Διδασκόμενη ύλη

Η ύλη του μαθήματος περιλαμβάνει μία ορθολογική περιγραφή των εξισώσεων διατήρησης ορμής, μηχανικής ενέργειας και συνέχειας για ρευστά.

• Εισαγωγικές έννοιες (ρευστά, συμπιεστότητα, αδράνεια, ροϊκά φαινόμενα).
• Επανάληψη βασικών στοιχείων Διανυσματικού και Τανυστικού Λογισμού, ταχύτητα, επιτάχυνση, ουσιαστική παράγωγος, ροϊκές γραμμές (streamiline, pathline, streakline, timeline).
• Στατική ρευστών (επιφανειακή τάση, τριχοειδές φαινόμενο, υδροστατική πίεση).
• Θεώρημα μεταφοράς Reynolds. Εξίσωση κίνησης Newton.
• Μακροσκοπική θεώρηση. Προσέγγιση όγκου ελέγχου, εξισώσεις συνέχειας, ορμής και ενέργειας. Εξίσωση Bernoulli. Απώλειες ενέργειας και τριβή.
• Διαστατική ανάλυση και ομοιότητα. Μέθοδος Π-Buckingham.
• Μοριακή προέλευση ιξώδους.
• Μικροσκοπική θεώρηση. Εξισώσεις Navier Stokes. Προφίλ ταχύτητας και τάσης.
• Ροές σε σωλήνες, ανοικτά κανάλια, κίνηση σώματος σε ρευστό, υδραυλικό άλμα.
• Οριακά στρώματα, υδροδυναμική.
• Ειδικά κεφάλαια (inviscid flow, τυρβώδης ροή, προβλήματα με σημαντική συνεισφορά αδράνειας, δευτερογενείς ροές, χρονική εξάρτηση, συμπιεστές ροές, μετρήσεις).

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Οι φοιτητές με το πέρας του μαθήματος αναμένεται να

1. Εξοικειωθούν με τη μαθηματική περιγραφή ισοζυγίων μάζας, ορμής και μηχανικής ενέργειας.
2. Κατανοήσουν τη φυσική σημασία μεγεθών που σχετίζονται με τις εξισώσεις συνέχειας και κίνησης για τη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων (κατάστρωση ισοζυγίου, οριακές και αρχικές συνθήκες).
3. Κατανοήσουν τη σημασία και χρησιμότητα της ρευστοδυναμικής σε εφαρμογές.
4. Κατανοήσουν τη διαφορά και χρησιμότητα μικροσκοπικών και μακροσκοπικών ισοζυγίων, καθώς και της διαστατικής ανάλυσης.
5. Αποκτήσουν βασικές γνώσεις σε στρωτή και τυρβώδη, εσωτερική και εξωτερική, μόνιμη και χρονικά εξελισσόμενη ροή.

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

• Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης,
• Επίλυση Προβλημάτων,
• Δημόσια παρουσίαση.

Βιβλιογραφία

• Σημειώσεις διδάσκοντα.
• Introduction to fluid mechanics, R. W. Fox, A. T. McDonald, P. J. Pritchard, 6th ed., Wiley, NY, 2006.
• Introduction to fluid mechanics, 3rd ed., W. S. Janna, PWS, Boston 1993.
• Fundamentals of Fluid Mechanics, by Munson, Okiishi, Huebsch, Rothmayer (7th Edition, Wiley).
• A physical introduction to fluid mechanics, A. J. Smits, Wiley, NY 2000.