Hydraulika koryt otwartych - Wydział Budownictwa i Inżynierii
Transkrypt
Hydraulika koryt otwartych - Wydział Budownictwa i Inżynierii
Grupa przedmiotów: Rok akademicki: Numer katalogowy: Nazwa przedmiotu1): HYDRAULIKA KORYT OTWARTYCH Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3): OPEN CHANNEL HYDRAULICS 4) ECTS 3 Inżynieria środowiska Kierunek studiów : 5) Koordynator przedmiotu : Prof. dr hab. inż. Janusz Kubrak Prowadzący zajęcia6): Prof. dr hab. inż. J. Kubrak, dr inż. E. Kubrak, 7) Jednostka realizująca : Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Inżynierii Wodnej, Zakład Hydrauliki Wydział, dla którego przedmiot jest realizowany8): Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska 9) Status przedmiotu : a) przedmiot specjalizacyjny b) stopień pierwszy rok 3 Cykl dydaktyczny10): Semestr letni Jęz. wykładowy11): polski Założenia i cele przedmiotu12): Zaznajomienie studentów z tematyką form przepływu w korytach, opisu i obliczeń parametrów ustalonego i nieustalonego przepływu. Podane zostaną przykłady programów obliczeniowych wykorzystywanych do obliczeń hydraulicznych w korytach otwartych. 13) Formy dydaktyczne, liczba godzin : Metody dydaktyczne14): Pełny opis przedmiotu15): c) stacjonarne a) Wykłady……….…………………………………………………; liczba godzin 15; b) Ćwiczenia audytoryjne…………………………………………; liczba godzin 15; Analiza, opis, rozwiązywanie problemu, dyskusja, konsultacje Tematyka wykładów: Klasyfikacja koryt i przepływów w korytach otwartych. Równania przepływu cieczy nieściśliwej, zachowania pędu, i zachowania masy. Uproszczone formy równań przepływu w korytach otwartych. Przykłady rozwiązań równań ruchu dla jednowymiarowego ustalonego wolno- zmiennego przepływu. Obliczanie rzędnej zwierciadła wody w przekroju koryta naturalnego przy zadanym przepływie. Obliczanie parametrów ruchu krytycznego w naturalnym korycie. Obliczanie układu krzywej depresji i spiętrzenia w ruchu pod- i nadkrytycznym. Wybrane problemy całkowania numerycznego przepływu w korytach otwartych. Klasyfikacja równań cząstkowych, poprawne formułowanie problemu rozwiązania równań różniczkowych cząstkowych. Metoda różnic skończonych, zbieżność, zgodność, stabilność, błąd dyssypacji i dyspersji. Numeryczne rozwiązania równań Saint Venanta niejawnym czteropunktowym schematem różnicowym. Problemy prognozy i sterowania (odwrotne rozwiązanie równania równań Saint Venanta). Przykłady zastosowań jednowymiarowych rozwiązań równań Saint Venanta. Rozwiązania ruchu nieustalonego wolnozmiennego w korycie - propagacja fal wezbraniowych w korycie i dolinie, rozwiązania ruchu nieustalonego szybkozmiennego w korycie - propagacja fali obniżenia w zbiorniku i spiętrzenia w korycie. Tematyka ćwiczeń: Obliczanie parametrów geometrycznych i hydraulicznych naturalnego przekroju koryta. Obliczanie układu zwierciadła wody w korycie w ruchu ustalonym pod- i nadkrytycznym. Rozwiązanie równań ruchu krytycznego i ustalonego jednostajnego w naturalnym korycie metodą Newtona. Opracowanie algorytmu rozwiązania jednowymiarowych równań wolnozmiennego nieustalonego przepływu jawną metodą różnic skończonych dla zadań prognozy ruchu fal spiętrzenia i obniżenia. Analiza i dyskusja wyników przykładowych obliczeń udostępnionym programem. Wyznaczenie granic stosowalności jawnej metody różnic skończonych. Analiza własnych wyników obliczeń na tle wyników uzyskanych z obliczeń dostępnymi programami obliczeniowymi. Wymagania formalne (przedmioty wprowadzające)16): Matematyka, fizyka, mechanika płynów Założenia wstępne17): Efekty kształcenia18): 01 – zna prawa rządzące stanem płynięcia cieczy w korytach otwartych 02 – potrafi rachunkowo wyrazić parametry przepływu w korytach 03 – umie analizować parametry przepływu w korytach w celu wyboru optymalnych rozwiązań zadań inżynierskich Sposób weryfikacji efektów kształcenia19): Sprawozdanie z ćwiczeń Forma dokumentacji osiągniętych efektów Sprawozdania z ćwiczeń kształcenia 20): Elementy i wagi mające wpływ na ocenę Sprawozdania, aktywność na zajęciach końcową21): Miejsce realizacji zajęć22): Sala dydaktyczna, laboratorium hydrauliczne Literatura podstawowa i uzupełniająca23): 1. Mitosek M., 2007: Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa. 2. Kubrak E., Kubrak J., 2010: Podstawy obliczeń z mechaniki płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. 3. Szymkiewicz R., 1998: Modelowanie matematyczne przepływów w korytach otwartych. Wydawnictwo Arkady. UWAGI24): Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot25) : Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2: Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich: Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne, projektowe, itp.: Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 75 h 1 ECTS 1 ECTS 26) Wymienione w wierszu efekty kształcenia: Nr /symbol efektu 01 Zna prawa rządzące stanem płynięcia w korytach otwartych, 02 Potrafi rachunkowo wyrazić parametry przepływu w korytach 03 Umie analizować parametry przepływu w korytach w celu wyboru optymalnych rozwiązań zadań inżynierskich Odniesienie do efektów dla programu kształcenia na kierunku K_W01, K_W12, K_U08, K_U10, K_K02, K_K07 K_W01, K_W12, K_U08, K_U10, K_K02, K_K07 K_W01, K_W12, K_U08, K_U10, K_K02, K_K07