Физика жидкости и газа

Основы механики сплошных сред
- Введение в механику жидкости и газа
- Основные понятия и определения
- Континуальная модель среды
- Лагранжев и эйлеров подходы к описанию движения
- Траектории, линии тока и поверхности тока
- Скорость деформации и тензор скоростей деформации
- Классификация движений жидкости
Кинематика жидкости
- Поле скоростей и его характеристики
- Теорема Стокса и теорема Кельвина
- Потенциальное течение и функция тока
- Комплексный потенциал скорости
- Конформные отображения в гидродинамике
- Особые точки потока
Основные уравнения гидродинамики
- Уравнение неразрывности
- Уравнения движения Эйлера
- Уравнения Навье-Стокса
- Граничные условия
- Начальные условия
- Интегралы движения жидкости
- Уравнение Бернулли и его применения
Гидростатика
- Основное уравнение гидростатики
- Распределение давления в покоящейся жидкости
- Сила давления на погруженные тела
- Центр давления
- Закон Архимеда
- Плавание тел
- Остойчивость плавающих тел
- Относительное равновесие жидкости
Потенциальные течения идеальной жидкости
- Условия существования потенциала скорости
- Уравнение Лапласа
- Простейшие потенциальные течения
- Источники и стоки
- Диполь и циркуляционное течение
- Обтекание цилиндра
- Парадокс Даламбера
- Теорема Жуковского о подъемной силе
Волновые движения
- Поверхностные волны на воде
- Линейная теория волн
- Дисперсионное соотношение
- Групповая и фазовая скорости
- Энергия и поток энергии волн
- Волны на глубокой и мелкой воде
- Стоячие волны
- Нелинейные волны
Вихревые течения
- Прямолинейный вихрь
- Система вихрей
- Взаимодействие вихрей
- Вихревая дорожка Кармана
- Образование и эволюция вихрей
- Турбулентность и вихри
Течения вязкой жидкости
- Напряжения в вязкой жидкости
- Закон трения Ньютона
- Течение Куэтта
- Течение Пуазейля
- Течение в трубах и каналах
- Пограничный слой
- Отрыв пограничного слоя
- Сопротивление при обтекании тел
Подобие и моделирование
- Теория подобия в гидродинамике
- Критерии подобия
- Число Рейнольдса
- Число Фруда
- Другие безразмерные параметры
- Моделирование гидродинамических процессов
- Автомодельные решения
- Размерный анализ
Устойчивость течений
- Понятие устойчивости
- Линейная теория устойчивости
- Устойчивость плоского течения Куэтта
- Устойчивость течения Пуазейля
- Неустойчивость Рэлея-Тейлора
- Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца
- Переход к турбулентности
- Субкритические переходы
Турбулентность
- Статистическое описание турбулентности
- Уравнения Рейнольдса
- Турбулентные напряжения
- Гипотеза Буссинеска
- Модели турбулентности
- Энергетический каскад Колмогорова
- Пристеночная турбулентность
- Свободная турбулентность
Конвекция
- Естественная конвекция
- Вынужденная конвекция
- Смешанная конвекция
- Конвекция Рэлея-Бенара
- Критическое число Рэлея
- Структуры в конвективных течениях
- Конвекция в атмосфере и океане
- Тепломассообмен при конвекции
Течения сжимаемой жидкости
- Основные уравнения газовой динамики
- Скорость звука
- Число Маха
- Изэнтропические течения
- Течение газа в соплах
- Скачки уплотнения
- Течения с теплоподводом
- Течения с трением
Сверхзвуковые течения
- Характеристики сверхзвуковых течений
- Волны разрежения
- Косые скачки уплотнения
- Обтекание клина
- Течение в сопле Лаваля
- Взаимодействие скачков
- Неустановившиеся сверхзвуковые течения
- Гиперзвуковые течения
Двухфазные течения
- Типы двухфазных течений
- Режимы течения газожидкостных смесей
- Гидродинамика пузырьковых течений
- Кавитация
- Кипение и конденсация
- Течения с твердыми частицами
- Модели двухфазных течений
- Неустойчивости в двухфазных течениях
Течения неньютоновских жидкостей
- Классификация неньютоновских жидкостей
- Вязкопластичные жидкости
- Псевдопластичные и дилатантные жидкости
- Вязкоупругие жидкости
- Течения с порогом текучести
- Эффекты памяти в полимерных растворах
- Особенности теплообмена
Магнитная гидродинамика
- Основы магнитной гидродинамики
- Уравнения МГД
- Магнитное число Рейнольдса
- МГД волны
- Пинч-эффект
- МГД течения в каналах
- Динамо-эффект
- Солнечный ветер и магнитосфера
Гидродинамические неустойчивости
- Классификация неустойчивостей
- Неустойчивость поверхности раздела
- Неустойчивость струй
- Неустойчивость следов за телами
- Акустические неустойчивости
- Термоакустические неустойчивости
- Развитие неустойчивостей
- Методы подавления неустойчивостей
Геофизическая гидродинамика
- Влияние вращения Земли
- Приближение мелкой воды
- Геострофический баланс
- Волны Россби
- Океанические течения
- Атмосферная циркуляция
- Приливы и приливные течения
Биогидродинамика
- Движение микроорганизмов
- Плавание при малых числах Рейнольдса
- Локомоция рыб и морских животных
- Полет птиц и насекомых
- Течения крови
- Респираторная система
- Гидродинамика растений
- Биомиметические приложения
Микрогидродинамика
- Течения в микроканалах
- Электрокинетические явления
- Электроосмос и электрофорез
- Эффекты поверхностного натяжения
- Течения Марангони
- Смачивание и растекание
- Капиллярные явления
- Микрофлюидика
Численные методы в гидродинамике
- Дискретизация уравнений гидродинамики
- Метод конечных разностей
- Метод конечных элементов
- Метод конечных объемов
- Граничные условия в численных методах
- Устойчивость численных схем
- Моделирование турбулентности
- Параллельные вычисления
Экспериментальная гидродинамика
- Методы измерения скорости
- Визуализация течений
- Измерение давления и напряжений
- Аэродинамические трубы
- Гидродинамические стенды
- Лазерная доплеровская анемометрия
- Particle Image Velocimetry
- Обработка экспериментальных данных
Прикладная гидроаэродинамика
- Аэродинамика летательных аппаратов
- Гидродинамика судов
- Течения в энергетических установках
- Гидравлические машины
- Течения в химических реакторах
- Вентиляция и кондиционирование
- Гидротранспорт
- Экологические аспекты течений