Рабочая программа по дисциплине “Теоретическая аэрогидродинамика” для студентов, обучающихся по направлению 160100 – “Авиа - и ракетостроение” (бакалавриат) (стр. 2 )

Ссылка на цели курса	Часы	Темы лекционных занятий 5 –го семестра	Решая задачи, студент
2,3	2	Эйлеровы и Лагранжевы координаты, траектории, линии тока	Строит поле скоростей в Эйлеровых и Лагранжевых координатах, линии тока и вихревые линии
4	2	Тензоры деформаций и скоростей деформации	Находит тензор деформаций по заданному полю перемещений
4	2	Тензор напряжений и формула Коши для силы, действующей на площадку	Находит компоненты поверхностной силы по заданному тензору напряжений и нормали к площадке
12,24	2	Уравнения неразрывности и движения	Записывает уравнения неразрывности и движения в различных координатах
12,23	2	Уравнение энергии и второй закон термодинамики	Записывает уравнение энергии для идеального и вязкого теплопроводного газа. Определять диссипацию энергии и рост энтропии
5	2	Уравнения равновесия тел в жидкости	Вычисляет давление со стороны жидкости на тело, применять закон Архимеда
8	3	Течение газа в сопле Лаваля, изоэнтропические формулы для параметров газа	Рассчитывает течение газа в сопле Лаваля, определять параметры газа по заданному числу Маха
5	2	Интеграл Бернулли	Пользуется интегралом Бернулли для расчета давления
7,14	4	Ударная волна	Рассчитывает состояние за ударной волной, и взаимодействие ударной волны со стенкой
16	4	Волны Римана и градиентная катастрофа	Рассчитывает с помощью инвариантов Римана простые волны в газе

Ссылка на цели курса	Часы	Темы лекционных занятий 6 –го семестра	Решая задачи, студент
6	2	Пи – теорема и числа подобия	Пользуется Пи – теоремой для решения задач и определения чисел подобия
9	2	Потенциал плоских стационарных течений идеальной жидкости	Находит потенциал и функцию тока источника, вихря, диполя для плоского течения
17,25	4	Метод конформных отображений для плоских течений	Находит методом конформных отображений потенциалы при обтекании тел сложной формы
17	4	Формулы Чаплыгина – Блазиуса. Формула Жуковского для подъемной силы	Определяет главный вектор сил и моментов, подъемную силу, действующую на контур
9	4	Осесимметричные течения идеальной жидкости	Определяет потенциал и функцию тока осесимметричных течений
5	2	Нестационарное движение твердого тела в идеальной жидкости	Находит присоединенную массу тела, движущегося в идеальной жидкости
19,20	4	Вихревые движения в идеальной жидкости	Рассчитывает эволюцию вихрей, и поле скоростей, создаваемое вихрями
11,21,22	4	Динамика вязкой жидкости	Определяет распределение скорости и силу сопротивления, действующую на обтекаемое тело

Расчетно-графические работы

Ссылка на цели курса	Содержание РГР в 5-ом семестре	Выполняя РГР, студент учится
5	Используя интеграл Бернулли, найти распределение во вращающейся жидкости	Использовать интеграл Бернулли для определения давления
7,14	Используя соотношения на ударной волне, доказать формулу Прандтля	Пользоваться соотношениями на ударной волне
8	Используя элементарную теорию сопла Лаваля, рассчитать параметры вытекающей струи и тягу сопла	Пользоваться формулами для расчета параметров изоэнтропического течения газа
7,14	Рассчитать параметры газа, возникающие при взаимодействии ударных волн	Рассчитывать параметры ударных волн
4	Рассчитать компоненты тензора деформаций по заданному полю перемещений	Рассчитывать компоненты тензора деформаций
4	Рассчитать силу, действующую на площадку для заданного тензора напряжений. Определить главные компоненты и инварианты тензора напряжений	Пользоваться формулой Коши для нахождения силы на заданной площадке

Ссылка на цели курса	Содержание РГР в 6-ом семестре	Выполняя РГР, студент учится
17	Вычислить силу, действующую на контур при обтекании идеальной жидкостью	Пользоваться формулами Чаплыгина – Блазиуса
21	Определить скорость и давление в вязкой жидкости при малых числах Рейнольдса для течения Куэтта	Ставить и решать задачу Куэтта с помощью уравнений Навье – Стокса
9	Вычислить присоединенную массу при ускоренном движении цилиндра в идеальной жидкости	Пользоваться решениями для плоских течений идеальной жидкости и определять присоединенную массу
15	Рассчитать взаимодействие акустической волны с границей раздела двух газов	Использовать акустическое приближение уравнений идеального газа

6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине

Студент допускается к сдаче экзамена, зачета при условии успешной защиты РГР (5;6-ой семестры), защиты практикума предусмотренного в каждом семестре.

Описание и система оценки деятельности студента в 5;6 семестрах

Вид деятельности	Максимальный рейтинг	Достаточный рейтинг для допуска к экзамену и его сдачи
Практические занятия	30	15
Расчётно-графическая работа	20	15
Контрольные работы	10	5
Экзамен	40	-
Итого	100	35

К экзамену допускаются студенты, набравшие не менее 35 баллов в течение семестра за текущую успеваемость и не менее 15 баллов за РГР.

Экзаменационный билет содержит два теоретических вопроса и одну задачу. Максимальное количество баллов за первый вопрос – 15; за второй – 10; за задачу – 10. Студент, набравший на экзамене 35-40 баллов, получает оценку “отлично”; 27-34 баллов – “хорошо”; 20-26 баллов – “удовлетворительно”; менее 20 баллов – “неудовлетворительно”.

Если с учетом работ, предусмотренных основной программой освоения курса, студент набрал свыше 90 баллов, итоговая оценка по дисциплине может быть выставлена без проведения итоговой аттестации («автомат»). При этом в ведомость и зачетную книжку студента выставляется оценка «отлично», что соответствует группе уровней «А» Шкалы ECTS.

Студент, досрочно выполнивший весь предусмотренный учебным планом объём работ по данной дисциплине может быть допущен к досрочной сдаче экзамена.

Если по результатам работы в семестре студент не набрал минимально допустимого количества баллов, ему выставляется итоговая оценка по дисциплине «неудовлетворительно» (F), без права последующей пересдачи. В этом случае студенту предлагается изучить дисциплину на платной основе.

В случае выставления итоговой оценки по дисциплине «неудовлетворительно» (FХ) с правом последующей пересдачи, то в результате такой пересдачи студент имеет право получить оценку не выше «удовлетворительно» (Е)

Контролирующие материалы

Экзаменационные вопросы по курсу “Теоретическая аэрогидродинамика”:

Цели и задачи механики жидкости и газа. Ударная адиабата и ее свойства. Формула Куэтта. Способы описания движения жидкостей и газов. Адиабата Пуассона и ее свойства. Формула Пуазеля. Линии тока и траектории. Модель вязкой, теплопроводной жидкости, постановка задач обтекания. Теорема Цемплена. Тензор скоростей деформации. Вывод уравнения неразрывности. Теория сопла Лаваля. Объемные и поверхностные силы. Тензор напряжений. Изоэнтропическое течение газа в трубе переменного сечения. Волны Римана сжатия и разрежения. Уравнение количества движения (вывод и свойства). Основные критерии подобия и способы их выполнения. Скорость распространения малых возмущений в идеальном газе. Уравнение энергии. Соотношения на разрывах в смеси газ - твердые частицы. Скорость распространения возмущений конечной интенсивности. Модель идеальной нетеплопроводной сжимаемой жидкости и постановка задач обтекания тел. Формула дифференцирования объемных интегралов для движущихся объемов. Когда скорость звука больше - зимой или летом? Уравнение момента количества движения (вывод и свойства). Соотношения на сильных разрывах. В чем разница между адиабатой Пуассона и ударной адиабатой Гюгонио. Вихрь, вихревая линия, вихревая трубка. Чему равно давление в критической точке обтекаемого тела для числа Маха потока много больше единицы. Физический смысл компонент тензора деформации. Теорема Коши - Гельмгольца о скорости и перемещении точек жидкого объема. Структура ударной волны в вязком газе. Можно ли выполнить одновременно критерии подобия по числам Маха и Рейнольдса. Контактный разрыв и его свойства. Критерии подобия для вязкой жидкости. Теоремы Кельвина и Лагранжа. Уравнения пограничного слоя для вязкой несжимаемой жидкости. Задача обтекания цилиндра идеальной несжимаемой жидкостью. Уравнения для вихря в форме Фридмана. Метод конформных преобразований. Постулат Чаплыгина-Жуковского. Формула Био-Савара для прямолинейной нити. Формулы Чаплыгина - Блазиуса. Формула Аккерета. Теорема Жуковского. Формула для момента. Интеграл Бернулли и его линеаризация для адиабатических течений газа. Теория крыла конечного размаха. Комплексный потенциал и скорость источника и стока. Задача плоского обтекания пластинки несжимаемой идеальной жидкостью. Плоские движения газа. Линеаризация основных уравнений. Задача плоского обтекания тонкого профиля несжимаемой жидкостью. Формулы Био - Савара для криволинейной нити. Обтекание сферы несжимаемой жидкость при малых числах Рейнольдса. Решение Стокса. Потенциалы диполя и вихря. Осесимметричные и пространственные потенциальные течения жидкости. Источник, сток, диполь. Обтекание шара идеальной несжимаемой жидкостью. Интеграл Коши - Лагранжа. Функция тока для осесимметричных течений. Явный вид функций тока для простейших течений. Уравнение количества движения в форме Громеки - Лэмба. Формула Прандтля - Глауэрта. Необратимость движения вязкой жидкости. Метод источников и стоков для многомерных течений идеальной жидкости. Продольное обтекание тел вращения. Плоские потенциальные течения жидкости. Потенциал скорости, функция тока. Задача определения скорости по заданному полю вихрей и расхождения скорости.

Примеры экзаменационных задач