هیدرودینامیک‌ پیشرفته

دوره‌های دانشگاهی
80 جلسه

سرفصل‌ها

این مجموعه با زمان 49 ساعت در قالب80 فیلم مجزا برای درس "هیدرودینامیک پیشرفته" تهیه شده که در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی معماری دریایی (کشتی سازی) ارایه می­شود. سیلابس این درس شباهتهای زیادی با  دروس مکانیک سیالات پیشرفته و هیدروآیرودینامیک در رشته مکانیک و هوافضا دارد. اهم مطالب این درس بصورت زیر است: بی بعدسازی و تشابه، لایه مرزی و تشریح جدایش جریان، معادلات ناویراستوکس، معادلات RANS، توابع دیواره و مشخصات آنها، مدلسازی جریان آشفته و مدلهای آشفتگی، معادلات حرکت و ضرایب هیدرودینامیک، جریان آشفته و مدلسازی جریان، محاسبه جرم افزوده، مفاهیم نگاشت و کاربرد نگاشت همدیس در محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی، محاسبه جرم افزوده کشتی، حرکات کشتی در امواج (دریامانی) و محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی، نیروها و ممانهای تحریک در اثر امواج و مختصری از مانور کشتی.

مدرس دوره
محمد مونسان

آقاي محمد مونسان، دارای مدرک کارشناسی رشته مهندسی کشتی سازي از دانشگاه صنعتی اميرکبير و کارشناسی ارشد مکانيک دريا از دانشگاه صنعتی شريف بوده و دکترای کشتی سازی خود را از دانشگاه ملی کشتی سازی اوکراين کسب کرده است. ايشان از سال 84 به عنوان عضو هيات علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر مشغول به تدريس دروس دريایی و طراحی کشتی بوده است. تخصص اصلی ايشان طراحی معماری و هيدرومکانيک کشتي‌­ها و غوطه­‌ور شونده‌­ها است.
کتابهاي زير از جمله تاليفات ايشان است: کتاب جامع مهندسي معماري دريايي، تحليل پايداري شناورها و اصول طراحي زيردريايي.

1

فصل اول هیدرودینامیک پیشرفته

80 جلسه    07:35 ساعت   
جلسه اول آشنايي با سيلابس تعريف شده و ماهيت درس
20:39 دقیقه
جلسه دوم سري تيلور، خواص توابع رياضي، عملگرهاي گراديان، ديورژانس، کرل
40:57 دقیقه
جلسه سوم قضيه انتقال رينولدز، قضاياي گرين، ديورژانس و استوکس، معادلات ديفرانسيل پاره اي و معمولي
50:20 دقیقه
جلسه چهارم حرکت المان و تغيير شکل المان، تغيير شکل خطي و زاويه اي، تانسور تنش و تانسور نرخ کرنشتعاريف مهم در ديناميک سيالات، مف
59:46 دقیقه
جلسه پنجم قانون بقاي جرم، معادله اويلر
42:57 دقیقه
جلسه ششم نيروي هيدرواستاتيک و شناوري
29:04 دقیقه
جلسه هفتم تقسيم بندي اجزاي مقاومت کشتي و ماهيت آنها، اجزاي بازدهي و توان، نمودار ارتباط مولفه هاي هيدروديناميکي
07:38 دقیقه
جلسه هشتم قضيه باکينگهام، مراحل استخراج گروه هاي بي بعد، کاربردهاي آنها، عدد رينولدز و فرود و اعداد بي بعد در هيدروديناميک
51:26 دقیقه
جلسه نهم تعميم نتايج مدل به کشتي واقعي، اعداد بي بعد در مقاومت هيدروديناميکي و پروانه
01:06 دقیقه
جلسه دهم مفهوم لايه مرزي، جريان آرام، انتقال و آشفته، ضرايب مقاومت و ضخامت لايه مرزي، صفحات زبر
04:44 دقیقه
جلسه یازدهم بکارگيري معادله مومنتوم در لايه مرزي آرام و آشفته
27:15 دقیقه
جلسه دوازدهم توزيع فشار در سيال ايده آل و آشفته اطراف يک استوانه، گراديان فشار مثبت و منفي، تاثير زبري سطح بر جدايي جريان
07:34 دقیقه
جلسه سیزدهم اثرات جدايش جريان بر ضريب مقاومت
33:58 دقیقه
جلسه چهاردهم حرکت المان و تغيير شکل المان، تغيير شکل خط و زاويه اي، تانسور تنش و تانسور نرخ کرنش
33:26 دقیقه
جلسه پانزدهم قانون ويسکوزينه استوکس، شکل تانسور تنش واجزاي آن، قانون دوم نيوتن و معادله مومنتوم روي جريان سيال، معادلات ناوير-
08:18 دقیقه
جلسه شانزدهم استخراج اويلر و برنولي معادلات ناوير- استوکس
27:20 دقیقه
جلسه هفدهم-تحليل برخي پديده هاي سيالاتي به کمک معادلات ناوير استوکس
40:37 دقیقه
جلسه هجدهم تحليل جريان بازگشتي بين دو صفحه موازي(جريان Couette)
30:10 دقیقه
جلسه نوزدهم مفهوم پايداري و ناپايداري در جريان، برخي جريانات مستعد ناپايداري، چگونگي تشکيل گردابه ها
52:51 دقیقه
جلسه بیستم مقياس کولموگروف در تخمين گردابه ها، ارتباط با گسسته سازي ميدان جريان، شدت آشفتگي
38:03 دقیقه
جلسه بیست و یکم مفهوم متوسط گيري زماني، قوانين رينولدز، معادله پيوستگي و مومنتوم در جريان آشفته با استفاده از قوانين رينولدز (R
44:35 دقیقه
جلسه بیست و دوم مفهوم Y+، تقسيم بندي اجزاي لايه مرزي مطابق Y+، محاسبه توابع ديواره و پروفيل سرعت تعادلي
06:18 دقیقه
جلسه بیست و سوم حالت کلي معادله توابع ديواره، قانون ريچارد، وابستگي توابع ديواره و مدلهاي آشفتگي، حد پايين و حد بالاي بکارگيري
50:01 دقیقه
جلسه بیست و چهارم مدل هاي آشفتگي و ارتباط آنها با تنش هاي رينولدز، روابط اساسي آشفتگي، مدل آشفتگي k-e
15:38 دقیقه
جلسه بیست و پنجم مدل آشفتگي k-w، SST و وجه تمايز و حيطه بکارگيري آنها، تنظيم تراکم مش در هر مدل
35:44 دقیقه
جلسه بیست و ششم تغييرات Y+ در نقاط مختلف طول شناور با توجه به تغييرات فشار و مدل آشفتگي انتخاب شده
00:07 دقیقه
جلسه بیست و هفتم ارتباط Y+ با عدد رينولدز، اثر مقياس کردن مدل بر تغييرات Y+، اطمينان از مناسب بودن Y+
36:18 دقیقه
جلسه بیست و هشتم نمايش چند فيلم در مورد کاربردهاي کنترل ومديريت لايه مرزي در طرح هاي مهندسي
26:31 دقیقه
جلسه بیست و نهم ضميمه: مروري بر چند مقاله در مورد مدلسازي به روش CFD
19:47 دقیقه
جلسه سی‌ام مروري بر معادلات حرکت در سيستم جرم و دمپر وفنر- مرور مفهوم ضرايب هيدروديناميکي ومشتقات هيدروديناميکي-مرور نحوه و فرا
17:40 دقیقه
جلسه سی و یکم تعريف دستگاه هاي مختصات متصل به جسم (متحرک) و ثابت- بررسي معادلات سرعت و شتاب يک جسم داراي حرکت دوراني و خطي از د
49:24 دقیقه
جلسه سی و دوم بررسي رابطه کلي نيروها و ممانهاي وارد بر يک جسم صلب- مرور و تطبيق شکلهاي مختلف معادلات حرکت حاکم بر شناورها در من
58:57 دقیقه
جلسه سی و سوم توضيحاتي در مورد روش محاسبه ضرايب هيدروديناميکي از انرژي جنبشي- محاسبه اندازه حرکت خطي و زاويه اي از انرژي جنبشي
55:44 دقیقه
جلسه سی و چهارم مروري بر نقش موج برخوردي، موج بازگشتي و موج انتشاري در معادلات حرکت در کشتي ها - فرمولهاي تخمين ممان اينرسي در
58:05 دقیقه
جلسه سی و پنجم ضميمه: مروري بر يک مرجع
03:46 دقیقه
جلسه سی و ششم مقدماتي از جريان پتانسيل و حيطه کاربرد آن- ارتباط معادله ناويراستوکس و اويلر و برنولي
05:08 دقیقه
جلسه سی و هفتم تشريح روابط تابع پتانسيل و تابع جريان براي جريان يکنواخت و چشمه و چاه و گردابه- مفهوم چرخش (سيرکولاسيون)
35:14 دقیقه
جلسه سی و هشتم ترکيب جريانات مختلف: ترکيب چشمه و چاه، دابلت، ترکيب چاه و گردابه، نيم پيکره رانکين و کاربرد آن براي تفسير و پيش
54:50 دقیقه
جلسه سی و نه‌ام جريان عبوري از يک گردابه - بي نهايت گردابه در يک رديف (ورق گردابه)- مدلسازي تحليلي بيضي رانکين و دايره و بيضي
47:05 دقیقه
جلسه چهل‌ام مدلسازي تحليلي يک استوانه چرخان- قضيه کوتا ژکووسکي - اثر مگنوس و سيستم ضد غلتش مگنوس- پارادوکس آلمبرت
39:16 دقیقه
جلسه چهل و یکم مقايسه نتايج تحليلي و تجربي- مدلسازي اثر ديواره به کمک آينه
15:44 دقیقه
جلسه چهل و دوم توزيع فشار و سرعت اطراف يک استوانه
28:22 دقیقه
جلسه چهل و سوم مدلسازي ايرفويل به کمک گردابه و جريان يکنواخت- محاسبه رابطه ضريب فشار در سطح فوقاني و تحتاني فويل- م
48:22 دقیقه
جلسه چهل و چهارم مرور مطالب
04:46 دقیقه
جلسه چهل و پنجم توابع مختلط- توابع تحليلي- قضيه کوشي ريمان- مباني نگاشت - کاربرد توابع مختلط در نگاشت جريانهاي پتانسيل
52:15 دقیقه
جلسه چهل و ششم جريان حول لبه هاي زاويه دار - جريان برخوردي به يک مانع - مدلسازي نقطه سکون و پيش بيني جريان
34:44 دقیقه
جلسه چهل و هفتم نگاشت همديس- نگاشت لوئيس- نگاشت لوئيس توسعه يافته- نگاشت همديس close fit
02:36 دقیقه
جلسه چهل و هشتم-مروري بر سرفصل عناوين دومقاله در زمينه نگاشت همديس- مقاله آقاي تحويلدارزاده و مقاله روماني
07:43 دقیقه
جلسه چهل و نهم آشنايي با ساختار و روشهاي مختلف محاسبه ضرايب هيدروديناميکي (تاساي- کيل-فرانک) و بيان کليات تفاوتها و حوزه کاربرد
58:14 دقیقه
جلسه پنجاهم مفهوم جرم افزوده - محاسبه جرم افزوده کره و استوانه در حرکت خطي
42:19 دقیقه
جلسه پنجاه و یکم استخراج رابطه اساسي جرم افزوده - قضيه گرين و کاربرد آن در تبديل انتگرال حجم به سطح - تقارن در ماتريس جرم افزود
12:27 دقیقه
جلسه پنجاه و دوم روش Sedov در محاسبه جرم افزوده بر اساس روش نگاشت- جرم افزوده اشکال هندسي معين (دايره، بيضي، داراي فين وبدون في
11:03 دقیقه
جلسه پنجاه و سوم استفاده از روش نگاشت همديس براي محاسبه تابع جريان و سپس محاسبه ضرايب جرم افزوده مقاطع دو بعدي کشتي- بکارگيري ر
56:56 دقیقه
جلسه پنجاه و چهارم جرم افزوده اجسام هندسي معين: بيضيگون، کره، ديسک دايره اي، ديسک بيضي
32:45 دقیقه
جلسه پنجاه و پنجم نحوه مدلسازي برجک با استفاده از روش نگاشت و محاسبه تابع پتانسيل آن و جاگذاري در رابطه اويلر براي بدست آوردن ن
22:22 دقیقه
جلسه پنجاه و ششم بيان مفهوم ميرايي خطي و غيرخطي - ميرايي غيرخطي در مبحث مقاومت موج سازي
20:45 دقیقه
جلسه پنجاه و هفتم ضميمه: مروري بر دو مقاله
07:37 دقیقه
جلسه پنجاه و هشتم ضميمه: مرور مطالب
02:11 دقیقه
جلسه پنجاه و نهم مروري بر مباحث مطرح شده در زمينه درياماني در درس مهندسي اقيانوس و درس ديناميک متحرکهاي دريايي
29:48 دقیقه
جلسه شصتم اثبات رابطه تابع پتانسيل موج، رابطه کوشي پواسون و رابطه پراکنش
53:06 دقیقه
جلسه شصت و یکم اثبات رابطه تابع پتانسيل موج انتشاري اطراف يک جسم متحرک (کشتي)، استخراج رابطه کلي جرم افزوده و ميرايي
00:05 دقیقه
جلسه شصت و دوم اثبات رابطه تابع پتانسيل موج برخوردي (فرود - کريلوف) و موج تفرق - نيروها و ممانهاي هيدرواستاتيک
27:27 دقیقه
جلسه شصت و سوم-تئوري نواري- روش لحاظ کردن سرعت پيشروي در تئوري نواري- محدوديتهاي روش تئوري نواري
34:58 دقیقه
جلسه شصت و چهارم محاسبه ضرايب هيدروديناميک دو بعدي حرکت هيو به روش تاساي
44:37 دقیقه
جلسه شصت و پنجم محاسبه ضرايب هيدروديناميک دو بعدي حرکت اسوي و رول و اثرات متقابل آنها به روش تاساي
29:44 دقیقه
جلسه شصت و ششم محاسبه ضرايب هيدروديناميک در فرکانسهاي خيلي بالا وخيلي پايين- محاسبه ضرايب هيدروديناميکي حرکت سرج- مقايسه نتايج
20:23 دقیقه
جلسه شصت و هفتم اثرات لزجت ومقاومت روي ميرايي حرکت سرج- معادلات حرکت رول و نقش لزجت در اين معادلات و ميرايي رول- فرمولهاي تجربي
43:24 دقیقه
جلسه شصت و هشتم محاسبات روش Ikeda در محاسبه ميرايي حرکت رول (شامل اثرات لزجت)
21:36 دقیقه
تشريح روش تئوري نواري معمولي- تئوري نواري اصلاح شده- محاسبه ضرايب هيدروديناميکي سه بعدي حرکت سرج
33:07 دقیقه
جلسه هفتادم محاسبه ضرايب هيدروديناميکي سه بعدي حرکات اسوي، هيو، رول، پيچ و ياو با دو روش تئوري نواري معمولي و تئوري نواري اصلاح
38:40 دقیقه
جلسه هفتاد و یکم مقدمات نحوه محاسبه نيروها و ممانهاي تحريک- محاسبه نيروي تحريک حرکت سرج شامل نيروي فرود کريلوف
46:57 دقیقه
جلسه هفتاد و دوم محاسبه نيروها و ممان هاي تحريک حرکات اسوي، هيو، رول، پيچ و ياو
24:14 دقیقه
جلسه هفتاد و سوم جمع بندي از محاسبه دامنه حرکات (پاسخ) کشتي، نحوه استخراج طيف پاسخ کشتي از طيف موج و مقادير تابع انتقال (RAO)-
44:24 دقیقه
جلسه هفتاد و چهارم نيروي وارد بر اجسام مغروق باريک و ضخيم (سازه هاي استوانه اي - سکوهاي فراساحل)- عدد کوليگان کارپنتر- تقسيم بن
39:11 دقیقه
جلسه هفتاد و پنجم مروري بر دو مقاله مرجع
06:19 دقیقه
جلسه هفتاد و ششم تعريف قابليتهاي مانور کشتي- مهمترين پارامترهاي موثر بر مانور کشتي - تعريف دستگا هاي مختصات- معادله حرکات درصفح
32:55 دقیقه
جلسه هفتاد و هفتم ساده سازي معادلات حرکت ومانور کشتي- نحوه محاسبه ضرايب هيدروديناميک براي معادلات مانور
52:46 دقیقه
جلسه هفتاد و هشتم ضميمه بخش مانور: مروري بر معادلات حرکت و مانور زيردريايي براي 6 درجه آزادي وتوصيف اجزاي آن
38:07 دقیقه
جلسه هفتاد و نهم مروري بر انواع کشتي هاي تجاري و نظامي- مروري بر مفاهيم هيدرواستاتيک، بالانسينگ و پايداري
38:08 دقیقه
جلسه هشتادم جمع بندي کليات درس هيدروديناميک پيشرفته
05:53 دقیقه