Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Astrofizyczna mechanika płynów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-M-ASTROMECH
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0539) Fizyka (inne) Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Astrofizyczna mechanika płynów
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Wykłady monograficzne do wyboru (oferowane w danym roku akademickim)
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

1. Znajomość algebry liniowej, rachunku różniczkowego i całkowego.

2. Znajomość metod całkowania numerycznego równań różniczkowych zwyczajnych.

3. Znajomość podstaw fizyki w zakresie mechaniki, termodynamiki i elektrodynamiki klasycznej.

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot fakultatywny

Całkowity nakład pracy studenta:

Całkowity nakład pracy: 150g

30g praca z udziałem nauczycieli - wykład

30g praca indywidualna - przygotowanie się do bieżących zajęć

30g praca indywidualna - przygotowanie się do egzaminu

Efekty uczenia się - wiedza:

W1 - posiada wiedzę na temat mechaniki i elektrodynamiki płynów w zakresie niezbędnym do rozumienia i modelowania procesów astrofizycznych

(astronomia K_W01)



Efekty uczenia się - umiejętności:

U1 - student potrafi posługiwać się aparatem teoretycznym mechaniki płynów i magnetohydrodynamiki oraz rozumie procesy z udziałem przepływów gazu i pola magnetycznego w różnorodnych sytuacjach astrofizycznych.

(astronomia K_U04)

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1 - zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (astronomia K_K01). W szczególności student rozumie znaczenia matematycznego modelowania zjawisk przyrodniczych jako podstawowego źródła wiedzy astronomicznej i wiedzy o otaczającym świecie.

Metody dydaktyczne:

Wykład konwencjonalny

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Skrócony opis:

Celem wykładu jest zaznajomienie słuchacza z podstawową wiedzą dotyczącą budowy, dynamiki oraz własności obserwacyjnych, klasyfikacji i ewolucji galaktyk.

Pełny opis:

Program wykładu monograficznego

ASTROFIZYCZNA MECHANIKA PŁYNÓW

obejmuje następujące zagadnienia:

* Równania hydrodynamiki

* Równanie równowagi hydrostatycznej

* Równanie Bernouliego, dysza de Lavala

* Równanie wirowości, Tw. Kelvina o wirowości

* Fale dźwiękowe o małej amplitudzie

* Fale dźwiękowe o skończonej amplitudzie

* Fale uderzeniowe, relacje Rankine'a-Hugoniot'a

* Wybuchy supernowych

* Niestabilność konwektywna

* Niestabilność Rayleigha-Taylora

* Niestabilność Kelvina-Helmholtza

* Niestabilność Jeansa

* Niestabilność termiczna

* Sferyczna akrecja i wiatry

* Przepływy lepkie, równanie Naviera-Stokesa

* Liczba Reynoldsa, lepkość molekularna, lepkość turbulentna

* Hydrodynamika dysków akrecyjnych, parametr lepkości "alfa"

* Równania magnetohydrodynamiki

- siła Lorentza, ciśnienie magnetyczne i naprężenie magnetyczne

- równanie indukcji i wmrożenie pola magnetycznego

- prawo Ohma

* Magnetyczna liczba Reynoldsa, dyfuzja magnetyczna

* Fale MHD: Alfvena, szybka i wolna fala magnetodźwiękowa

* Magnetohydrodynamika w rotującym ukł. współrzędnych, kryterium stabilności Rayleigha

* Niestabilność magnetorotacyjna w dyskach akrecyjnych

* Wyporność magnetyczna, niestabilność Parkera

* Rekoneksja magnetyczna i aktywność korony Słonecznej

* Turbulencja i jej znaczenie w astrofizyce

* Dynamo magnetohydrodynamiczne

Literatura:

1. "Principles of Astrophysicsl Fluid Dynamics", C.J. Clarke, R.F. Carswell, Cambridge University Press, 2014

2. "Astrophysical Flows, J. Pringle, A. King, Cambridge University Press, 2014

3. The Physics of Fluids and Plasmas, Arnab Rai Choudhuri, Cambridge University Press, 1998

4. "Gas dynamics" F.H. Shu, University Science Books 1992

5. Elektrodynamika klasyczna", J.D. Jackson, PWN

Metody i kryteria oceniania:

Egzamin składa się z części pisemnej i ustnej.

Obydwie części egzaminu dotyczą całości materiału omawianego na wykładzie (efekty kształcenia W1, W2, U1).

Ocena zależna od procentowej łącznej miary wartości odpowiedzi.

50-59% dst

60-69% dst+

70-79% db

80-89% db+

90-100% bdb

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/22" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-20
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład monograficzny, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Hanasz
Prowadzący grup: Michał Hanasz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład monograficzny - Egzamin
Uwagi:

W roku akademickim 2020/2021 wykład odbywa się w trybie on-line na platformie Big Blue Button: https://hyperion.astro.uni.torun.pl/b/mic-hzq-6dw

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-2 (2024-05-20)