Mechanika kontinua (NMMO 401)

Internetové stránky předmětu Mechanika kontinua (NMMO 401), zimní semestr 2014/2015.

Úvod

Kontakt

Pokud něco potřebujete, promluvte si se mnou na cvičení nebo mi napiště email (prusv@karlin.mff.cuni.cz).

Rozvrh

Přednáška a cvičení jsou rozvrženy dle SIS.

Konzultace

K pravidelným konzultacím jsem vám k dispozici vždy po úterní přednášce (to jest po 12:20). Případně se můžeme domluvit na individuální konzultaci.

Kdykoliv budete mít pocit, že něčemu nerozumíte, ozvěte se. Přednáška a cvičení jsou určené především k tomu, aby se na nich objasnily případné problémy. Chybami se člověk učí! (Vězte, že občas na cvičeních také něco spletu—v tom případě neváhejte a upozorněte mě!) Konzultace je přiozenou součástí výuky.

Chci zápočet, co pro to mám udělat?

K získání zápočtu je potřeba splnit následující podmínky:

O zmíněných požadavcích jsem ochoten diskutovat (pokud jste opravdu dobří studenti a myslíte si, že by vás cvičení k smrti nudilo, lze se kupříkladu dohodnout na tom, že by pro vás neplatil požadavek na povinou docházku na cvičení), ale jen na začátku semestru. Pokud příjdete v zápočtovém týdnu a bude vyžadovat nějaké nestandardní zacházení (odpuštění povinné docházky na cvičení), nebudu se s vámi vůbec bavit a zápočet nedostanete. (Mimořádné situace jako nemoc jsou samozřejmě výjimkou.) Znovu opakuji: jsem ochoten najít oboustranně přijatelné řešení jakéhokoliv problému, ale odmítám řešit věci na poslední chvíli—v případě jakýchkoliv potíží se okamžitě ozvěte.

Domácí úkoly

Domácí úkoly je nutné odevzdat písemně (případně poslat naskenované emailem) v určeném termínu.

Další příklady

Vaše dovednosti můžete trénovat řešením problémů z tradiční sady příkladů.

Literatura

Úvodní partie přednášky jsou svým pojetím blízké výkladu v knize Gurtin, M. E.; Fried, E.; Anand, L.: The mechanics and thermodynamics of continua, Cambridge University Press, Cambridge, 2010. Dalším rozumným zdrojem je Maršík, F.: Termodynamika kontinua, Academia, Praha, 1999.

Zkouška

Průběh zkoušky

Zkouška je ústní a skládá se ze tří částí.

Jakmile se zapíšete v SIS na konkrétní zkouškový termín, napište mi, prosím, jaký příklad jste si vybrali. (Přímý odkaz na seznam volných termínů je zde.) Pokud se vám žádný z nabízených termínů nevyhovuje nebo pokud nemáte přístup do SIS, napište mi prosím email (prusv@karlin.mff.cuni.cz) a domluvíme se na vhodném termínu. V průběhu zkouškového období se samozřejmě můžeme domluvit i na konzultaci.

Příklady ke zkoušce

U zkoušky musíte být schopní výhradně s pomocí vlastních poznámek popsat řešení zadaného problému. Především musíte prokázat, že

Naopak, nechci abyste se pokoušeli, pokud to není výslovně požadováno, o numerické výpočty, kreslení grafů a podobně. V tomto ohledu můžete věřit tomu, co je uvedeno v článcích, a případně takovéto grafy použít při diskusi řešení.

Seznam příkladů

Můžete si vybrat jakýkoliv z níže uvedených příkladů. Příklady jsou různě obtížné, vyberte si takový, který vám přijde zajímavý a přiměřeně obtížný vzhledem k vašemu zájmu o mechaniku kontinua a ročník studia.

Sylabus

Kurzívou jsou vyznačeny partie, které není nutné znát ke zkoušce. (Sebemenší zaváhání při diskusi pojmů, které nejsou vyznačeny kurzívou, je nepřijatelné!)

Nástroje z lineární algebry a tenzorové analýzy

Determinant, vlastní cisla, Cayley-Hamilton věta, invarianty, polární rozklad a jeho geometrická interpretace, spektrální rozklad. Funkce matic (operatorů). Tenzorova analýza (motivace pro zavedení operátoů divergence a rotace, bezsouřadnicové zavedení diferenciálních operátorů, Stokes věta). Věta o reprezentaci izotropních tenzorovych funkcí.

Kinematika

Pohyb, deformace, deformační gradient. Euler a Lagrange popis. Transformační pravidla pro deformaci čarových, plošných a objemových elementů. Míry deformace (pravý a levý Cauchy--Green tenzor; Green--St. Venant, Euler--Almansi tenzor) a jejich geometrický význam. Posunutí. Materiálová a prostorová rychlost. Materialová derivace. Proudočáry, proudokřivky, trajektorie a diferenciální rovnice pro tyto křivky. Rychlost (časová derivace) deformace čarových, plošných a objemových elementů. Gradient rychlosti, symetrický gradient rychlosti. Kinematicka okrajova podminka (materialová plocha).

Bilanční rovnice

Reynolds věta o transportu včetně důkazu. Bilance hmoty. Bilance hybnosti, Cauchy konstrukce tenzoru napětí (čtyrstěn), Cauchy tenzor napětí. Bilance momentu hybnosti, bilance energie/vnitřní energie. Evoluční rovnice pro entropii. První Piola--Kirchhoff tenzor napětí, nominal stress, druhý Piola--Kirchhoff tenzor napětí. Bilanční rovnice v Lagrange popisu. Inerciální a neinerciální vztažná soustava. Coriollis, Euler, dostředivá síla. Trik s přesunutím dostředivé síly do tlaku.

Příklady konstitutivních vztahů

Odvození Navier--Stokes modelu pro stlačitelné a nestlačitelné tekutiny. (Věta o reprezentaci a linearizace.) Elastický materiál přes větu o reprezentaci a linearizaci. Linearizovaná elasticita, geometrická linearizace a její dopad na rovnice v Lagrange popisu. Reynolds číslo a jeho význam.

Last modified: Thu Jan 15 21:40:13 CET 2015