Hydrodynamika - NMET034

• Anglický název: Hydrodynamics
• Zajišťuje: Katedra fyziky atmosféry (32-KFA)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 6
• Rozsah, examinace: zimní s.:3/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: RNDr. Petr Šácha, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Meterologie a klimatologie
• Je neslučitelnost pro: NMET523
• Je záměnnost pro: NMET523

Anotace

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Úvod do studia rovnováhy, kinematiky a dynamiky tekutin. Studenti se seznámí s obecnými analytickými metodami popisu a zákonitostmi proudění a vyzkouší si jejich použití na konkrétních zjednodušených úlohách.

angličtina

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

An introduction to the fluid statics, kinematics and dynamics. The students are introduced to general laws and analytical methods of a flow description and test their utilization on concrete simplified problems.

Cíl předmětu

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Cílem předmětu je pochopení analytických formulací mechaniky tekutin a jejich použití k efektivnímu řešení netriviálních úloh.

angličtina

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

The aim of the course is an understanding of analytic formulations of fluid mechanics and their application as effective solution methods of nontrivial problems.

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Zkouška: znalosti podle sylabu předmětu.

Forma zkoušky: ústní.

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast studenta na přednáškách a cvičeních demonstrovaná samostatným řešením úloh.

Zápočet lze alternativně získat vypracováním zadaného úkolu.

angličtina

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Knowledge according to syllabus.

Literatura

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Badin, G., & Crisciani, F. (2018). Variational formulation of fluid and geophysical fluid dynamics. Mech. Symmetries Conservation Laws.

Batchelor, C. K., & Batchelor, G. K. (2000). An introduction to fluid dynamics. Cambridge university press.

Brdička M., Samek L., Sopko B. (2000): Mechanika kontinua, Academia.

Shepherd, T. G. (1990). Symmetries, conservation laws, and Hamiltonian structure in geophysical fluid dynamics. In Advances in Geophysics (Vol. 32, pp. 287-338). Elsevier.

Vallis, G. K. (2017). Atmospheric and oceanic fluid dynamics. Cambridge University Press.

Metody výuky

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Přednáška a cvičení.

angličtina

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Course and exercise.

Požadavky ke zkoušce

čeština

Poslední úprava: RNDr. Aleš Raidl, Ph.D. (09.10.2017)

Zkouška: znalosti podle sylabu předmětu.

Forma zkoušky: ústní.

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast studenta na přednáškách a cvičeních.

Zápočet lze opakovat.

angličtina

Poslední úprava: AR/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)

Knowledge according to syllabus.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

Historie a současnost mechaniky tekutin, hydrodynamiky; vlastnosti tekutin; koncept sil; hydrostatika a hydrostatická rovnováha.

Kinematika; Lagrangeův a Eulerův popis kontinua; proudnice a trajektorie; testovací objem; rovnice kontinuity; materiálová derivace.

Zákony zachování a metody symetrie v mechanice tekutin.

Pohybové rovnice proudění tekutin, měřítková analýza a uzavřený systém rovnic; počáteční a okrajové podmínky; newtonovská tekutina; vazkost; Navierova-Stokesova rovnice; dokonalá tekutina: Eulerova pohybová rovnice; nevířivé proudění a Bernoulliho rovnice; vířivá proudění a Kelvinův cirkulační teorém.

Geofyzikální hydrodynamika, rotující soustava souřadnic a Coriolisův efekt.

Vlny v tekutinách, lineární vlnová teorie, analýza stability a úvod do interakce s pozaďovým prouděním.

Energie proudění a přenos energie a hybnosti v tekutině.

Turbulence.

angličtina

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (02.09.2021)

History and state-of-the-science of the fluid mechanics; types of fluids, forces; hydrostatics and hydrostatic balance.

Fluid kinematics, Lagrangian and Eulerian description of the flow; streamlines and trajectories; continuity equation; material derivative.

Conservation laws and symmetry methods in fluid mechanics.

Closed set of equations; initial and boundary conditions; Newtonian fluid; viscosity; Navier-Stokes equations; ideal fluid; Euler equations; rotational and potential flow; Bernoulli equation and Kelvin’s circulation theorem.

Geophysical fluid dynamics; non-inertial frame and Coriolis effect.

Waves, linear wave theory, stability analysis and introduction to the wave-mean flow interaction theory.

Flow energy and transport and energy and momentum in the flow.

The turbulence.