هدف درس: آشنایی دانشجویان با
مفاهیم، اصول و روشهای تحلیل در استاتیک و دینامیک سیالات است به گونهای که
بتوانند در تحلیل مسایل مهندسی و فهم آن بهتر عمل کنند. در این درس ضمن آشنایی با
مفاهیم و تعاریف اولیه در سیالات، ویژگیهای اصلی در سیالات، و همچنین معادلات
ناویر استوکس، جریان های تراکم پذیر در داخل داکت ها
و مجراها و همچنین مفاهیم لایه مرزی و اثرات ویسکوزیته جریان در نواحی مرز جامد و سیال فرا گرفته میشود.
مفاهیم این درس در آینده مبنای دروس مهم دیگری مانند مکانیک سیالات پیشرفته ،
آیرودینامیک، دینامیک گازها، توبوماشینها و غیره قرار خواهد گرفت.
فهرست مطالب:
۱- آشنایی با
ویژگیهای سیال و مروری بر سیالات
تعریف سیال، اصل عدم لغزش سیال، روشهای تحلیل، ابعاد و
احاد، میدان سرعت، میدان تنش، لزجت، سیال نیوتنی و غیر نیوتنی، کشش سطحی، طبقهبندی
جریان سیال، ویژگیهای سیال
۲- رابطه های انتگرالی جریان سیال
سینماتیک و مفاهیم سیال، دیدگاههای لاگرانژی و اویلری،
سیستم و حجم کنترل، رابطه انتگرالی انتقال رینولدز، رابطه بقای جرم – رابطه پیوستگی، رابطه بقای اندازه حرکت خطی، رابطه بقای
اندازه حرکت زاویهای، رابطه انرژی – قانون اول ترمودینامیک
۳- رابطه های دیفرانسیلی جریان سیال
حرکت و تغییر شکل المان سیال، نرخ انتقال، دستگاه مختصات قائم، دستگاه مختصات استوانهای، رابطه پیوستگی و اندازه حرکت، چرخش سیال، تغییر شکل سیال، معادله ناویر – استوکس، رابطه رینولدز، افت فشار در جریان لزج در لوله ها
۴- جریان لزج داخل داکت ها و لوله ها و تعریف جربان توسعه
یافته
ارایه ضرایب افت فشار برای جریانات ویسکوز داخلی و محاسبه
افت فشار ناشی از ویسکوزیته و تعریف هد پمپ برای سیستم های تک مسیره و جند مسیره
۵= جریان لزج خارجی تراکم ناپذیر
ارایه مفهوم لایه مرزی و ضخامت جابه جایی در جریان های آرام
و مغشوش و حل تحلیلی جربان آرام لزج بر روی صفحه صاف
۶- جریان تراکم پذیر
مروری بر روابط ترمودینامیکی و سرعت صوت، عدد ماخ، معادله
انرژی و ارایه مفاهیم امواج ضربه قایم و مایل و بررسی پارامترهای جریان در عبور از
این امواج
کتابهای مراجع
۱-
Frank M. White: “Fluid Mechanics”, ۷th ed., 2009.
۲- Irving H. Shames: “Mechanics of Fluids”, ۴th ed., 2003.
۳- V. L. Streeter: “Fluid Mechanics”, ۹th ed., 1997.
۴- Robert W. Fox & Alan T. MacDonalds: “Introduction to Fluid Mechanics”,
۸th ed., 2011.
۵- J. K. Vennard: “Elementary Fluid Mechanics”, ۷th ed., 2007.
۶- S. W. Yaun: “Foundation of Fluid Mechanics”, ۲th ed., 1970.
