پیش‌رانش

این درس به تحلیل و طراحی ماشین های گوناگون و سازه های بارور می پردازد. برای تحلیل و طراحی یک سازه مشخص نیازمند محاسبه تنش ها و تغییر شکل های ایجاد شده در آن هستیم که در درس مقاومت مصالح این موارد پوشش داده می شود.

درس استاتیک یکی از دروس پایه ای رشته مکانیک و سایر رشته های مرتبط هست. پایه و اساس این درس قوانین نیوتن است که به ما کمک می کند مسائل را با استفاده از ابزارهایی که در این درس آشنا خواهیم شد، تحلیل کنیم. اجسام مورد بررسی در استاتیک صلب و بدون حرکت در نظر گرفته می شود. از مهمترین مباحث این درس، بحث تعادل می باشد که ما در اصل اول مورد بررسی قرار خواهیم داد که قوی ترین ابزار ما برای تحلیل سازه ها می باشد. ***کیفیت جلسه هفدهم پایین است***

درس ترمودینامیک از دروس پایه رشته مکانیک و هوافضا است.

مکانیک سیالات یکی از شاخه‌های وسیع در مکانیک محیط‌ های پیوسته را تشکیل می‌دهد. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی آن‌چه که سرانجام آن دو را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیالات بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله معادله‌هایی برای تحلیل حرکت سیالات طرح‌ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی‌دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند. معادلات اساسی حاکم بر دینامیک سیالات عبارت‌اند از معادله بقای جرم و بقای مومنتم (یا همان معادلات ناویه-استوکس) می‌باشند. با وجود ابداع معادلات حاکم بر دینامیک سیالات که تاریخچهٔ آن به بیش از ۱۵۰ سال می‌رسد، غیر از چند مورد خاص (همانند جریان بر روی صفحه تخت و جریان درون لوله‌ها در حالت آرام) حل تحلیلی برای این معادلات یافت نشده‌است. به جز چند حالت خاص اساسی مکانیک سیالات، بقیهٔ حل‌ها به صورت تجربی استخراج و استفاده می‌شود. روش دیگر برای حل معادلات استفاده از روش دینامیک محاسباتی سیالات می‌باشد.   ***متأسفانه جلسه پانزدهم ضبط نشده‌است*** ***انتها جلسه 16 ناقص است***

مکانیک سیالات یکی از شاخه‌های وسیع در مکانیک محیط‌ های پیوسته را تشکیل می‌دهد. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی آن‌چه که سرانجام آن دو را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیالات بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله معادله‌هایی برای تحلیل حرکت سیالات طرح‌ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی‌دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند. معادلات اساسی حاکم بر دینامیک سیالات عبارت‌اند از معادله بقای جرم و بقای مومنتم (یا همان معادلات ناویه-استوکس) می‌باشند. با وجود ابداع معادلات حاکم بر دینامیک سیالات که تاریخچهٔ آن به بیش از ۱۵۰ سال می‌رسد، غیر از چند مورد خاص (همانند جریان بر روی صفحه تخت و جریان درون لوله‌ها در حالت آرام) حل تحلیلی برای این معادلات یافت نشده‌است. به جز چند حالت خاص اساسی مکانیک سیالات، بقیهٔ حل‌ها به صورت تجربی استخراج و استفاده می‌شود. روش دیگر برای حل معادلات استفاده از روش دینامیک محاسباتی سیالات می‌باشد.

دینامیک   *** انتهای جلسه 4 فصل اول ناقص می باشد ***

اهداف کلی درس : مطالعه قانون بقاء انرژی در انتقال حرارت مطالعه مکانیزم انتقال حرارت هدایت و قوانین حاکم بر آن پیدا کردن توزیع دما در اجسام یک بعدی و دو بعدی و سه بعدی به روش های تحلیلی (معادله دما ) و عددی ( روش اختلاف محدود ) بررسی انتقال حرارت گذرا مطالعه مکانیزم انتقال حرارت جابجایی اجباری در داخل لوله ها ورودی سطوح مطالعه انتقال حرارت جابجایی آزاد مطالعه مبدل های حرارتی ***متأسفانه جلسات اول، دوم، چهاردهم و بیست‌و‌یکم این درس ضبط نشده است***

درس ترمودینامیک 2 سعی دارد تا پل ارتباط بین دانشگاه و صنعت را مستحکم تر کند. مهمترین هدف این درس، توسعه بینش و تقویت درک دانشجو در بکارگیری دانش و قوانین پایه ترمودینامیک 1 در حل مسایل کاربردی و پیچیده ترمودینامیک در سطوح مختلف مهندسی از جمله هوافضا می باشد. این درس سعی دارد تا به دانشجو بیاموزد چگونه قوانین پایه ترمودینامیک با اندکی تعمیم می تواند برای تحلیل فرایندهای ترمودینامیکی پیچیده مثل فرایندهای اختلاط گازهای آرمانی و با و یا بدون وجود واکنش شیمیایی و . . . بکار گرفته شوند. این دانش بویژه در تحلیل فرایندها در ماشین های واقعی (مثل انواع موتورهای هوافضایی و غیرهوافضایی) نقش بسزایی بازی می کند. ***متأسفانه جلسات اول و هشتم این درس ضبط نشده است***

مکانیک سیالات به بررسی رفتار مکانیکی شاره ها می پردازد. این مبحث تعمیم مکانیک نیوتنی اجسام به محیط های پیوسته است. موضوع دینامیک و مکانیک شاره ها در مهندسی و بخصوص مهندسی مکانیک یکی از مباحث مهم و پر کاربرد است و کلاسهای متفاوتی در سطوح مختلف در دانشکده های مهندسی مکانیک برای دانشجویان این رشته تدریس می شود. ولی کلاس حاضر برای دانشجویان فیزیک طراحی شده است و سعی دارد دانشجویان را با پایه های فیزیکی و پدیده های جالب مرتبط به شاره ها آشنا کند.

درس «انتقال حرارت استاد دکتر محمدرضا مراد» در نیم‌سال دوم سال تحصیلی 99-98، در دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی شریف ارائه شده‌است.   علم انتقال گرما یا انتقال حرارت به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازد. این علم ازاین‌جهت با ترمودینامیک متفاوت است که در آن از شارش حرارت و ارتباط آن با دما، زمان و مکان صحبت خواهد شد. در ترمودینامیک محاسبه تغییرات دما با زمان و ارتباط شارش حرارت با دما هدف نیست بلکه از حرارت به‌عنوان ورودی و خروجی‌های یک سیستم در تحلیل قوانین کلی ترمودینامیکی استفاده می‌شود. انتقال انرژی از طریق شارش گرما ازآنجاکه به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما ارتباط دارد، دارای مفهوم فیزیکی است. گرما نوعی انرژی است که به علت اختلاف دما بین دو سیستم، از یکی به دیگری منتقل می‌شود و می‌تواند از مرز یک سیستم عبور کند. دما معیاری است برای تعیین میزان گرمی یا سردی یک جسم. سامانه یا سیستم مجموعه یا گروهی از اشیاء مرتبط یا غیرمرتبط است که هدف یا اهدافی خاص را دنبال می‌کنند، به‌گونه‌ای که واحدی پیچیده را تشکیل دهند. یک سامانه معمولاً دربرگیرنده بخش‌ها و عناصری است که به‌هم‌پیوسته شده‌اند تا جریان و روند داده‌ها، ماده یا انرژی را آسان‌تر سازند. یک سامانه معمولاً واحدهایی دارای برهم‌کنش دارد که برای آن‌ها می‌توان الگوهای ریاضی تشکیل داد. شرط انتقال حرارت اختلاف دما است. اگر دو سیستم در حال ارتباط با یکدیگر هم‌دما نباشند، گرما از ناحیه پر دما (گرم) به ناحیه کم دما (سرد) جریان می‌یابد و این جریان تا زمانی ادامه می‌یابد که دو سیستم هم‌دما شوند. چون گرما به دلیل وجودِ گرادیان دمایی شارش می‌یابد، دانستن توزیع دما ضروری است؛ بنابراین در این درس توزیع دمای مکانی در جسم و محاسبه آن حائز اهمیت است. همچنین اگر توزیع دما با زمان متغیر باشد دانستن این تغییر نیز در این درس حائز اهمیت و مورد هدف است. در علوم مهندسی، جابه‌جایی گرما شامل فرآیندهای رسانش گرمایی، تابش گرمایی، همرفت یا جابه‌جایی می‌شود و اغلب بیش از یکی از این فرآیندها در حال رخ‌دادن است. در انتقال گرمای رسانشی، رسانش گرما حالتی از جابه‌جایی انرژی، درون یا بین بدنه اجسام از طریق ذرات تشکیل‌دهنده جسم است. رسانش در همه شکل‌های ماده صورت می‌گیرد، یعنی در جامدها، مایع‌ها، گازها و پلاسماها. در رسانش، بر خلاف همرفت و تابش گرمایی، گرما از درون خود جسم شارش می‌یابد. در انتقال حرارت همرفت حرکت جمعی ذرات یک سیال و یا همان سرعت سیال باعث انتقال گرما بین سیال و یک سطح می‌شود. در انتقال حرارت تابش یا تشعشع نیز امواج الکترومغناطیس بین دو سطح باعث انتقال حرارت بین آن دو سطح می‌شود. انتقال گرمای رسانشی و جابه‌جایی نیازمند گرادیان دما در ماده است. اما انتقال گرمای تشعشعی به محیط مادی نیاز ندارد. تشعشع فرایند بسیار مهمی است و از نظر فیزیکی یکی از جالب‌ترین نوع انتقال گرماست. بسیاری از فرایندهای گرمایش، سرمایش، خشک‌کردن، احتراق سوخت‌های فسیلی و تابش خورشید با تشعشع سروکار دارند.   درس انتقال حرارت در مقاطع تحصیلی کارشناسی ارائه می‌شود و پیش‌نیازهای این درس عبارتند از ریاضیات مهندسی و ترمودینامیک.

یکی از آزمایشگاه‌های آموزشی که برای دانشجویان کارشناسی رشته‌های مهندسی مکانیک و مهندسی عمران برگزار می‌شود، آزمایشگاه مقاومت مصالح است. این درس یک واحدی برای آشنایی دانشجویان به صورت عملی با مفاهیم گفته‌شده در درس مقاومت مصالح ارائه خواهد شد. شما با شرکت در دوره آزمایشگاه مقاومت مصالح می‌توانید به دید بهتری نسبت به آزمایش‌ها و تجهیزات مرتبط با این درس دست پیدا کنید و اطلاعات کاملی برای انجام دادن پروژه‌های آزمایشگاهی خود به دست آورید. معرفی دوره آموزش آزمایشگاه مقاومت مصالح تهیه این دوره آموزش آزمایشگاه مقاومت مصالح زیر نظر آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشکده مکانیک دانشگاه تهران انجام شده است و هم‌اکنون به صورت رایگان در دسترس کاربران قرار دارد. کل زمان لازم برای گذراندن این دوره 4 ساعت خواهد بود و دانشجویان میتوانند با مشاهده محتوای دوره به نحو احسن درس آزمایشگاه مقاموت مصالح را پاس کنند. دوره نام برده به همت جمعی از اساتید برجسته رشته مهندسی مکانیک و عمران دانشگاه تهران گردآوری شده است. اهداف برگزاری آزمایشگاه مقاومت مصالح اغلب دستگاه‌های صنعتی، ماشین‌ها و سازه‌های مهندسی که در دنیای امروزی به کار برده می‌شوند دارای مقاومت و سختی‌های مختلفی هستند. از جمله این قطعات می‌توان به آرماتورها، فلنج‌ها و شفت‌ها اشاره کرد. مهندسین مکانیک و عمران وظیفه دارند میزان تحمل بار سازه‌های مختلف را اندازه‌گیری کنند تا تحمل قطعه در برابر نیروهای مختلف مشخص شود. در واقع بعد از این که مهندس طرح اولیه مربوط به یک سازه یا قطعه صنعتی را کشید و نیروهای وارد بر بخش‌های آن را موردمحاسبه قرار دارد، لازم است که میزان سختی و مقاومت قطعه موردنظر را اندازه‌گیری کند تا بفهمد که آیا این قطعه می‌تواند تنش‌ها و نیروهای وارد بر خود را تحمل کند؛ زیرا در صورت عدم تحمل نیروهای وارده بر یک سازه یا قطعه پایداری خود را از دست می‌دهد.  در آزمایشگاه مقاومت مصالح تجهیزاتی وجود دارند که دانشجویان نحوه کار کردن با آن‌ها و اندازه‌گیری مقاومت و سختی قطعات مختلف را یاد می‌گیرند. در حالت کلی هدف برگزاری این دوره آموزش آزمایشگاه مقاومت مصالح این است که دانشجویان با جنبه عملی مبانی نظری گفته‌شده در درس مقاومت مصالح و آیین‌نامه این رشته آشنا شوند و یاد بگیرند که چگونه رفتار مواد را از جنبه‌های مختلف آزمایش کنند.  در آزمایشگاه مقاومت مصالح چه آزمایش‌هایی انجام می‌شود؟ در آزمایشگاه مقاومت مصالح موارد زیر مورد بحث واقع خواهند شد: کمانش پیچش مقاومت انواع تیرها سختی به ‌روش برینل پل معلق خمش نامتقارن کشش کابل سختی به روش راکول نیروی برشی و خط تأثیر این نیرو فتوالاستیسیته استوانه با پوسته جدار نازک

***متأسفانه جلسه نوزدهم این درس ناقص ضبط شده‌است.***

ایرودینامیک متشکل از "ایرو" و "دینامیک" شاخه ای از مهندسی هوافضا می باشد که به بررسی حرکت جسم صلب مانند پره هواپیما در هوا می پردازد. این درس زیرشاخه ای از دروس مکانیک سیالات و دینامیک گازها می باشد. در این درس بررسی نیروهای وارد بر جسم جامد-نیروی برا, نیروی پسا- نحوه محاسبه آن ها , مطالعه رژیم های مختلف جریان و نحوه محاسبه انها مورد بررسی قرار می گیرد.

درس «علم مواد دکتر محمدعلی نوریان» در نیم‌سال دوم سال تحصیلی 99-98 با کمک تیمی از دانشجویان دانشکده هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ضبط شده‌است.   علم مواد (Materials Science) یا مهندسی و علم مواد یک حوزه‌ی میان‌رشته‌ای است که در آن رابطه‌ی بین ساختار و خواص مواد به‌منظور طراحی مواد جدید برای پاسخگویی به نیازهای روزافزون فناوری مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد. علم و مهندسی مواد شاخه‌ای از علوم است که به طور گسترده در زمینه مواد مختلف مهندسی مانند فلزات، سرامیک‌ها، مواد الکترونیکی و بایومتریال‌ها فعالیت می‌­کند. در این رشته ارتباط بین ساختار مواد، روش ساخت آن‌ها، خواص آن‌ها و عملکرد مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد. مهندسی مواد و متالورژی در گذشته در دو زمینه مجزای سرامیک و متالورژی تقسیم‌بندی می­‌شده‌است ولی اکنون شامل طیف وسیعی از مواد از قبیل فلزات، سرامیک‌ها، پلیمرها، نیمه‌هادی‌ها، مواد مغناطیسی، مواد فوتونیک و مواد بیولوژیکی می‌­شود که تمرکز ما عمدتاً در این درس بر روی مواد مهندسی است یعنی موادی که در عمل و در کاربردهای حرفه‌ای مهندسان مورد استفاده قرار می‌گیرند. فولاد، پلاستیک، شیشه، چوب، بتون، مس، کاغذ و آلومینیم نمونه‌هایی از متداول‌ترین این مواد مهندسی هستند. همچنین با توجه به تحقیقاتی که انجام می‌شود درحالی‌که اغلب مواد قدیمی بهبود می‌یابند پیوسته مواد جدید دیگری نیز بر مجموعه آن‌ها افزوده می‌شود. برای اینکه یک ماده را بتوان ماده مهندسی نامید باید سه شرط زیر را هم‌زمان دارا باشد: غیرزنده باشد (به عنوان مثال پوست گاو تا زمانی که گاو زنده است ماده مهندسی نیست اما پس از مرگ گاو، می‌توان آن را ماده مهندسی به شمار آورد. زیرا زنده‌بودن سبب تغییر می‌شود. ماده مهندسی باید ثبات داشته باشد.) حالت جامد داشته باشد (مایعات و گازها مواد مهندسی محسوب نمی‌شوند.) کاربرد مهندسی داشته باشد.  تولید و تحت فرایند قرار دادن مواد جهت دستیابی به محصولات نهایی مناسب، بخش وسیعی از اقتصاد حال حاضر دنیا را تشکیل می‌دهد. مهندسان به طور پیوسته در حال طراحی محصولات تولیدی و سیستم‌های تولید نوینی بوده که تمامی آن‌ها نیازمند مواد هستند. بدین‌جهت آن‌ها باید با ساختار و خواص مواد مهندسی آشنا باشند تا قادر به انتخاب نمونه‌های مناسب برای هر کاربرد باشند و بتوانند روش‌های تولید بهتری را توسعه دهند. یک مثال ساده در این زمینه، انتخاب ماده یک لوله به‌منظور کاربرد در یک سیستم انتقال سیالات است. در این زمینه مهندس طراح با دامنه وسیعی از مواد گوناگون جهت ساخت لوله، شامل انواع آلیاژهای فلزی همانند انواع فولادها و چدن‌ها (آلیاژهای آهنی)، انواع آلیاژهای غیر آهنی مانند آلیاژهای آلومینیمی، مسی، تیتانیومی، نیکلی، انواع مواد پلیمری (پلی‌اتیلن و غیره) و مواد سرامیکی (کاربید سیلیکون و غیره) ، انواع مواد مرکب و گرافیت روبرو است. زیرا که لوله‌های ساخته شده از تمامی این مواد در ابعاد و اندازه‌های مختلف در بازارهای تجاری در دسترس هستند. در نتیجه او باید با توجه به شرایط کاربرد لوله مذکور و خواص موردنیاز برای آن، مانند مقاومت به انواع خوردگی، سبکی، مقاومت به ضربه، استحکام، دمای کاربرد و مقاومت به شوک‌های حرارتی همراه با درنظرگرفتن سایر موارد مانند قابلیت تولید، قابلیت اتصال دهی و هزینه‌های مرتبط، جنس (ماده) لوله مورد استفاده را انتخاب کند؛ بنابراین آشنایی مهندس طراح با ساختار و خواص مواد اجتناب‌ناپذیر خواهد بود. مثال دیگر در این زمینه توربین‌های گاز هستند که برای تبدیل انرژی حرارتی به مکانیکی استفاده می‌شوند و به انواع زمینی، هوایی و دریایی تقسیم می‌شوند. کاربرد اصلی این وسایل در ساخت موتورهای جت و توربین‌های نیروگاهی است. در طول نیم‌قرن اخیر مهندسان تلاش قابل‌ توجهی به‌منظور افزایش بازدهی و کارایی آن‌ها انجام داده‌اند که در این بین، مواد نقش اساسی را بر عهده داشته‌اند. در حقیقت تاریخ پیشرفت توربین‌های گازی همان تاریخ توسعه مواد مقاوم در درجه حرارت‌های بالا است. با توجه به اینکه امروزه کارایی سوپرآلیاژهای توسعه‌یافته به‌منظور استفاده در توربین‌های گازی به حد اشباع رسیده و سرعت افزایش کارایی آن‌ها رو به کاهش است، بنابراین زمان جایگزینی این فلزات فرارسیده و حرکت به سمت کاربرد مواد مرکب و ترکیب‌های بین فلزی آغاز شده‌است. اتومبیل نمونه دیگری در این زمینه است. جهت کاهش وزن اتومبیل به‌منظور کاهش مصرف انرژی تجدیدناپذیر که اثرات مطلوبی بر روی بهبود شرایط زیست‌محیطی و کاهش هزینه انرژی مصرفی دارد، مهندسان به دنبال موادی با استحکام به وزن بالا، قابلیت شکل‌دهی مناسب و هزینه تولید مطلوب برای جایگزینی با فولاد کم‌کربن هستند. برای تأمین این خواسته، در اواخر دهه هشتاد و اوایل دهه نود استفاده از فولادهای پر استحکام کم آلیاژ (HSLA) و آلیاژهای آلومینیوم و در اواخر دهه نود کاربرد آلیاژهای منیزیم و مواد مرکب در این زمینه توسعه یافت. این‌ها تنها نمونه‌هایی از موارد بی‌شمار تحقیق و توسعه در زمینه ابداع مواد مهندسی جدید و اصلاح مواد قبلی و کاربرد آن‌ها در صنایع گوناگون است. بنابراین جستجو برای مواد مهندسی جدید به طور پیوسته ادامه دارد. زیرا همان‌طور که قبلاً هم بیان شد مهندسان مکانیک در جستجو برای مواد با ظرفیت دمای بالایی هستند که بازدهی عملکرد موتورهای جت را افزایش دهند و مهندسان برق در جستجوی موادی هستند که با استفاده از آن‌ها وسایل الکتریکی بتوانند سریع‌تر و در دماهای بالاتر عمل کنند. درحالی‌که مهندسان هوافضا به دنبال موادی با نسبت استحکام به وزن بالاتر برای هواپیماها و فضاپیماها می‌باشند و مهندسان شیمی، موادی را می‌خواهند که مقاومت به خوردگی بالایی داشته باشد.  در این درس روش‌های گوناگون بررسی عملکرد و ویژگی مواد مختلف با تمرکز بر رفتار آن‌ها متأثر از نیروها و تنش‌های مختلف و کاربردهای آنان مطالعه می‌شود تا صنعتگران و مهندسان بتوانند به‌صورت بهینه و منطبق با نیازهای خود از مواد گوناگون در فعالیت‌های خود بهره ببرند. سرفصل مباحث ارائه شده در این درس عبارت‌اند از: خواص مواد: در این بخش اشاره‌ای به انواع مواد شده سپس مقدمه‌ای در ارتباط با تنش‌ها و نیروهای وارد شده به قطعه و رفتار ماده و قطعه در برابر آن‌ها در چندین حالت بارگذاری نیرو از جمله بارگذاری استاتیکی، دینامیکی و در اثر دما مورد ارزیابی قرار می‌گیرد همچنین در این بخش اشاره‌ای به انواع روش‌های تولید و نحوه انتخاب ماده مطلوب می‌شود. ماهیت فلزات و آلیاژها: در این بخش رابطه خواص ماده و ساختار آن در ابعاد میکروسکوپی و ساختار اتم‌ها، ساختار بلورین فلزات و ساختارهای دانه‌ای مواد مورد ارزیابی قرار گرفته و تأثیر کار سرد و گرم و تبلور مجدد و ... در همین ابعاد مورد بررسی قرار می‌گیرد. نمودارهای تعادل فازی و سیستم آهن-کربن: در این بخش فاز یک ماده و نمودارهای تعادل فازی ماده سپس نمودار تعادل آهن-کربن و تأثیر درصد کربن بر انواع فولاد و دماهای مختلف تحلیل می‌شود. عملیات حرارتی: در این بخش انواع عملیات حرارتی و اهداف مختلف آن تأثیر آن بر روی ماده بررسی می‌شود. فلزات و آلیاژهای آهنی: در این بخش با تمرکز بر آلیاژ آهنی، انواع آن‌ها و ارتباطشان با درصد کربن موجود در ساختار آنان، کوئنچینگ و ... ارزیابی شده و ارتباطشان با استحکام و دیگر خواص مکانیکی مقایسه می‌شود. فلزات و آلیاژهای غیر آهنی: در این فصل برخی از آلیاژهای غیر آهنی از جمله آلیاژهای مس، آلومینیم، منیزیم و ... همچنین برخی از آلیاژها با کاربرد هوافضایی به طور خاص از جمله سوپر آلیاژها، آلیاژهای آلومینیوم با کاربرد هوافضایی بررسی خواهند شد.   از کتب مرجع برای این درس می‌توان به مواد و فرایندهای تولید ای.پال دگارمو و علم مواد اشبی اشاره کرد که این دو کتاب به‌عنوان مرجع در این آموزش نیز استفاده شده است. پیش‌نیاز درس علم مواد درس مقاومت مصالح است. ------------------------------------------- فیلم‌برداری و تدوین: مانی قبولی خوشرو تهیه‌کننده: مانی قبولی خوشرو و کیوان حاجی هاشمی هماهنگی: هادی فتحی‌پور

موتورهای جت هواتنفسی امروزه بیشترین سهم را در سیستم های پیشران هواپیماها دارند. موتورجت نوعی موتور است که از شتاب دادن و تخلیه سیال برای ایجاد پیشرانش برپایه قانون سوم نیوتن استفاده می‌کند. با این تعریف گسترده موتورهایی مانند توربوجت و توربوفن و رم‌جت و موتور موشک، گونه‌ای موتور جت به‌شمار می‌روند؛ ولی معمولاً منظور از موتور جت توربینی است که با بیرون ‌دادن گاز داغ برای پیشرانش به‌ کار می‌رود. در این درس به بررسی قوانین حاکم بر اینگونه موتورها و تحلیل عملکرد آن ها پرداخته می‌شود.

دینامیک روتور یک شاخه تخصصی از مکانیک کاربردی مربوط به رفتار و تشخیص ساختار چرخشی است. معمولا برای تجزیه و تحلیل رفتار ساختارها از موتورهای جت و توربین بخار به موتورهای خودکار و ذخیره سازی دیسک کامپیوتر استفاده می شود.در مراحل اولیه، دینامیک روتور مربوط به یک یا چند ساختار مکانیکی (روتور) است که توسط یاتاقان ها پشتیبانی می شود و تحت تاثیر پدیده های داخلی قرار می گیرند که در اطراف محور یکسانی چرخ می زند. ساختار حمایت کننده استاتور نامیده می شود.

مکانیک سیالات شاخه‌ای از علوم مهندسی است که در آن از تعادل (استاتیکی و دینامیکی) سیالات صحبت می­‌شود. هرجا که سیال ساکن و یا در حرکت باشد، معادلات و قوانین مکانیک سیالات قابل استفاده بوده و با حل آن‌ها می‌­توان رفتار سیستم، شامل سیال را پیش­‌بینی نمود. باتوجه‌به ماهیت غیرخطی روابط حاکم، طبیعی است که پاسخ‌یابی آن­‌ها در اغلب موارد به ابزار ریاضی کافی نیاز دارد. در این درس که برای دانشجویان کارشناسی‌ارشد مکانیک، هوافضا، عمران و مهندسی شیمی تهیه گردیده، سعی شده که ابزار لازم برای آنالیز دسته‌­ای از مسائل دینامیک سیالات در اختیار دانشجو قرار گیرد به‌طوری‌که بتواند از آن در تجزیه‌وتحلیل مسائل تحقیقاتی و کاربردی استفاده نماید. اغلب در دروس مربوط به علوم سیالاتی در تحصیلات تکمیلی، کمی هم‌پوشانی وجود دارد. به عنوان مثال مطالب مربوط به سیال لزج و معادلات ناویر-استوکس علاوه بر مکانیک سیالات پیشرفته در دروس انتقال حرارت و تئوری لایه مرزی نیز بررسی می‌گردد. از این رو تمرکز مطالب این مجموعه چنان که پیش‌تر گفته شد، بر بخش دوم کتاب یعنی جریان سیال ایده‌­آل یا جریان پتانسیل است. در بخش نخست مفاهیم اولیه و معادلات پایه مورد بحث قرار می‌­گیرد. برای ارائه بهتر موضوعات به‌ویژه درباره نگاه لاگرانژی و اویلری (مختصات مادی و فضایی) مطالب کتاب را در این قسمت بسط داده‌­ایم. در فصل دوم، سینماتیک جریان مورد بحث قرار گرفته است که ضمن حل مثال، خطوط مهم میدان‌های جریان سیال، خط جریان، خط مسیر، خط رگه و خط زمان معرفی شده‌اند. فصل سوم این دوره نیز تماماً به فرم‌های دیگر معادلات حاکم مانند معادله برنولی، کراکو و ورتیسیتی اختصاص دارد. در بخش دوم به جریان پتانسیل می­‌پردازیم که فصول چهارم و پنجم کتاب را شامل می‌­شود. در فصل چهارم جریان پتانسیل دو‌بعدی بررسی می­‌شود که در آن از تئوری توابع مختلط استفاده شده است. در این فصل علاوه بر بررسی جریان‌های پایه، تبدیل شوارتز-کریستوفل و کاربرد جالب آن در تئوری خطوط جریان آزاد نیز آمده است. تبدیل ژوکوفسکی و کاربرد آن نیز از مباحث این فصل است. در فصل پنجم کتاب نیز جریان پتانسیل سه‌بعدی بررسی شده است. در این قسمت ضمن حل کلی معادله پتانسیل (معادله لاپلاس) جریان‌های پایه (چشمه و چاه) و متقارن محوری تجزیه‌وتحلیل می‌‌شود.   منبع دوره مکانیک سیالات پیشرفته چیست؟   مرجع این درس کتاب مبانی مکانیک سیالات نوشته ایان کوری - ویرایش چهارم است که دو بخش نخست آن به‌طور کامل در این دوره تدریس شده است.   ***این دوره درحال تکمیل است***

طراحی را قلب مهندسی می‌نامند. از رویکردهای طراحی، استفاده از مدل‌سازی است. یکی از اهداف آموزش مهندسی، تربیت مهندسانی است که بتوانند در چرخه طراحی مهندسی فعالیت کنند. طراحی مهندسی فرایندی است که در نتیجه آن یک محصول یا یک سیستم به وجود می‌آید. این فرایند از سه جنبه «کاهش هزینه»، «بهبود کیفیت» و «کاهش زمان» حائز اهمیت است. طراحی مهندسی به عنوان یک فرایند از مراحلی تشکیل‌ شده است. در مرحله نخست طراحی، مساله اصلی (Why, What, How) طرح و تعریف می‌شود. در مرحله بعد ایده‌های اولیه برای این مساله تولید شده و پس از طی مراحل اصلاح و تحلیل محصول، طرح کامل‌شده به تولید می‌رسد. در نهایت محصول چرخه عمر خود را طی می‌کند. با گسترش کاربرد رایانه در مهندسی طی سالیان اخیر تغییرات چشمگیری در فرایند طراحی و مدل‌سازی مهندسی به وجود آمده است. فارغ از نوع نگاه به طراحی مهندسی، در فرایند طراحی به ابزارهایی نیاز داریم که مدل‌سازی سه‌بعدی یکی از مهمترین آن‌هاست. با توجه به اهمیت و گستره مدل‌سازی در رشته‌های مختلف مهندسی، بسیاری از مدارس فنی در دنیا اهمیت و ارزش ویژه‌ای برای آموزش اصول، مفاهیم و کاربردهای آن قائلند. به همین دلیل آشنایی دانش‌آموختگان رشته‌های مهندسی با دانش، اصول و کاربردهای مدل‌سازی سه‌بعدی برای موفقیت در حرفه مهندسی ضروری به نظر می‌رسد. از سوی دیگر مطالب درس‌های متعددی در رشته‌های مختلف مهندسی، به نوعی با مدل‌سازی مرتبط هستند. از این رو، آموزش مفاهیم و اصول اولیه مدل‌سازی سه‌بعدی نه تنها در موفقیت شغلی دانش‌آموختگان رشته‌های مهندسی موثر است، بلکه در صورت یادگیری، آن می‌تواند به دانشجویان در فراگیری بهتر بعضی از دروس تخصصی مهندسی هم یاری برساند. از آنجا که رشته‌های مختلف مهندسی تفاوت‌هایی زیادی با یک‌دیگر دارند، میزان نیاز دانشجویان رشته‌های مختلف مهندسی به یادگیری اصول مدل‌سازی به خصوص مدل‌سازی سه‌بعدی رایانه‌ای و کاربردهای آن در طراحی مهندسی هم متفاوت است. دانشجویان رشته‌های مهندسی که در آن‌ها طراحی و تولید مصنوعات فیزیکی (اعم از ماشین، محصول، ساختمان و سایر موارد) پررنگ‌تر است، مانند مهندسی هوافضا، مهندسی مکانیک و مهندسی عمران نیاز بیشتری به یادگیری این مفاهیم دارند. درس آموزش مدل سازی در نیم‌سال دوم 1399-1398 در مقطع کارشناسی توسط دکتر سید محمد باقر ملائک، استاد تمام دانشکده هوافضا دانشگاه صنعتی شریف تدریس شده است. با توجه به شیوع کرونا، برگزاری این کلاس به صورت آنلاین بوده و به علت مشکلات ناشی از قطعی اینترنت، قسمت‌هایی از این درس در تدوین نهایی حذف شده است تا مشاهده آن برای شما کاربران گرامی خوشایند باشد.

درس «انتقال حرارت تشعشع» در نیم‌سال دوم سال تحصیلی 99-98، در دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی شریف ارائه شده‌است. برای اولین بار است که این درس به شکل آنلاین و مجازی ارائه می‌شود.   عبارت انتقال حرارت تشعشعی به علم انتقال حرارت در اثر امواج الکترومغناطیس اشاره می‌کند. مثال‌های روزمره و واضح مرتبط با این علم عبارت‌اند از تابش خورشید در یک روز غیر ابری، حس گرمای بیشتر از سمت روبروی آتش، آبی بودن آسمان، قرمز بودن غروب آفتاب و حس سرمای بیشتر در شب وقتی آسمان صاف و غیر ابری است. تمام مواد به طور پیوسته در حال گسیل انرژی از طریق امواج الکترومغناطیسی و یا فوتون‌ها هستند. قدرت این امواج وابسته به دمای آن‌ها است. همچنین انرژی گسیل شده به طول موج، به جهت انتشار و به خواص سطوح و مواد وابستگی دارد. یک فرق اصلی بین انتقال حرارت تشعشعی و دو حالت دیگر انتقال حرارت یعنی رسانش و جابه‌جایی این است که انتقال حرارت تشعشعی می‌تواند بین دو ماده بافاصله زیاد درحالی‌که بین آن‌ها ماده‌ای وجود ندارد اتفاق بیفتد. به عبارتی امواج گسیل شده از اجسام برای انتشار به ماده نیازی ندارند. حتی هوای اطراف در انتقال حرارت تشعشعی نقش زیادی بازی نمی‌کند. انتقال حرارت تشعشعی در کاربردهایی که دمای بالایی وجود دارد می‌تواند مهم باشد. مثال‌هایی از این موارد شامل آتش، کوره‌ها، نازل راکت‌ها، واکنش‌های هسته‌ای، دمای بالا حین برگشت سفینه به جو زمین و محفظه احتراق انواع موتورها می‌شود. از کاربردهای دیگری که در آن دمای خیلی بالا مطرح نیست مسائل مدیریت حرارتی و انتقال حرارت در ماهواره‌ها است. حضور تشعشع خورشید و عدم حضور آن اختلاف دمای قابل توجهی روی سطوح ماهواره‌ها ایجاد می‌کند که لازم است مدیریت شود. مثال روزمره دیگر استفاده از ماکروویو است که گرمایش در آن از طریق تشعشع صورت می‌گیرد. مسئله مهم دیگری که به تشعشع مربوط می‌شود گرمایش زمین است که در اثر جذب تشعشع خورشیدی توسط دی‌اکسیدکربن ایجاد شده توسط بشر در زمین است. خواص ذکر شده در بالا باعث می‌شود روش تحلیل در انتقال حرارت تشعشع با رسانش یا جابه‌جایی متفاوت باشد. در رسانش یا جابه‌جایی فاصله مورد نظر برای انتقال حرارت بین ذرات یک ماده خیلی کوچک و در حد فواصل بین مولکولی است؛ بنابراین با انتخاب یک حجم دیفرانسیلی کوچک می‌توان به معادلات دیفرانسیل مناسبی برای حل و تحلیل مسئله رسید. این فاصله در تشعشع می‌تواند از فواصل بین مولکولی تا فواصل بسیار طولانی مثل فاصله بین خورشید تا زمین باشد؛ بنابراین نوشتن معادله بقای انرژی برای یک حجم دیفرانسیلی در انتقال حرارت تشعشعی کمکی به حل و تحلیل مسائل نمی‌کند بلکه باید به معادلات انتگرالی برای کل حجم مورد نظر دست یافت که شامل فرکانس یا طول موج، مختصات مکانی، جهات انتقال تشعشعی و زمان می‌شود. خواص در حالت‌های دیگر انتقال حرارت مخصوصاً انتقال حرارت رسانشی خیلی راحت‌تر از انتقال حرارت تشعشعی اندازه‌گیری می‌شوند. این پیچیدگی باعث می‌شود که در این درس وقت بیشتری به معرفی و تحلیل خواص تشعشعی اختصاص یابد. این درس در مقاطع تحصیلی کارشناسی ارشد و دکتری ارائه می‌شود و پیش‌نیازهای این درس عبارت‌اند از: ریاضیات، انتقال حرارت و ترمودینامیک در دوره کارشناسی