Читать онлайн «Лекции по физико-химической гидродинамике»

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В_Помоносова А. Г. Петров ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГИДРОДИНАМИКЕ Москва 2006 ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГИДРОДИНАМИКЕ А. Г. Петров 2006 Петров А. Г. Лекции по физико-химической гидродинамике. Книга представляет собой курс лекций, неоднократно читавшийся автором, для студентов третьего курса факультета наук о материалах МГУ им. М. В. Ломоносова. Рекомендована в качестве учебного пособия для студентов факультета наук о материалах МГУ им. М. В Ломоносова, а также других естественных факультетов и технических вузов. Пособие издано при поддержке Инновационного ценГра МГУ Рецензенты: Доктор физ. -мат. наук, проф. А. Н. Голубятников Доктор физ. -мат. наук, проф. В. Н. Кузнецов Издание осуществлено в авторской редакции Оглавление Предисловие 5 Часть первая Краткие сведения из механики сплошной среды 7 1 Тензорное исчисление 8 §1. 1 Тензорная алгебра 8 §1. 2 Тензорные поля 15 2 Пространственное напряженное состояние 23 3 Кинематика жидкой деформируемой среды 29 4 Уравнения движения жидких сплошных сред 33 §4. 1 Общие законы динамики сплошных сред 33 §4. 2 Модели несжимаемых жидких сред 37 Часть вторая Физико-химическая гидродинамика 43 1 Уравнения и модели 44 §1. 1 Уравнения движения жидких сплошных сред 44 §1. 2 Классические модели несжимаемых жидких сред 48 §1. 3 Уравнения движения вязкой и идеальной жидкостей 49 §1. 4 Теория подобия и размерности 55 2 Гидростатика 63 §2. 1 Равновесие жидкостей под действием силы тяжести 63 §2. 2 Равновесие жидкостей 65 3 4 ОГЛАВЛЕНИЕ 3 Идеальная несжимаемая жидкость 78 §3. 1 Общие свойства 78 §3. 2 Метод контрольных поверхностей 83 §3. 3 Потенциальные течения 84 §3. 3. 1 Уравнения 84 §3. 3. 2 Интегралы Бернуллн и Коши-Лагранжа 86 §3. 3. 3 Применение интеграла Бернулли 87 §3. 4 Движение сферических тел в жидкости 88 4 Движение вязкой жидкости 93 §4. 1 Общие свойства 93 §4. 2 Ползущие течения 98 §4. 3 Всплытие и осаждение частиц сферической формы 100 §4. 4 Установившиеся течения одного направления 102 §4. 5 Течение между двумя круговыми цилиндрами 105 §4. 6 Приближение тонкого слоя 106 §4. 7 Течение жидкости со свободной границей 109 5 Теплопередача в вязких жидкостях и газах 113 §5. 1 Общие законы 113 §5. 2 Уравнение притока тепла 113 §5. 3 Теплоперенос в жидкостях 115 §5. 4 Теплоперенос в газе 118 §5. 5 Тепловая диссипация газовых пузырьков 120 6 Конвективная диффузия в жидкостях и газах 124 §6. 1 Постановки задач о конвективной диффузии 124 §6. 2 Аналогия задач диффузии и теплопереноса 127 Предисловие Физико-химическая гидродинамика — это новая дисциплина, вошедшая в учебную программу факультета наук о материалах МГУ им. М. В. Ломоносова в 2002 году, читалась автором в течение 2002 - 2005 гг. Несмотря на большое количество прекрасных монографий, по гидродинамике [1-8], отсутствуют книги, по которым можно было бы прочитать краткий и, вместе с тем, содержательный курс, который требуется специалистам в области наук о материалах. Тем более нет книг, которые можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия.