Hydrodynamics and Elasticity

Rok akademicki: 2020/2021
Semestr: zimowy

**OPIS PRZEDMIOTU**
The theoretical framework known as hydrodynamics and elasticity provides a powerful and complete description of our world at macroscopic scales (i.e., at large spatial and time scales compared to the molecular ones). The macroscopic dynamics of a variety of complex systems, such as biological and soft materials, atmospheric clouds, and the crust of the Earth, poses a formidable challenge for theoretical modeling, in which knowledge of classical hydrodynamics and elasticity is a major prerequisite. This course gives an introduction to the derivation of the basic equations of hydrodynamics and elasticity as well as common methods for their solutions in simple applications. Due to the COVID-19 pandemic, both lectures and tutorials will be online. We will meet weekly via Google Meet according to the schedule published in USOS. Lecture: Tuesdays, 14:15 - 17:00 (Gustavo Abade) Tutorials: Thursdays, 9:15 - 12:00 (Daniel Albuquerque) Program: The fundamental equations of continuum mechanics; Inviscid flows: Euler equation, sound waves, potential flow, lift and drag forces exerted by moving fluid on immersed bodies; Viscous flows: Navier-Stokes equations, boundary layer and explanation of aerodynamic lift. Micro-hydrodynamics and swimming motion of flagellated microorganisms; Waves: shallow- and deep-water, capillary waves; Elasticity theory: Stress and deformation, bending and twisting of shafts rods. Bibliography: D. J. Acheson, Elementary fluid dynamics. B. Lautrup, Physics of continuous matter: exotic and everyday phenomena in the macroscopic world. G. K. Batchelor, An introduction to fluid dynamics. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Fluid mechanics. A. R. Patterson, A first course in fluid dynamics. Assessment: The final assessment will be based on one test (during the semester) and a written exam (during the exam session). A tentative schedule for examinations is: Test: Thu 10 December 2020 (9:15 - 12:00) Exam: Thu 4 February 2021 (9:15 - 12:00)

Materiały do zajęć

**FILTR**
Rodzaj zajęć:
Typ dokumentu:
Data zajęć:

Szukana fraza:

Zajęcia / Prowadzący

Typ zajęć

[Lecture 13] Elasticity: Hooke's law for anisotropic materials. Back to hydrodynamics: damping of sound waves in viscous fluids

Gustavo Abade

26 stycznia 2021 14:15

Dokumenty do zajęć:
Board notes - Prezentacja HaE_lecture_board_26_jan_2021.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Lecture 12] Boundary layer separation. Introduction to elasticity.

Gustavo Abade

19 stycznia 2021 14:15

Dokumenty do zajęć:
Board notes - Prezentacja HaE_lecture_board_19_jan_2021.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Lecture 11] Dynamical similarity. Boundary layer flows.

Gustavo Abade

12 stycznia 2021 14:15

Dokumenty do zajęć:
Board notes - Prezentacja HaE_lecture_board_12_jan_2021.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Class 9] Motion of Viscous Fluids

Daniel Albuquerque

7 stycznia 2021 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 9 - Skrypt do ćwiczeń exercises09.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial Notes HaE - Tutorial notes_9.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 9 (Due 14.01.2021) homework09.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Lecture 10] Navier-Stokes equations: unidirectional flows

Gustavo Abade

22 grudnia 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Board notes - Prezentacja HaE_lecture_board_22_dec_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Script on the hydrodynamics of viscous fluids - Skrypt do wykładu viscous_fluids.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

[Class 8] Surface Waves

Daniel Albuquerque

17 grudnia 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 8 - Skrypt do ćwiczeń exercises08.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial Notes HaE - Tutorial notes_8.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 8 (Due 07.01.2021) homework08.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Lecture 9] Group velocity and capillary waves. Navier-Stokes equations.

Gustavo Abade

15 grudnia 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Board notes - Prezentacja HaE_lecture_board_15_dec_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Lecture 8] Surface gravity waves: shallow water

Gustavo Abade

8 grudnia 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Board notes - Prezentacja HaE_lecture_board_08_dec_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Class 7] Flow Past Zhukovsky Airfoil, Milne-Thomson's Theorem and Surface Waves

Daniel Albuquerque

3 grudnia 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 7 - Skrypt do ćwiczeń exercises07.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial Notes HaE - Tutorial notes_7.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 7 (Due Dec. 10, 2020) homework07.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Class 6] Complex Potentials, Cylinder with Circulation and Virtual Mass of a Sphere

Daniel Albuquerque

26 listopada 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 6 - Skrypt do ćwiczeń exercises06.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial Notes HaE - Tutorial notes_6.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 6 (Due 02.12.2020) homework06.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Lecture 7] Potential flow around a flat plate. Gravity waves on free-surfaces.

Gustavo Abade

1 grudnia 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Lecture notes - Prezentacja HaE_lecture_board_01_dec_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Lecture 6] Virtual mass, Magnus effect

Gustavo Abade

24 listopada 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Script on the hydrodynamics of ideal fluids - Skrypt do wykładu script_ideal_fluid.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Lecture board - Prezentacja HaE_lecture_board_24_nov_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Lecture 5] Vorticity equation for ideal fluid, Kelvin circulation theorem, Bernoulli equations, flow around a circular cylinder

Gustavo Abade

17 listopada 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Lecture board - Prezentacja HaE_lecture_board_17_nov_2020.pdf

Wykład

[Class 5] Potential Flow

Daniel Albuquerque

19 listopada 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 5 - Skrypt do ćwiczeń exercises05.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial Notes HaE - Tutorial notes_5.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 5 (Due Nov 24, 2020) homework05.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Lecture 4] Sound waves. Vorticity.

Gustavo Abade

10 listopada 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Lecture board - Prezentacja HaE_lecture_board_10_nov_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Class 4] Balance equations and Hydrostatics

Daniel Albuquerque

12 listopada 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 4 - Skrypt do ćwiczeń exercises04.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial notes HaE - Tutorial notes_4.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 04 (Due Nov. 17, 2020) homework04.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Class 3] Transport of material integrals and balance equations

Daniel Albuquerque

29 października 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise Sheet 3 - Skrypt do ćwiczeń exercises03.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 3 (Due Nov. 05, 2020) homework03.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial notes HaE - Tutorial notes_3.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia

[Lecture 3] Balance equations (part 2) and Euler equations

Gustavo Abade

3 listopada 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Lecture board - Prezentacja HaE_lecture_board_03_nov_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Lecture 2] Balance equations

Gustavo Abade

27 października 2020 14:15

Dokumenty do zajęć:
Balance equations - Skrypt do wykładu balance_equations.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Lecture board - Prezentacja HaE_lecture_board_27_oct_2020.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Wykład

[Class 2] Kinematics of fluid motion

Daniel Albuquerque

22 października 2020 09:15

Dokumenty do zajęć:
Exercise sheet 2 - Skrypt do ćwiczeń exercises02.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Homework 2 (due Oct. 29, 2020, 9:00 a.m.) homework02.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:
Tutorial notes HaE-Tutorial_notes_2.pdf Wymagane hasło Proszę wprowadzić hasło:

Ćwiczenia