Cilji in kompetence
Cilji:
• Poznati in razumeti poenoten okvir in teorijo mehanike trdnin in tekočin.
• Poznati in razumeti splošne principe, ki se uporabljajo pri naprednem teoretičnem in numeričnem delu v nelinearni mehaniki.
• razumevanje naprednih teoretičnih osnov mehanike tekočin
• analiziranje toka tekočin v inženirskih sistemih in okolju
• vrednotenje načina toka tekočin v inženirskih sistemih in okolju
• vrednotenje delovanja inženirskih naprav v luči tokovnih pojavov
Kompetence:
• Sposobnost kombiniranja predhodno pridobljenih osnovnih znanj in spretnosti iz matematike in mehanike z novim pridobljenim znanjem za uspešno modeliranje zahtevnejših nalog nelinearne mehanike.
Vsebina
• Uvod v indeksni zapis, tenzorsko algebro in tenzorsko analizo.
• Kinematika: telesa in konfiguracije. Opis deformacije in gibanja. Lagrangev in Eulerjev zapis kontinuuma. Materialni in prostorski odvodi. Deformacijski gradient. Tenzorji deformacij in tenzorji specifičnih deformacij. Polarna dekompozicija (tenzorja raztezka in zasuka). Hitrosti deformacij (tenzorja raztezanja in vrtenja).
• Kinetika: Koncept napetosti. Nominalni napetostni tenzor, Piola-Kirchoffova napetostna tenzorja, Jaumannov napetostni tenzor. Energetska konjugiranost deformacijskih in napetostnih tenzorjev.
• Mehanika idealnih tekočin, Eulerjeva enačba v mehaniki tekočin, Navier-Stokesove enačbe, Teorija mejne plasti, Turbulentni tok
Metode poučevanja in učenja
• predavanja
• avditorne vaje
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
Po zaključku tega predmeta bo študent sposoben
• Izkazati znanje in razumevanje osnovnih principov in naprednih konceptov mehanike kontinuuma
• Uporabiti pridobljeno znanje in reševati težje inženirske probleme s področja nelinearne mehanike kontinuuma
• Analizirati in ovrednotiti dobljene rezultate, njihovo natančnost in kvaliteto uporabljenega mehanskega modela
• Razumeli mehanizme tokovnih pojavov;
• Znali analizirati inženirski ali okoljski sistem z vidika mehanike tekočin
• Znali vrednotiti tok tekočin v inženirskih napravah
• Znali sintetizirati rešitve inženirskih in okoljskih problemov na področju mehanike tekočin.
• Razumeli soodvisnosti različnih znanj in postopkov ter pomena uporabe strokovne literature in računalniških sistemov za učinkovito reševanje inženirskih problemov povezanih z mehaniko.
Predvideni študijski rezultati - Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi
• Spretnost pisnega komuniciranja (skiciranje in kratke razlage pri izpitih)
• Uporaba informacijske tehnologije (razvoj računalniške kode ter uporaba ustreznih programskih orodij)
• Spretnost računanja (reševanje računskih nalog pri vajah in izpitih)
Temeljni literatura in viri
Temeljna:
• G. A. Holzapfel: Nonlinear Solid Mechanics – A Continuum Approach for Engineering, John Wiley & Sons, New York, 2000.
• LECTURES IN ELEMENTARY, FLUID DYNAMICS: Physics, Mathematics and Applications, J. M. McDonough, Departments of Mechanical Engineering and Mathematics, University of Kentucky, Lexington, KY 40506-0503 , 2009
Priporočena
• R. M. Temam, A. M. Miranville: Mathematical Modeling in Continuum Mechanics, Cambridge University Press, 2005.
• B. Štok: Mehanika deformabilnih teles : zbirka rešenih problemov, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 1988.
• Frank M. White: Fluid Mechnics, McGraw-Hill, 2016
• L. Škerget: Mehanika tekočin, Univerza v Mariboru, 1994
Stephen B. Pope: Turbulent flows, Cambridge, 2000
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
Osnovno znanje matematike, fizike ter mehanike trdnin in tekočin.
Pogoj za pristop k teoretičnem delu izpita : vsaj z oceno 50% opravljen praktični del izpita
Podrobnosti o izvedbi in ocenjevanju • praktični izpit (pisni) 50%
• teoretični izpit (pisni) 50%
Praktični del izpita se lahko v celoti nadomesti z uspešno opravljenimi testi iz vaj (2 testa).
Za pozitivno oceno je na obeh delih izpita (praktičnem in teoretičnem) potrebno doseči oceno vsaj 50%.
