Программа курса Газодинамика
(для студентов 4 курса)
Вывод замкнутой системы уравнений, описывающих движение газа
1. Модель сплошной среды. Тензор деформации. Тензор собственно деформации. Главные оси деформации. Субстанциональный и локальный способы описания движения среды. Тензор скорости деформации
2. Теорема переноса. Вывод уравнения неразрывности
3. Интегральная форма уравнений движения сплошной среды. Силы массовые и поверхностные. Тензор напряжений
4. Определяющее уравнение для тензора напряжений в случае изотропной сплошной среды. Коэффициент объемного расширения, коэффициент внутреннего трения, коэффициент объемной вязкости
5. Вывод уравнений Навье-Стокса в случае переменных коэффициентов вязкости. Уравнения движения идеального газа-уравнения Эйлера
6. Изменение кинетической энергии макроскопического движения сплошной среды. Необратимость движения вязкой среды. Диссипация механической энергии
7. Изменение полной энергии сплошной среды. Вывод уравнения для внутренней энергии сплошной среды
8. Вывод уравнения для удельной энтропии
9. Уравнение состояния, внутренняя энергия и удельные теплоемкости совершенного газа
Распространение волн бесконечно малой амплитуды в газообразной среде
1. Распространение волн бесконечно малой амплитуды в идеальном газе. Линеаризация уравнений Эйлера. Уравнение для изменения давления в неоднородной среде. Распространение линейных звуковых волн в однородной среде
2. Распространение плоских монохроматических звуковых волн в однородном идеальном газе в линейном приближении. Распространение плоских монохроматических волн в вязком теплопроводном газе
Распространение волн конечной амплитуды в газообразной среде
1. Распространение волн конечной амплитуды в идеальном газе. Простые волны Римана в баротропном случае
2. Простые волны Римана в небаротропном случае. Скорость распространения простой волны. Искажение простой волны при распространении
3. Распространение волн конечной амплитуды в вязком теплопроводном газе. Квазипростые волны в вязком газе. Уравнение Бюргерса. Стационарные волны. Общее решение уравнения Бюргерса. Асимптотическое решение уравнения Бюргерса
Ударные волны в идеальном газе
1. Понятие разрывного решения системы дифференциальных уравнений идеального газа. Уравнения движения сплошной среды в интегральной форме
2. Выводы соотношений на разрыве. Исследование соотношений на разрыве. Соотношение Гюгонио
3. Основные свойства ударных переходов. Изменение энтропии при ударных переходах
4. Соотношение на разрыве для совершенного газа. Предельные соотношения для сильных ударных волн
5. Однозначность разрывных решений системы дифференциальных уравнений идеального газа и возрастание энтропии при переходе через ударный фронт
Задача о сильном взрыве в однородной атмосфере
1. Основные положения теории размерности. Теорема Ваши-Букингема (II теорема)
2. Физическая постановка задачи о взрыве в однородной атмосфере. Постановка задачи о взрыве без противодавления (о сильном взрыве). Автомодельные решения
3. Определение скорости распространения фронта ударной волны
4. Исследование дифференциальных уравнений для автомодельных решений. Интеграл Седова. Качественное исследование решения

Литература
1. Дж. Серрин. Математические основы классической механики жидкости. 1963 г.
2. Прагер. Введение в механику сплошных сред. 1963 г.
3. Дж. Уизем. Линейные и нелинейные волны. 1977 г.
4. Нелинейные волны. Спец. выпуск, "Радиофизика", Изв.ВУЗов, т.19, 5, 6, 1976 г.
5. Карпман В.И. Нелинейные волны в диспергирующих средах. 1973 г.
6. Гельфанд. Некоторые задачи теории квазилинейных уравнений. УМН, 1959 г., т.XIV, вып. 2, стр. 87
7. Б.Л.Рождественский, Н.Н. Яненко. Системы квазилинейных уравнений и их приложения к газовой динамике. 1968 г.
8. Бриджмен. Теория размерности
9. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. 1972 г.
10. Олейник О.А. Разрывные решения нелинейных дифференциальных уравнений. "Успехи мат. наук", 1957 г., т. 12, N 3 /75/, с. 3-73.

Составитель программы и лектор - доцент М.П.Базарова