Вопросы/задания: Билеты - Решение

Ниже представлен список разобранных (решенных) вопросов, содержащихся в файле. Написаны верно и доступно, не нуждаются в корректировки! По ним составляются экзаменационные билеты. Так же прикреплю документ с решенными задачами, которые диктовал Марков П.В. на консультации. Все задачи решены, других задач на экзамене не было (только те, которые он диктовал). Удачи заботать (списать) и сдать на отл!
СПИСОК ВОПРОСОВ:
1. Гипотеза сплошности. Число Кнутсена. Связь числа Кнутсена с числами Рейнольдса и Маха
2. Малые возмущения в сплошной среде. Скорость звука в однофазной среде.
3. Сильные возмущения в сплошной среде. Прямые скачки уплотнения. Ударная адиабата
4. Модель несжимаемой среды. Число Маха.
5. Деформация сплошной среды. Физический смысл составляющих тензора скоростей деформаций. Связь между тензором напряжений и тензором скоростей деформаций – обобщенный закон Ньютона.
6. Скорость объемного расширения газа.
7. Уравнение неразрывности для трехмерного и одномерного течения газа, влияние сжимаемости, зависимость между площадью поперечного сечения канала и скоростью течения идеального сжимаемого газа.
8. Уравнение сохранения количества движения вязкого сжимаемого газа. Частные случаи формулировки уравнения сохранения количества движения: уравнения для идеального газа в трехмерной и одномерной постановке (уравнения Эйлера), уравнения для несжимаемой ньютоновской жидкости (уравнения Навье-Стокса).
9. Уравнение сохранения полной энергии сплошной среды, сформулированное для трехмерного течения вязкого сжимаемого газа и одномерного адиабатного потока идеального газа.
10. Уравнение сохранения кинетической энергии сплошной среды в трехмерной постановке, влияние сжимаемости и наличия массовых сил.
11. Уравнения сохранения внутренней энергии и энтальпии сплошной среды в трехмерной и одномерной постановке, влияние сжимаемости и диссипации механической энергии. Уравнение сохранения энтальпии несжимаемой жидкости с внутренним источником тепла. Критические параметры и параметры заторможенного одномерного потока идеального газа. Скоростной коэффициент. Связь максимального импульса тяги на выходе из сопла с температурой заторможенного газа. Изоэнтропические формулы.
12. Точные решения уравнений Навье-Стокса. Слоистые стабилизированные течения в трубе, плоской и кольцевой щели, течение пленки жидкости под действием силы тяжести. Щель, кольцевая щель, труба, пленка.
13. Теплообмен при стабилизированном ламинарном течении в каналах (круглая труба и плоский щелевой зазор). Безразмерная температура. Влияние граничных условий. Плоский щелевой зазор при ГУ 2-го рода. Труба при ГУ 2-го рода.
14. Течение при больших числах Рейнольдса, получение и анализ безразмерных уравнений движения, вклад в баланс количества движения отдельных членов уравнения.
15. Динамический пограничный слой. Представление потока жидкости, согласно модели динамического пограничного слоя. Вывод уравнения ламинарного динамического пограничного слоя. Условия применимости модели пограничного слоя.
16. Поперечное обтекания цилиндра (сферы). Парадокс Д’Аламбера. Отрыв пограничного слоя, условие отрыва пограничного слоя. Распределение давления по поверхности поперечно обтекаемого цилиндра
17. Точное решение уравнений гидродинамического пограничного слоя. Задача Блазиуса.
18. Интегральное уравнение сохранения количества движения пограничного слоя. Толщина вытеснения, толщина потери импульса. Влияние градиента давления.
19. Приближенные методы решения задач пограничного слоя. Влияние вида аппроксимирующей функции на примере безградиентного течения.
20. Тепловой пограничный слой. Соотношение толщин динамического и теплового пограничных слоев, число Прандтля.
21. Вывод уравнения ламинарного теплового пограничного слоя. Условия применимости модели теплового пограничного слоя. Уравнения ламинарного теплового пограничного слоя для жидкостей с низкими числами Прандтля.
22. Интегральное уравнение сохранения энергии пограничного слоя. Влияние граничных условий. Толщина потери энергии. Число Стантона.
23. Приближенные решения задач теплового пограничного слоя: задача о теплообмене плоской пластинки с безградиентным потоком газа при граничных условиях первого и второго рода; нестабилизированный теплообмен при стабилизированном течении в канале (трубе, плоской щели) пленке, стекающей под собственным весом, длина участка тепловой стабилизации, коэффициент теплоотдачи, влияние граничных условий
24. Особенности турбулентных течений. Пульсации характеристик (скорости, температуры, давления и т.д.) потока при турбулентном течении. Условие перехода от ламинарного к турбулентному режиму течения при течении в каналах и в пограничном слое.
25. Статистические характеристики турбулентного течения. Моменты распределения случайных величин. Корреляция. Пространственные и временные масштабы турбулентности.
26. Прямое численное моделирование турбулентных течение (DNS). Проблема реализации при больших числах Рейнольдса.
27. Правила осреднения Рейнольдса. Вывод осредненных уравнений движения и энергии для турбулентных течений (RANS). Осреднение сжимаемых турбулентных потоков.
28. Незамкнутость осредненных уравнений движения и энергии сплошной среды. Способы замыкания. Модели вихревой вязкости (EVM) и напряжений Рейнольдса (RSM). Применение аналогии Рейнольдса для расчета теплообмена в турбулентном потоке. Турбулентное число Прандтля.
29. Гипотеза пути перемешивания Прандтля. Алгебраические (локальные) модели турбулентности.
30. Стабилизированное турбулентное течение в трубе. Трехслойная модель. Универсальные координаты (V + , y + ), влияние числа Рейнольдса. Степенной закон распределения скорости при стабилизированном турбулентном течении в трубе.
31. Турбулентный пограничный слой. Двухслойная модель турбулентного пограничного слоя
33. Каскадный механизм передачи кинетической энергии при турбулентном течении. Энергетический спектр изотропной турбулентности: область крупных вихрей, инерционная область, область диссипативных вихрей. Соотношение размеров крупных и диссипативных вихрей, влияние числа Рейнольдса.
34. Гипотеза Колмогорова, область применения. Нелокальные модели турбулентности. Модель Колмогорова-Прандтля. Уравнение баланса кинетической энергии турбулентности: физический смысл отдельных слагаемых, проблема замыкания, роль физического эксперимента
Список задач:
1. Определить максимальную реактивную силу, которую можно достигнуть за счет истечения через сопло Лаваля водорода, нагретого до температуры T, массовым расходом 7 кг/с. Показатель адиабаты считать постоянным и равным 1,3.
2. Рассматривается охлаждение плоской пластины длины L и ширин h с безградиентным односторонним обтеканием воздуха с заданной температурой Т0 и известными свойствами и скоростью V. Определить