Název:	Mechanika tekutin
Zkratka:	MET
Typ:	povinný
Rozsah:	14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení
Způsob ukončení:	zkouška
Katedra:	katedra modelování procesů FM TUL
Přednášející:	Ing. Jan Šembera

 
Stručná anotace předmětu:

Náplní studia předmětu budou základní pojmy termodynamiky, odvození rovnic proudění ideální tekutiny, potenciální proudění. Tenzor napětí a odvození pohybových rovnic vazké tekutiny, zákon podobnosti v proudění. Rovnice transportu energie v tekutině. Disipace energie v nestlačitelné tekutině, vedení tepla v kapalinách. Modely difúze a termodifúze pro kapalné směsi. Proudění kapaliny v porézním prostředí.

 
Témata přednášek:

Základní pojmy termodynamiky: První a druhá věta termodynamiky, adiabatické a barotropické proudění, rychlost zvuku - Machovo číslo.

Proudění ideální tekutiny: Rovnice kontinuity a Eulerova rovnice. Hydrostatika, Bernoulliho rovnice, tok energie a tok hybnosti, zákon zachování vířivosti. Potenciální proudění stlačitelné a nestlačitelné tekutiny.

Fyzikálně matematický popis vazké tekutiny: Tenzor napětí, pohybové rovnice obecné tekutiny, zákon zachování momentů sil. Stokesovy postuláty, Navier-Stokesovy rovnice vazké tekutiny. Zákon podobnosti v proudění. Zákon podobnosti v proudění při malých Reynoldsových číslech, laminární proudění, turbulentní proudění, mezní vrstva.

Transport energie tekutinou: Zákon zachování energie, obecná rovnice transportu energie. Transport energie v nestlačitelné tekutině v omezené oblasti a neomezené oblasti. Disipace energie v nestlačitelné tekutině. Vedení tepla v kapalinách, obecná rovnice vedení tepla, vedení tepla v nestlačitelné tekutině, okrajové podmínky. Zákon podobnosti při vedení tepla, volná konvekce.

Proudění tekutiny v porézním prostředí: Charakteristiky porézního prostředí, kapilarita a retenční křivky, Genuchtenův vztah, volná hladina. Darcyho zákon a rovnice kontinuity pro nasycené i nenasycené prostředí. Okrajové a počáteční podmínky.

 
Náplň cvičení:

Základní vlastnosti tekutin.
Hydrostatický tlak
Vztlak a plování těles.
Kapalina v poli zrychlení (relativní rovnováha).
Rozměrová analýza.
Stacionární proudění.
Nestacionární proudění.
Silové účinky proudu a odpor těles.

 
Literatura:

1. Feistauer: Mathematical Methods in Fluid Dynamics, Longman 1992

2. Brdička, Samek, Sopko: Mechanika kontinua, Praha, Academia 2000

3. Dvořák, Kozel: Matematické metody v aerodynamice, Praha, ČVUT 1992

4. Havlík, Profous: Mechanika tekutin, sbírka řešených příkladů, Plzeň, VŠSE 1991

5. Adamec, Lísal, Várádiová: Mechanika tekutin, sbírka příkladů, Praha, ČVUT 1993

6. Ježek: Mechanika tekutin, příklady, Praha, ČVUT 1988

7. Jiří Maryška, Jan Šembera: učební text Mechanika tekutin http://www.fm.vslib.cz/~kmo/vyuka/mte/

 
Prerekvizity: Mechanika II

Navazující:   -

 
Datum poslední změny: 13.12.2001