на поток в трубе
21. Тепловое воздействие на поток в трубе
10. Контрольные вопросы при подготовке к экзамену
1 Комплексный потенциал элементарных потоков. Комплексная сопряженная скорость.
2. Комплексные потенциалы элементарных потоков
3. Обтекание цилиндра плоско-параллельным потоком
4. Обтекание цилиндра плоско-параллельным потоком с циркуляцией
5. Закон Дарси. Функция Лейбензона.
6. Система уравнений двухфазной фильтрации
7. Относительные фазовые проницаемости
8. Уравнение потенциала скорости при сверхзвуковом течении
9. Уравнение и свойства характеристик в плоскости потока
10. Уравнение характеристик в плоскости годографа скорости
11. Задачи расчета сверхзвукового потока вблизи двух не характеристик.
12. Задача расчета сверхзвукового потока вблизи двух характеристик
13. Задача расчета сверхзвукового потока вблизи твердой стенки
14. Задача расчета сверхзвукового потока при струйном течении
15. Осреднение параметров турбулентного потока
16. Осредненное уравнение неразрывности
17. Осредненные уравнения турбулентного течения
18.Замыкание уравнений турбулентного течения
19.Простейшие модели турбулентности
20.Основные допущения и граничные условия в пограничном слое
21. Характерные толщины в пограничном слое
22. Уравнения Прандтля пограничного слоя
23. Интегральное уравнение Кармана
24. Динамический пограничный слой
25. Тепловой пограничный слой
26. Диффузионный пограничный слой
27. Уравнение баланса массы в турбомашинах
28. Постановка задачи о течении в решетке
29. Изменение параметров по высоте лопаток в осевой турбомашине
30. Теорема об изменении момента количества движения в турбомашине
11. Образовательные технологии
При реализации различных видов учебной работы используются следующие инновационные образовательные технологии
1. Презентации-доклады по результатам самостоятельной работы студентов (темы 6 – 9)
2. Дискуссии по презентациям - докладам (темы 5 – 9)
3. Интерактивное взаимодействие при проведении практических занятий (темы 1-14)
4. Самостоятельная разработка студентами компьютерных программ, компьютерное тестирование программ, разработанных студентами (темы 7, 14)
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
12.1. Основная литература:
1. Шабаров . Электронное издание. – Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2009. – 372с.
2. , Селиванов механики сплошных сред: Учебник. – М.: Изд-во МГТУ, 2006.-376с.
3. Стрекалов модели гидравлических систем. – Тюмень: Изд-во ТДП, 2007. – 664с.
4. , , Прялов численного моделирования магистральных трубопроводов. – М.: Изд-во КомКнига, 2005. – 496с.
5. , Кувыркин модели механики и электродинамики сплошной среды. – М.: Изд-во МГТУ, 2008. – 512с.
6. , Лившиц . Том VI. Учебное пособие для вузов. – Физматлит, 2001. – 736с.
7. Белов турбулентных течений. – СПб.: Изд-во БГТУ, 2001. – 308с
11.2. Дополнительная литература:
1. Седов сплошных сред. Том 1 – 499с., Том 2 – 568с. – М.: Наука, 1970.
2. Нигматулин многофазных сред Ч.1 – 464с, Ч.2 – 359с. – М.: Наука, 1987.
3. и др. Газовая динамика. Механика жидкости и газа. Учебник. – М.:МГТУ, 1997. – 671с.
4. Лойцянский жидкости и газа. Учебник. – М.: Дрофа, 2003 – 840с.
5. , , Максимов гидромеханика. – М.: Недра, 1993. – 416с.
6. Дорфман методы в газодинамике турбомашин. – Л: Энергия, 1974. – 272с.
7. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 150с.
12.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
1. Электронная библиотека технической литературы «Нефть и газ». – http:// libtech.utmn.ru
2. eLIBRARY – научная библиотека (г. Москва). – http:// elibrary.ru
3. Электронная библиотека Попечительского совета механико-математического факультета МГУ. – http:// lib. mex. mat tech..ru
4. Интернет ресурсы ТюмГУ.
Для работы на практических занятиях необходим пакет программ Maple 12 (или выше)
13. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
1. Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием.
2. Компьютерный класс для практических занятий.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
