فصل اول: مقدمه

تعریف دینامیک
مفاهیم پایه شامل جرم، فضا، زمان و نیرو
اصول پایه شامل قوانین نیوتون
سیستم های آحاد
تبدیل دیمانسیون ها در سیستم های آحاد

فصل دوم: سینماتیک ذرات

مقدمه
حرکت مستقیم الخط ذرات

• بررسی سرعت
• بررسی شتاب
• آشنایی با منحنی حرکتی
• حرکت مستقیم الخط یکنواخت
• حرکت مستقیم الخط شتاب دار
• حرکت چند ذره نسبت به هم به صورت وابسته و مستقل
• راه حل ترسیمی

حرکت منحنی الخط ذرات

• بردارهای مکان و سرعت و شتاب
• مشتق توابع برداری
• مولفه های مستطیلی سرعت و شتاب
• حرکت نسبی ذرات
• مولفه های غیر مستطیلی
  • مولفه های مماس و عمود
  • مولفه های شعاعی و عرضی (مختصات قطبی)
  • مولفه های شعاعی و عرضی (مختصات استوانه ای)

فصل سوم: سینتیک ذرات: قانون دوم نیوتن

قانون دوم نیوتون و مومنتو خطی

• قانون دوم نیوتون برای حرکت
• مومنتوم خطی
• معادلات حرکت
  • دیاگرام جسم آزاد
  • دیاگرام جنبشی
• مولفه های مستطیلی
• مولفه های مماس و عمود
• مولفه های شعاعی و عرضی

مومنتوم زاویه ای و حرکت چرخشی

• گشتاور نیرو پیرامون یک نقطه
• مومنتوم زاویه ای یک ذره
• حرکت تحت نیروی مرکزی
  • قانون بقای مومنتوم زاویه ای
  • قانون دوم کپلر
• قانون گرانش زمین

فصل چهارم: سینتیک ذرات: روش های انرژی و اندازه حرکت

مقدمه
کار نیرو
انرژی جنبشی یک ذره؛ اصل کار و انرژی
کاربرد های اصل کار و انرژی
کار و فنرهای خطی
کار و حرکت خمیده خطی
توان و بازده
انرژی پتانسیل، جاذبه ای و الاستیکی
رابطه کار و انرژی
نیرو های پایستار
پایستگی انرژی
حرکت تحت اثر نیروی مرکزی پایستار؛ کاربرد در مکانیک فضایی
اصل ضربه و اندازه حرکت
ضربه خطی و اندازه حرکت خطی
ضربه زاویه ای و اندازه حرکت زاویه‌ای
حرکت ضربه ای
برخورد
برخورد مرکزی مستقیم
ضریب بازگشت
اتلاف انرژی در برخورد
برخورد مرکزی مایل
مسئله های انرژی و اندازه حرکت
حرکت تحت اثر نیروی مرکزی
حرکت نسبی

فصل پنجم: سیستم های ذرات

مقدمه
کاربرد قوانین نیوتن در مورد حرکت سیستم ذرات؛ نیروهای موثر
اندازه حرکت خطی و زاویه ای سیستم ذرات
حرکت مرکز جرم سیستم ذرات
اندازه حرکت زاویه ای سیستم ذرات حول مرکز جرم آن
پایستگی اندازه حرکت سیستم ذرات
انرژی جنبشی سیستم ذرات
اصل کار انرژی؛ پایستگی انرژی سیستم ذرات
اصل ضربه و اندازه حرکت در مورد سیستم ذرات
پایستگی اندازه حرکت
سیستم های متغیر ذرات
جریان پایای ذرات
جریان متغیر
سیستم هایی که جرم دریافت می کنند یا از دست می دهند

فصل ششم: سینماتیک اجسام صلب

مقدمه
انتقال
چرخش حول محوری ثابت
معادله های معرف چرخش جسم صلب حول محوری ثابت
حرکت صفحه ای کلی
سرعت مطلق و نسبی در حرکت صفحه ای
مرکز آنی دوران در حرکت صفحه ای
شتاب مطلق و نسبی در حرکت صفحه ای
تحلیل حرکت صفحه ای بر حسب یک پارامتر
آهنگ تغییر بردار نسبت به چارچوب مرجع چرخان
حرکت صفحه ذره نسبت به چارچوب مرجع چرخان؛ شتاب کوریولیس
حرکت حول نقطه ای ثابت
حرکت کلی
حرکت سه بعدی ذره نسبت به چارچوب مرجع چرخان؛ شتاب کوریولیس
چارچوب مرجع در حرکت کلی

فصل هفتم: حرکت صفحه ای اجسام صلب: نیروها و شتاب ها

مقدمه
معادله های حرکت جسم صلب
انتقال
دوران حول محور ثابت
اندازه حرکت زاویه ای جسم صلب در حرکت صفحه ای
حرکت صفحه جسم صلب؛ اصل دالامبر
نکته هایی در مورد اصول بنیادی مکانیک اجسام صلب
حل مسئله های حرکت جسم صلب
سیستم های اجسام صلب
حرکت صفحه ای مقید

فصل هشتم: حرکت صفحه ای اجسام صلب: انرژی و اندازه حرکت

مقدمه
اصل کار و انرژی برای جسم صلب
کار نیروهای وارد بر جسم صلب
انرژی جنبشی جسم صلب در حرکت صفحه ای
سیستمهای اجسام صلب
پایستگی انرژی
توان
اصل ضربه و اندازه حرکت برای حرکت صفحه ای جسم صلب
سیستمهای اجسام صلب
پایستگی اندازه حرکت زاویه ای
حرکت ضربه ای
برخورد خارج از مرکز

 

درس اول: مفاهیم مقدماتی

• مفهوم ترمودینامیک، انرژی، بررسی میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک
• ابعاد (واحدها) ، همگنی ابعادی و ضریب تبدیل
• حجم کنترل و سیستم
• بررسی خواص سیستم
• چگالی و حجم مخصوص
• حالت و تعادل
• اصل حالت
• فرآیند و چرخه
• فرآیندهای پایا و یکنواخت
• دما و قانون صفرم ترمودینامیک
• فشار و مفاهیم آن
• قانون پاسکال
• مفهوم بارومتر و مانومتر
• مثال ها و تمرین های متنوع از کتابهای سنجل و ون وایلن

درس دوم: خواص ماده خالص-قسمت اول

• تعریف ماده خالص
• تعریف فاز
• فرآیندهای تغییر فاز
  • مایع فشرده و مایع اشباع موادخالص
  • بخار اشباع و بخار فوق گرم
  • دمای اشباع و فشار اشباع
  • پیامدهای وابستگی دمای اشباع و فشار اشباع
• نمودارهای مشخصه برای فرآیندهای تغییر فاز
  • نمودار TV
  • نمودار P-V
  • نمودار P-T
  • سطوح P-V-T
• جداول مشخصه
  • آشنایی با مفهوم انتالپی
  • جداول مربوط به حالت بخار و مایع اشباع
  • جداول مربوط به حالت دو فازی
  • جداول مربوط به حالت بخار فوق داغ
  • جداول مربوط به حالت مایع فشرده
• مثال ها و تمرین های متنوع از کتابهای سنجل و ون وایلن

درس سوم: خواص ماده خالص – قسمت دوم

• معادله حالت گاز ایده آل
• آشنایی با مفهوم تراکم پذیری و فاکتور تراکم پذیری
• آشنایی با متغیرهای کاهیده
• ضریب تراکم پذیری در دماهای کمتر از دمای بحرانی
• آشنایی با دیاگرام تراکم پذیری تعمیم یافته
• آشنایی با دیگر معادلات حالت
  • واندروالس
  • بیتی بریجمن
  • بندیکت – وب – رابین
  • ویریال
• مثال ها و تمرین های متنوع از کتابهای سنجل و ون وایلن

درس چهارم: کار، حرارت و قانون اول ترمودینامیک

• دو فرم کلی انرژی
  • میکروسکوپیک
    • انرژی داخلی
  • ماکروسکوپیک
    • انرژی جنبشی
    • انرژی پتانسیل
• اثرات انرژی میکروسکوپیک
  • حرارت
  • کار
• قانون اول ترمودینامیک و مفاهیم آن
• مثال ها و تمرین های متنوع از کتابهای سنجل و ون وایلن

درس پنجم: تحلیل انرژی در سیستم های بسته – قسمت اول

• کار مرز متحرک
• کار مرزی انقباضی و انبساطی
  • مثال در حجم ثابت
  • مثال در دمای ثابت
  • مثال در فشار ثابت
• کار مرز متحرک در حالت غیر تعادلی
• فرآیند پلی تروپیک
• کار در فرآیند پلی تروپیک
• مثال ها و تمرین های متنوع از کتابهای سنجل و ون وایلن

درس ششم: تحلیل انرژی در سیستم های بسته – قسمت دوم

• آنالیز انرژی در سیستم های بسته حاوی کار مرزی
• تعریف انتالپی و کاربرد آن در معادله انرژی
• مثال ها و تمرین های متنوع از کتابهای سنجل و ون وایلن

درس هفتم: تحلیل انرژی در سیستم های بسته – قسمت سوم

• گرمای ویژه و مفهوم آن
• گرمای ویژه در فشار و حجم ثابت
• انرژی داخلی گازهای ایده آل
• انتالپی گازهای ایده آل
• گرمای ویژه گازهای ایده آل
• ارتباط گرمای ویژه با دما
• انرژی داخلی مایعات و جامدات
• انتالپی مایعات و جامدات
• گرمای ویژه مایعات و جامدات

درس هشتم: تحلیل جرم و انرژی در حجم کنترل

• قانون بقای جرم
  • مقدمه
  • نرخ جریان جرمی (دبی جرمی)
  • نرخ جریان حجمی (دبی حجمی)
  • اصل بقای جرم (قانون پیوستگی)
  • بالانس جرمی برای جریان های پایا
  • شرایط جریان تراکم ناپذیر
• کار جریان
  • مقدمه
  • انرژی کل سیال در حال جریان
  • انتقال انرژی بوسیله جرم
• آنالیز انرژی برای سیستم های جریان پایا
  • مقدمه
  • بررسی روابط و فرمول ها
• مثال هایی از ابزار جریان پایا
  • نازل
  • دیفیوزر
  • توربین
  • کمپرسور
  • والوها

درس نهم: قانون دوم ترمودینامیک

• مقدمه ای بر قانون دوم ترمودینامیک
• مخازن انرژی حرارتی
• موتورهای حرارتی
• بازده حرارتی
• بیان کلوین پلانک برای قانون دوم
• یخچال
• ضریب عملکرد یخچال
• پمپ حرارتی
• ضریب عملکرد پمپ حرارتی
• تهویه مطبوع
• بیان کلازیوس برای قانون دوم
• معادل سازی بیان کلوین پلانک و بیان کلایوس
• ماشین های حرکت دائمی
• فرآیندهای برگشت پذیر و غیر برگشت پذیر
• عوامل برگشت ناپذیری فرآیندها
• چرخه کارنو
• چرخه معکوس کارنو
• اصول کارنو
• مقیاس دمای ترمودینامیکی
• موتور حرارتی کارنو
• پمپ حرارتی و یخچال کارنو
• کیفیت انرژی

درس دهم: انتروپی

• مقدمه
• تحلیل دقیق واکنشهای برگشت پذیر و برگشت ناپذیر
• انتروپی معیار برگشت ناپذیری
• انتروپی سیستم های برگشت پذیر و برگشت ناپذیر
• نامساوی کلازیوس و تحلیل آن
• انتروپی تابع حالت است
• انتروپی در فرآیندهای برگشت پذیر همدما
• تولید انتروپی و اثبات نامساوی کلازیوس
• سیستم های ایزوله و اصل افزایش انتروپی
• تغییرات انتروپی مواد خالص
• فرآیندهای آیزنتروپیک
• نمودارهای مشخصه حاوی انتروپی
• روابط دیفرانسیلی انتروپی
• تغییرات انتروپی در مایعات و جامدات
• تغییرات انتروپی در گازهای ایده آل
• تغییرات انتروپی در فرآیند آیزنتروپیک گاز ایده آل

• تعریف توربوماشین
• تعریف و خصوصیت پمپ و توربین
• هد خالص پمپ
• اسب بخار آب
• اسب بخار ترمز
• بازده پمپ
• منحنی بازده پمپ
• منحنی بازده پمپ و سیستم
• اهمیت قطر پروانه در پمپ
• هد خالص مکش مثبت (NPSH) و مباحث کاویتاسیون
• پمپ های سری و موازی
• پمپ های با جابجایی مثبت
• پمپ های دینامیک
  • پمپ با جریان گریز از مرکز
    • قانون مثلث سرعت ها
    • قانون کسینوس ها
    • روابط انرژی واتلاف
    • بررسی زوایای سرعت در طراحی پمپ
  • پمپ های محوری
    • بررسی زوایای گام برای طراحی پمپ
    • پمپ های (فن های) دو پروانه ای
    • پمپ های (فن های) حاوی استاتور
• قوانین مقیاس بندی پمپ ها
  • آنالیز ابعادی
  • سرعت مخصوص پمپ
  • قوانین تشابه

فصل اول: مقدمه

• انواع نیرو
• انواع مختلف تکیه گاه و بارگذاری

فصل دوم: مفهوم تنش

•  تنش در اعضای سازه
• تنش متوسط
• تحلیل و طراحی
• بارگذاری محوری، تنش قائم
• تنش برشی
• تنش تکیه گاهی در اتصالات
• کاربرد تنش در تحلیل و طراحی سازه ها
• روش حل مسئله
• تنش وارد بر صفحه مایل در بارگذاری محوری
• مولفه های تنش
• ملاحظات و روشهاي طراحي

فصل سوم: تنش و کرنش در بارگذاری محوری

• کرنش قائم در بارگذاری محوری
• نمودار تنش – کرنش
• نمودار بار – تغييرشكل
• تنش حقیقی و کرنش حقیقی
• تنش مهندسي و کرنش مهندسي
• شكل پذيري، نرم و شكننده بودن مصالح
• قانون هوک، مدول یانگ (مدول الاستیسیته) (مدول کشسانی)
• رفتار کشسان (الاستيك) و رفتار مومسان (پلاستيك)
• ايزوتروپيك (همسان) و آنيزوتروپيك (ناهمسان) بودن مصالح
• خستگی
• خزش
• اثر باوشينگر
• نمودار هيسترزيس
• تغییر شکل عضو در بارگذاری محوری
• مسائل نامعين استاتيكي
• روش جمع آثار (سوپرپوزيشن)
• عضو تحت اثر تغییرات دما
• نسبت پواسون
• بارگذاری چند محوری، تعمیم قانون هوک
• انبساط حجمی، مدول حجمی
• کرنش برشی
• مدول برشي (مدول صلابت)
• روابط كلي تنش
• رابطه بین مدول الاستیسیته، مدول برشی و نسبت پواسون
• روابط تنش-کرنش برای مواد کامپوزیت مسلح با الیاف
• توزیع تنش و کرنش در بارگذاری محوری، اصل سن ونان
• تمرکز تنش
• تغییر شکل های پلاستیک
• تنش پسماند

فصل چهارم: پیچش

• تغییر شکل در محور دایره ای
• تنش در محدوده الاستيك
• نرم و شكننده بودن در پيچش
• زاويه شكست مصالح
• زاویه پیچش الاستیک
• محورهاي نامعين استاتيكي
• طراحي محورهاي انتقال
• تمرکز تنش در محور دایره ای
• تغيير شكل پلاستيك در محورهاي دايره اي
• مدول گسيختگي مصالح در پيچش
• محورهاي دايره اي ساخته شده از مصالح ايده آل الاستوپلاستيك
• گشتاور آستانه تسليم و گشتاور پلاستيك در مصالح ايده آل الاستوپلاستيك
• بارگذاري و باربرداري از نوع پيچش
• تنش باقيمانده در محورهاي دايره اي
• پیچش اعضای غیر دایره ای
• محورهای توخالی جدار نازک بسته توخالي

فصل پنجم: خمش محض

• شرايط بارگذاري متناظر با خمش محض
• عضو متقارن در خمش محض
• تعريف محور خنثي و نحوه تعيين آن
• تغییر شکل در خمش محض
• تنش و تغییر شکل الاستیک
• مدول مقطع (اساس مقطع) (مدول الاستيك)
• شعاع انحنا و خميدگي
• تغییر شکل در محور عرضی
• خمش در اعضای مرکب از چند ماده
• تمركز تنش در اعضاي تحت خمش
• بارگذاری محوری خارج از مرکز در صفحه تقارن
• خمش نامتقارن
• حالت کلی بارگذاری محوری خارج از مرکز

فصل ششم: تحلیل و طراحی تیرها برای تحمل خمش

• نمودارهای برش و لنگر خمشی
• رابطه بار، نیروی برشی و لنگر خمشی
• تحلیل تیرهای استاتیکی نامعین
• طراحی تیرهای منشوری برای تحمل خمش
• تیرهای غیرمنشوری

فصل هفتم: تنش های برشی در تیرها و اعضای جدار نازک

• برش در وجه افقی جزء تیر
• جریان برش
• تعیین تنش های برشی در تیر
• توزیع تنش برشي در مقطع مستطیلی
• برش طولی در جز تیری با شکل دلخواه
• تنش برشی در اعضای جدار نازک
• تعيين جهت تنش هاي برشي طولي با مفهوم تغيير شكل خمشي تحت نيروي برشي
• تعيين نحوه توزيع جريان برش در مقطع جدار نازك
• بارگذاری نامتقارن در اعضای جدار نازک، مرکز برش

فصل هشتم: تبدیل های تنش و کرنش

• تبدیل تنش صفحه ای
• تنشهای اصلی، تنش برشی ماکزیمم
• دایره مور برای تنش صفحه ای
• حالت کلی تنش
• کاربرد دایره مور برای تحلیل سه بعدی تنش
• معیارهای تسلیم مواد شکل پذیر تحت تنش صفحه ای
• معیارهای شکست مواد شکننده تحت تنش صفحه ای
• تنش در مخازن تحت فشار جدار نازک
• تبدیل کرنش صفحه ای
• دایره مور برای کرنش صفحه ای
• تحلیل سه بعدی کرنش
• گلبرگ کرنش

فصل نهم: خیز تیرها

• تغییر شکل تیر در بارگذاری عرضی
• معادله منحنی خیز
• تعیین مستقیم خیز با استفاده از توزیع بار
• روش توابع یکه برای تعیین شیب و خیز تیرها
• روش جمع آثار (سوپرپوزیشن)
• كاربرد اصل جمع آثار براي تيرهاي نامعين

 

درس اول: جریان در لوله ها 

• جریان آشفته در لوله ها
• تنش برشی در جریان های آشفته
• پروفایل سرعت در جریان آشفته
• لایه های ویسکوز، اورلپ، بافر و آشفته
• نمودار مودی  و معادله های کمکی
• افت موضعی (minor loss)
• ضریب افت و معادله های مربوطه
• محدودیت رابطه برنولی در مسائل مربوط به افت موضعی
• لوله های سری و اصول مربوطه
• لوله های موازی و اصول مربوطه
• ابزار اندازه گیری مشخصه های جریان سیال
• جریان سنج های انسدادی 
  • اریفیث
  • نازل
  • ونتوری متر

 

درس دوم: جریان خارجی (جریان های لایه مرزی)

• نیروی رانش و مفاهیم مربوطه
• نیروی بالابر و مفاهیم مربوطه
• ضریب رانش و ضریب بالابر
• جریان لایه مرزی
• اهمیت رابطه نویراستوکس
• ضعف معادله اویلر و مزیت معادلات لایه مرزی
• معادله پرندتل در مورد لایه مرزی
• مفاهیم لایه مرزی
  • تغییر ضخامت لایه مرزی
  • تبدیل جریان آرام به آشفته
• معادلات لایه مرزی
  • معادله پرندتل و نقص های آن
  • حل معادله پرندتل (معادله بلازیوس)
• ویژگی جریان های عبوری از روی یک جسم
  • صفحه تخت (عدد رینولدز کم)
  • صفحه تخت (عدد رینولدز متوسط)
  • صفحه تخت (عدد رینولدز بزرگ)
  • مفهوم جدایش جریان
  • جسم مدور (عدد رینولدز کم)
  • جسم مدور (عدد رینولدز متوسط)
  • جسم مدور (عدد رینولدز بزرگ)
• ضخامت جابجایی لایه مرزی
• ضخامت مومنتوم لایه مرزی
• انتقال از لایه آرام به آشفته
• لایه مرزی آشفته
• لایه مرزی با شیب فشار
• تکنیک انتگرال مومنتوم برای لایه مرزی (معادله انتگرالی کارمن)
• نیروی رانش
  • رانش اصطکاکی
  • رانش فشاری
  • پارامترهای تاثیرگذار بر ضریب رانش
    • وابستگی به شکل 
    • اثر streamlining
    • وابستگی به عدد رینولدز (قانون استوکس)
    • وابستگی به زبری سطح
    • ضریب رانش وسیلیه نقلیه
• نیروی بالابر
  • نقش توزیع فشار
  • آشنایی با airfoil
  • اهمیت زاویه جریان (angle of attack)
  • اهمیت flap
  • اهمیت slot
  • اهمیت نسبت ابعاد
  • نقطه stall

 

درس سوم: سیالات تراکم پذیر

• انرژی و گرمای ویژه
• خواص ایستایی (stagnation properties)
• مفهوم جریان آیزنتروپیک
• روابط مهم آیزنتروپیک
• جریان آیزنتروپیک یک بعدی
• تغییرات سرعت با مساحت جریان (رفتار نازل ها، دیفیوزرها)
• روابط جریان آیزنتروپیک گازهای ایده آل
• جریان آیزتروپیک عبوری از نازل همگرا
• جریان آیزنتروپیک عبوری از نازل های همگرا-واگرا
• نقش و اهمیت فشار برگشتی در رفتار جریان
• خفگی جریان
• امواج ضربه ای
  • شوک نرمال
  • خط فانو
  • خط ریلی (رایلی)
• جریان فانو
  • روابط اولیه
  • روابط ثانویه
  • خفگی جریان فانو
• جریان ریلی (رایلی)
  • روابط اولیه
  • روابط ثانویه
  • خفگی جریان ریلی

 

درس چهارم: جریان در کانال های باز 

• تعریف جریان کانال باز
• توزیع سرعت در جریان های کانال باز
• دسته بندی های جریان های کانال باز
  • پایا
  • ناپایا
  • یکنواخت
  • غیر یکنواخت
• جریان غیر یکنواخت تدریجی و آنی
• معیارهای جریان های آرام و آشفته در کانال های باز
• محاسبه محیط تر (پیرامون تر) در جریان های کانال باز
• شباهت های جریان های کانال باز و جریان های تراکم پذیر
• نقش عدد فرود در جریان های کانال باز
• جریان کانال باز بحرانی
• مفهوم سرعت موج و محاسبه آن
• مفاهیم فروبحرانی و فرا بحرانی در جریان های کانال باز
• عمق بحرانی
• پرش هیدرولیک (Hydraulic jump)
• عمق هیدرولیک
• سرعت امواج سطحی
• انرژی مخصوص (specific energy) و تفسیر آن
• انرژی مخصوص بحرانی
• نگاهی به رابطه انرژی در جریان های کانال باز
• شیب جریان و شیب هد
• جریان یکنواخت در کانال های باز
  • ضریب شزی
  • رابطه شزی
  • ضریب مانینگ
  • رابطه مانینگ
• روش بر همنهی برای محیط های غیریکنواخت

 

درس پنجم: توربوماشین ها-بخش اول: پمپ ها

• تعریف توربوماشین
• تعریف و خصوصیت پمپ و توربین
• هد خالص پمپ
• اسب بخار آب
• اسب بخار ترمز
• بازده پمپ
• منحنی بازده پمپ
• منحنی بازده پمپ و سیستم
• اهمیت قطر پروانه در پمپ
• هد خالص مکش مثبت (NPSH) و مباحث کاویتاسیون
• پمپ های سری و موازی
• پمپ های با جابجایی مثبت
• پمپ های دینامیک
  • پمپ با جریان گریز از مرکز
    • قانون مثلث سرعت ها
    • قانون کسینوس ها
    • روابط انرژی واتلاف
    • بررسی زوایای سرعت در طراحی پمپ
  • پمپ های محوری
    • بررسی زوایای گام برای طراحی پمپ
    • پمپ های (فن های) دو پروانه ای
    • پمپ های (فن های) حاوی استاتور
• قوانین مقیاس بندی پمپ ها
  • آنالیز ابعادی
  • سرعت مخصوص پمپ
  • قوانین تشابه