Лектор: к.ф.-м.н., ассистент Плаксина Юлия Юрьевна

Код курса:                         

Статус:          обязательный

Аудитория:    специальный

Специализация:  Физика
                 молекулярных процессов

Семестр:        1

Трудоёмкость: 2 з.е.

Лекций:          24 часа

Практ. занятий: 12 часов

Отчётность:      экзамен

Начальные          М-ПК-1,
компетенции:      М-ПК-6                  

 Приобретаемые    М-ПК-2, компетенции:        М-ПК-3               

Аннотация курса

Рассматриваются процессы тепло- и массообмена за счет конвективного переноса как в классических системах с неоднородным распределением температуры, так и в системах с неравновесным запасом энергии во внутренних степенях свободы. Накачка энергии во внутренние степени свободы, релаксационные процессы сильно изменяют условия конвективного обмена. Рассматривается как приближенный инженерный подход, так и точная гидродинамическая задача.

Приобретаемые знания и умения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен освоить основные элементы базовой теории конвекции – уметь оценивать роль конвекции с помощью расчета критических чисел, знать основные механизмы конвекции и факторы, влияющие на конвективный перенос.

Образовательные технологии

Курс имеет электронную версию для презентации. Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП

Курс читается в логической взаимосвязи со специальными дисциплинами: «Физика газового разряда», «Физика горения и взрыва», «Экспериментальные методы»

Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего

Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа.

Основные учебные пособия, обеспечивающие курс

  1. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. конвективная утойчивость несжимаеой жидкости.М.Наука, 1972.
  2. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.А. Устойчивость конвективных течений. М.Наука,1989.
  3. Гетлинг А.В. Конвекция Рэлея-Бенара, М.:Эдиториал УРСС, 1999.
  4. Кошкин В.К., Калинин Э.К.,Дрейцер Г.А., ЯрхоС.А. Нестационарный теплообменюМ. Машиностроение, 1973.

Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс

  1. Осипов А.И., Уваров А.В. Неравновесный газ: проблема устойчивости. //Успехи физических наук, 1996, т.166, №6, с.639-650.
  2.  

Основные научные статьи, обеспечивающие курс

1.Винниченко Н.А., Уваров А.В. Модернизация приближения Обербека- Буссинеска для решения нестационарных задач в замкнутой полости.//Вестник Моск. Ун-та.сер.3 физ. Астрон, 2010, №6, с.21-25.

2. Osipov A.I., Uvarov A.V. , Roschina N.A. Influence of natursl convection on the parameters of thermal explosion in the horizontal cylinder//Int.J.Heat Mass Transfer, 2007, v.50, issue25-26, p.5226-5231

3.Roschina N.A., Uvarov A.V., Osipov A.I. Natral convection in an annulus between coaxial horizontal cylinders with internal heat generation//Int.J.Heat Mass Transfer, 2006, v.3, N1-2, p.40-47.

Программное обеспечение и ресурсы в интернете

molphys.phys.msu.ru

Контроль успеваемости

Промежуточная аттестация проводится на 6 и 14 неделе в форме контрольных работ с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса.

Текущая аттестация проводится раз в две недели. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях.

Фонды оценочных средств

Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; вопросы и задачи для контрольных работ; вопросы к экзамену; тесты и компьютерные тестирующие программы; темы докладов и рефератов.

 Структура и содержание дисциплины

Раздел

Неделя

Естественная и вынужденная конвекция. Система гидродинамических уравнений для описания конвекции. Приближение Обербека-Буссинеска.

1

Задача Рэлея. Число Рэлея. Число Грасгофа. Проблема конвективной устойчивости

2-3

Конвективные течения в воде. Особенности теплофизических свойств воды.

Проникающая конвекция.

4

Сравнение интенсивности гидродинамического и молекулярного переноса. Число Нуссельта. Зависимость числа Нуссельта от чисел Рэлея и Рейнольдса для различных конфигураций конвективного потока.

5-6

Проблема математического моделирования конвективного переноса. Методы.

7-10

Объемное энерговыделение. Влияние немонотонного профиля и зависимости скорости энерговыделения от температуры.

11

Конвекция на границе раздела сред. Конвекция в системе вода-воздух.

12-13

Конвективные процессы в геофизических задачах

14

Конвекция в плазме газовых разрядов.

15