Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Магистерская программа кафедры гидродинамики и аэроакустики

"МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ, ГАЗА И ПЛАЗМЫ"

Программа разработана кафедрой "Гидродинамики и аэроакустики" (базовое предприятие ЦАГИ) в соответствии с магистерской программой 0103051 "Гидродинамика и аэроакустика"

Проблема сопротивления аппаратов, движущихся по поверхности воды. Разделение сопротивления на классы - трение, сопротивление формы, волновое и др. виды сопротивления. Сопротивление трения. Представление о погранслое и идеология уравнения Прандт-ля. Сопротивление трения плоской пластины. Решение Блазиуса. Ламинарный и турбулентный погранслой. Основные закономерности. Ла-минаризация. Сопротивление формы. Теорема импульсов, представление о следе, представление сопротивления через производительность источника F=pQV. Хорошо обтекаемые и плохо обтекаемые тела. Кризис сопротивления. Физика отрыва погранслоя. Поверхностные волны в жидкости. Основы теории малых поверхностных волн. Кинематические и динамические граничные условия, стоячие и прогрессивные волны, кинематика частиц в волне, энергия волн и ее перенос. Фазовая и групповая скорость. Корабельные волны и формирование волнового сопротивления. Зависимость волнового сопротивления от числа Фруда и пути повышения скорости движения. Вопросы экспериментальной отработки гидродинамики судов и др. объектов в опытовых бассейнах. Проблемы моделирования. Методы переноса результатов модельных экспериментов на натурные объекты Движители. Основа теории гребного винта как активного диска Представление о КПД идеального движителя. Гидродинамика лопаток винта. Винты в насадках. Водометы и др. виды движителей. Аппараты с динамическими принципами поддержания. Вопрос о волновом сопротивлении. Глиссеры, суда на подводных крыльях, суда на воздушной подушке, гидросамолеты и экранопланы. Гидродинамика глиссирования. Применение теории профиля. Принцип симметрии Шварца. Подъемная сила глиссирующей пластинки. Струйная задача. Роль брызговой струйки в формировании сопротивления. Глиссирующая поверхность конечного размаха. Связь с теорией крыла. Применение выводов теории крыла с эллиптическим распределением циркуляции. Индуктивное и брызговое сопротивление. Гидродинамика глиссирования поверхностей малого удлинения. Гипотеза плоских сечений и связь с задачей о входе в воду профиля. Теория Джонса. Подъемная сила как секундное количество движения в следе. Смыкание теории крыла и теории плоских сечений. Методы расчетов сопротивления и подъемной силы реальных глиссирующих тел. Проблема определения истинной величины глиссирующей поверхности с учетом подпора. Задача Щегловой о глиссировании прямоугольной пластинки конечного размаха. Основные выводы теории и представление о глиссировании с отрицательной осадкой. Экспериментальные подтверждения и связь с проблемой устойчивости глиссирования. Устойчивость глиссирования. Общие представления и результаты экспериментов. Работы Эпштейна и обобщения на основе теории размерностей. Анализ устойчивости по Ляпунову для простейших тел типа глиссирующего плоскокилеватого клина. Методы экспериментального изучения устойчивости в опытовых бассейнах на моделях. Кавитация при быстром движении тел в жидкости. Число кавитации, число Эйлера. Основные закономерности явления кавитации. Принцип независимости расширения каверны. Возникновение и развитие кавитации с ростом скорости. Паровая кавитация и эрозия гребных винтов. Суперкавитация. Использование подводных крыльев. Виды крыльев. Способы регулирования осадки. Гидродинамика малопогруженных плоских подводных крыльев. Постановка задачи, граничные условия. Влияние свободной поверхности. Самостабилизация по глубине - основные факторы, V-образные крылья. Кавитация подводных крыльев, ее разновидности и борьба с ней. Гидродинамика суперкавитирующих подводных крыльев. Экранопланы и аппараты на ВП. Статическая и динамическая воздушная подушка. Вихревая система крыла вблизи экрана. Индуктивное сопротивление и перспективы повышения качества. Основные уравнения звукового поля. Вывод уравнений акустики из уравнений гидродинамики. Звуковые волны в газах. Волновое уравнение. Плоские гармонические волны. Звуковое давление, скорость частиц в плоской звуковой волне, волновое сопротивление среды. Принцип суперпозиции волн, интерференция. Энергия и импульс звуковых волн. Плотность звуковой энергии, акустическая мощность. Волновое уравнение в цилиндрических и сферических координатах. Уравнения нелинейной акустики. Упругие волны в твердых телах. Механические колебания. Упругие волны в изотропных твердых телах: продольные и сдвиговые волны. Скалярный и векторный потенциалы. Типы волн в ограниченных твердых телах. Уравнения, описывающие продольные и изгибные волны в стержнях и тонких пластинах, скорость распространения волн. Уравнения колебаний тонкой оболочки. Собственные колебания стержней, пластин и оболочек, частоты и формы собственных колебаний. Плотность собственных частот. Вынужденные колебания, частотные резонансы Влияние диссипации энергии в упругой системе на ее колебания. Случайные колебания упругих систем. Описание случайных по пространству и времени полей в рамках корреляционной теории. Стационарность и эргодичность. Пространственно-временная корреляционная функция, спектр пространственных корреляций, частотно-волновой спектр. Постановка и методы решения задач о случайных колебаниях тонкостенных упругих систем. Метод ортогональных статистических разложений. Случайные колебания пластин и оболочек, влияние пространственных масштабов корреляции и фазовой скорости поля внешних сил на колебания. Распространение звуковых волн. Отражение и преломление звуковых волн на границе двух сред при нормальном и наклонном падении звука. Боковая волна. Падение звуковой волны на тангенциальный разрыв скорости. Распространение звука в волноводах и трубах с идеальными и импедансными стенками. Представление звукового поля в виде нормальных волн (мод). Групповая и фазовая скорости. Критическая частота для нормальных волн. Затухание звука. Монополь в волноводе. Распространение звука в однородном канале с потоком. Характеристическое уравнение, его решение в низкочастотном и высокочастотном приближении. Оптимизация затухания звука в канале. Импеданс. Простейшие модели импеданса. Импеданс при высоких уровнях звука и наличии воздушного потока. Рассеяние звука. Распространение звука в атмосфере, поглощение звука.Рефракция звука в сдвиговом течении. Турбулентные течения. Осредненное и пульсационное движение. Вывод тензора напряжений турбулентного трения из уравнения Навье-Стокса. Уравнения Рейнольдса. Полуэмпирические теории турбулентности. Статистическое описание поля турбулентного потока. Перемежаемость. Изотропная и неизотропная турбулентность. Турбулентные характеристики струи: турбулентные напряжения, корреляция, масштаб и спектр турбулентности. Источники шума аэродинамического происхождения. Неоднородное волновое уравнение. Общее решение волнового уравнения. Простой источник, диполь, квадруполь. Движущиеся источники звука. Эффект Доплера. Генерация шума турбулентностью. Теория Дайтхилла. Генерация звука вихрями при малых числах Маха. Альтернативные предствления источника звука. Шум газовых струй. Связь аэродинамических и акустических параметров струи. Акустические характеристики струй: ближнее и дальнее звуковые поля, направленность излучения, мощность и спектр. Дискретные тона, излучаемые сверхзвуковыми струями, механизм Пауэлла. Методы снижения шума струй. Влияние твердых границ на генерации звука потоком. Шум турбулентного пограничного слоя при дозвуковых и сверхзвуковых полетах, псевдозвук. Шум при обтекании плохообтекаемых тел. Шум самолетных и вертолетных винтов, основные источники: шум вращения, объемный и вихревой шум. Методы расчета шума самолетных и вертолетных винтов. Методы уменьшения шума винтов в дальнем и ближнем полях. Шум компрессоров и вентиляторов. Звукоизоляция. Акустическое излучение. Прохождение звуковых волн через преграды. Коэффициент отражения и прозрачность для одного слоя и произвольного числа слоев. Волновые параметры. Импеданс. Звукопроницаемость и ослабление звука преградой. Звукоизоляция для случая чисто инерционного движения преграды. Закон массы. Звукоизоляция однородной преграды с учетом ее упругости и диссипации. Прохождение плоской звуковой волны через двойную преграду. Звукоизоляция безграничной тонкой пластины при нормальном и наклонном падении плоской звуковой волны. Эффект волнового совпадения. Звукоизоляция при диффузном падении звуковых волн. Коэффициент звукопоглощения . Акустическое излучение при изгибных колебаниях неограниченной пластины. Критическая частота. Влияние конечности размеров пластины на ее акустическое излучение. Акустическое излучение пластины при разных видах случайного нагружения. Влияние пространственно-временной структуры поля внешних сил на акустическое излучение неограниченной и ограниченной пластин, влияние диссипации энергии. Акустическое поле в тонкой оболочке при случайном аэроакустическом нагружении. Акустика самолета. Шум на местности и в кабине самолетов различных типов. Основные источники. Нормативные требования к шуму в пассажирских кабинах и на местности. Методы снижения шума самолета на местности: двухконтурные двигатели, шумопоглощающие насадки, звукопоглощающие вставки, компоновка и др. Глушители шума реактивных двигателей и газодинамических установок. Инженерные методы расчета шума на местности, основные упрощающие предположения. Методы снижения шума в салоне самолета: звукоизолирующие, звукопоглощающие, виб-роизолирующие и вибропоглощающие конструкции. Методы расчета шума в салоне самолета: эмпирический, инженерный, энергетический, статистический, аналитический и численный. Акустические измерения. Аппаратура для акустических измерений. Микрофоны, виброприемники, усилители, шумомеры, магнитные регистраторы. Методика натурных измерений. Спектральный анализ шума. Полосовые фильтры, анализаторы спектра. Корреляционный анализ шума и корреляционная аппаратура. Заглушенные и реверберационные камеры для измерения акустических характеристик аэродинамических источников шума. Камеры для определения звукоизоляции панелей. Измерения характеристик звукопоглощающих материалов и конструкций. Интерферометры. Регистрация и анализ кратковременных процессов. Машинные методы обработки результатов измерений.

ЛИТЕРАТУРА

Лотов А.Б. "Глиссированиеи быстрый вход тел в воду", Курс лекций, МФТИ, 1984 г. Эпштейн Л.А. "Гидродинамика скоростных транспортных аппаратов", Курс лекций, МФТИ, 1986 г. Логвинович Г.В. "Гидродинамика течений со свободными границами", Киев, Наукова Думка, 1969 г. Прандтль Л. и Титьенс С. "Гидроаэромеханика", т.1,2, 1932 г. Лэмб Г., "Гидродинамика", М., 1974 г. Щеглова М.Г. "Расчет смоченной длины пластинки конечного размаха при глиссировании с постоянной скоростью", ЦАГИ, Сборник работ по гидродинамике, 1959 г. Седов Л.И. "Методы теории размерностей и подобие в механике", ГИТТЛ, 1954 г. Белавин Н.И. "Экранопланы", Судостроение, 1977 г. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. "Гидродинамика".М.: Наука, 1986 г. Блохинцев Д.И. "Акустика неоднородной движущейся среды". М.: Наука, 1981 г. Шлихтинг Г. "Теория пограничного слоя". М.: Наука, 1969 г. Скучик Е. "Основы акустики", тт.1,2 М.: Мир, 1976 г. Исакович М.А. "Общая акустика". М.: Наука, 1973 г. "Авиационная акустика", тт. 1,2 (под ред. Мунина Л.Г.). М.: Машиностроение, 1986 г. Минович И.Я., Перник А.Д., Петровский В.С. "Гидродинамические источники звука". Л.: Судостроение, 1972 г. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. "Аэродинамические источники шума". М.: Машиностроение, 1981 г.


 

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика