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量纲分析  111M4012H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:谈庆明
课程编号: 111M4012H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:谈庆明
英文名称: Dimensional Analysis

教学目的、要求

普通物理,数学物理方程。(如果以前没有学过数学物理方程,建议同时选修“数学物理方程引论”)

预修课程

教学目的、要求:掌握量纲分析的基本概念,分析问题的基本步骤和要领,能够运用量纲分析解决一些简单的物理问题,为研究生修完基础课回所做学位论文研究工作做好准备。

教 材

Qing-Ming Tan, Dimensional Analysis, Springer, 2011

主要内容

本课程包含十章内容,分18次讲完,每次3学时,每次内容平均讲1.8章。最后两次课是总结复习和开卷考试。
以下列出课程的章节目录:
第一章. 引言
  1. 量纲分析是通用有力的方法
2. 讲授方式和参考书
3. 释题
4. 量纲和单位
5. 单摆例
第二章. 基本原理
1. 量纲的幂次表达
2. П定理
3. 模型律或相似律
4. 运用时的注意事项
第三章. 流体力学问题
  1. 典型流动(惯性、粘性、可压缩性、重力等效应)
2. 讲授方式和参考书
3. 流体力学常用参数
4. 其他相似参数
5. 流动分类
第四章. 固体力学问题(惯性、弹性、弹塑性、稳定性、断裂、重力等效应)
  1. 弹性静力学问题
2. 弹性体的振动与波动
3. 弹塑性体的应力分析
4. 断裂
第五章. 固体的热传导和热应力
  1. 时间尺度不同的机械扰动和热扰动
2. 固体的热传导
3. 热弹性本构
4. 热应力
第六章. 流固耦合问题
  1. 水击
2. 润滑
3. 顫振
4. 热交换器的气激振动
第七章. 流体弹塑性体模型
  1. 模型的重要应用  特征无量纲数——破坏数
2. 模型三假设
3. 模型和材料参数
第八章. 爆炸相似律
  1. 爆炸波(包括点源强爆炸——经典案例)
2. 爆炸加工
3. 爆破
4. 激光辐照下金属强韧化
第九章. 冲击相似律
  1. 终点弹道学
2. 超高速冲击
3. 射流和薄板的动力学扩张断裂
4. 煤与瓦斯突出
第十章. 数学模拟规整化
  1. 代数方程规整化
2. 常微分方程规整化
3. 偏微分方程规整化(包括边界层理论——经典案例)
   总结

教学手段与方法:以课堂讲授为主,配合课堂练习和讨论以及课下作业。

考核方式:开卷考试。

参考文献

1. Седов, Л. И., Метод Подобия и Размерности в Механике, Наука, Москва, 1965.
2. Lin, C. C. & Segel, L. A., Mathematics Applied to Deterministic Problems in Natural Sciences, Macmillan Publ. Co. Inc., N. Y., 1974. 



授课时间: 星期四, 第1、2、3节
授课地点: 教1-214
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21

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