Скачать 152.39 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Магнитоплазменная аэродинамика
Москва - 2011 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целями дисциплины являются: Получение студентами систематизированных знаний в области магнитоплазменной аэродинамике (МПА), использовании плазменных технологий в авиации. Основными составляющими МПА являются физика газового электрического разряда в высокоскоростном воздушном потоке, стимулированное горение воздушно-топливных смесей в высокоскоростном воздушном потоке, управление воздушным потоком вблизи летящих тел с помощью внешних электромагнитных полей. Освоение студентами как теоретических основ физики газового разряда, основ газовой динамики с энергоподводом, МГД методов управления потоком и преобразованием энергии высокоскоростного плазменного потока, так и приобретение практических навыков планирования плазмоаэродинамического эксперимента на аэродинамических трубах, использования современной диагностической техники для измерения параметров плазменных образований, газовых потоков, аэродинамических характеристик обтекаемых тел. Знакомство с современными методами и системами автоматизированного сбора и обработки экспериментальных данных, овладение студентами компьютерными программами выполнения МПА эксперимента. Освоение инженерных основ расчета высоковольтных источников питания для плазмогенераторов и плазменных актуаторов, систем синхронизации работы импульсно-периодических ВЧ генераторов и диагностической аппаратуры, основ проектирования отрицательных обратных связей для гашения неустойчивостей в плазменных образованиях и высокоскоростном газовом потоке, основ конструирования плазмохимических реакторов. В процессе выполнения лабораторных работ и посещения научных лабораторий ОИВТ РАН студенты должны познакомиться с современными плазменными и газодинамическими установками, различными типами генераторов плазмы, высоковольтными источниками питания, овладеть современными диагностическими методами измерения параметров высокоскоростных газо-плазменных потоков. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла М.2 программы подготовки магистров «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез» направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика». Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Физика плазмы», «Элементарные процессы в плазме». Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении программы магистерской подготовки «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез». 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины студенты должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Основные этапы развития и становления МПА. Ключевые эксперименты в МПА Введение в магнитоплазменную аэродинамику (МПА). Роль и место МПА в современной науке и технике. Основные этапы развития и становления МПА. Ключевые эксперименты в МПА. Актуальность МПА. Возможные приложения результатов исследований в области МПА в современных технологиях. 2. Ударные и звуковые волны в однородной слабоионизованной неравновесной плазме Ударные и звуковые волны в слабоионизованной неравновесной плазме (СНП). Дисперсия звуковых волн в однородной СНП молекулярных и атомарных газов. Ускорение ударных волн (УВ) в однородной СНП. Размытие фронта УВ в СНП. 3. Звуковые и УВ в неоднородной СНП Звуковые и УВ в неоднородной СНП. УВ в кластерной плазме. Отражение УВ от стенки в СНП. 4. Электрический разряд в высокоскоростном газовом потоке. ВЧ и СВЧ разрядов в высокоскоростном газовом потоке Электрический разряд в высокоскоростном газовом потоке. Характеристики и параметры разряда постоянного тока в газовом потоке. Особенности формирования и горения ВЧ и СВЧ разрядов в высокоскоростном газовом потоке. Особенности формирования и горения электрического разряда вблизи аэродинамической модели в газовом потоке. Отклонение от квазинейтральности и его влияние на характеристики взаимодействия потока с электрическим разрядом. 5. Сверхзвуковое обтекание тел с локальными зонами энергоподвода Сверхзвуковое обтекание тел с локальными зонами энергоподвода. Физические принципы генерации устойчивых локальных плазменных зон перед летательным аппаратом. Пристеночные эффекты. 6. Сверхкритический и докритический режимы энергоподвода в газовом потоке Характеристики локальных зон энергоподвода в высокоскоростном воздушном потоке. Сверхкритический и докритический режимы энергоподвода в газовом потоке. Ключевые плазмоаэродинамические и плазмобаллистические эксперименты. 7. Численное моделирование обтекания тел с локальными зонами энергоподвода Численное моделирование обтекания тел с локальными зонами энергоподвода. Физические принципы МГД и ЭГД преобразования энергии потока. МГД методы управления обтеканием тел. Основные теоретические модели и подходы, используемые в численном моделировании плазмоаэродинамических экспериментов. Сравнение эксперимента и расчета. 4.2.2. Практические занятия №1. Определение колебательной и поступательной температур в плазме импульсного разряда в высокоскоростном потоке из анализа относительного распределения возбужденных молекул азота. № 2. Измерение распределения плотности газового потока методом скоростной оптической интерферометрии №3. Измерение распределения скорости потока вблизи обтекаемого тела методом PIV. 4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены. 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовые проекты учебным планом не предусмотрены. 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество иллюстративного и информационного материалов. Практические занятия предусматривают ознакомление с современной диагностической аппаратурой измерения параметров плазмы, электрического разряда и высокоскоростного газового потока. Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, заслушивание кратких научных сообщений, подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата, защита курсового проекта (работы). Аттестация по дисциплине – зачет. Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за реферат + 0,4оценка на зачете. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) Основная литература: 1. Ю.П. Райзер Физика газового разряда, М.., Наука, 2009, C.734 2. Г.Н.Абрамович Прикладная газовая динамика. Т.Т.1,2. М.: Наука, 1991. 3. В.Е. Фортов, А. Г. Храпак, И.Т. Якубов Физика неидеальной плазмы, М.: Физматлит, 2004, с.527. 4. Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер Физика ударных волн и высокотемпературных газодинамических явлений, М.: Физматгиз, 2008, С.654 5. Сэттон Д., Шермен А. Основы технической магнитной газодинамики, М.: Мир, Наука, 1968, с. 325 б) Дополнительная литература:
7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: 1. NIST Atomic Spectra Database Lines Data (http://physics.nist.gov/ cgi-bin/ AtData/main_asd). 2. Пакеты программ обработки молекулярных спектров LIFBASE и SPECAIR. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов. Для выполнения практических работ необходимо лабораторное оборудование в составе: аэродинамическая труба, оптическая диагностика (спектрограф, ИК –спектрометр, интерферометр, теневой прибор и др.), СВЧ- интерферометр, коммутатор для измерения поля давления в потоке, PIV- система, плазмогенератор и ВЧ источник питания, аэродинамическая модель (крыло, цилиндр и др.) и персональный компьютер для программного управления сбором и обработки информации. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и магистерской программы «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ: д.ф.-м.н. Битюрин В.А. д.ф.-м.н. Климов А.И. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой ОФиЯС д.т.н., профессор Комов А.Т. |
Московский энергетический институт (технический университет) институт... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение основ современной энергетики и ее связи с экологией | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М. 2 основной образовательной программы подготовки магистров «Физико-технические... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Принципы эффективного управления технологическими процессами в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологиях” | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение современных информационных и сетевых технологий используемых в ядерной энергетике | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Ознакомить студентов с основными законами термодинамики как науки о превращении энергии в теплоту и работу | Московский энергетический институт (технический университет) институт... ... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение методов интенсификации теплообмена для написания реферата по выбранной теме | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Профили подготовки: Тепловые электрические станции; Технология воды и топлива на тэс и аэс; Автоматизация технологических процессов... |