РЕКОМЕНДУЕМАЯ ФОРМА для разработчиков 
основных профессиональных образовательных программ 
при реализации ОС МГУ на основе ФГОС 3+

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования 
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Механико-математический факультет
Кафедра вычислительной механики

УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
______________/В.А.Левин/
«6» февраля 2017 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Наименование дисциплины (модуля):
Детонационные волны в газах
код и наименование дисциплины (модуля)

Уровень высшего образования: 
специалитет
указывается: бакалавриат, магистратура или специалитет

Направление подготовки (специальность): 
1.01.05.01 — «Фундаментальные математика и механика»
(код и название направления/специальности)

Направленность (профиль) ОПОП:
Фундаментальная механика
(если дисциплина (модуль) относится к вариативной части программы)

Форма обучения:
очная

Рабочая программа рассмотрена и одобрена 
на заседании  кафедры вычислительной механики
(протокол № 14, «6» февраля 2017 года)

Москва 2017

На обратной стороне титула:
Рабочая программа дисциплины (модуля) разработана в соответствии с самостоятельно установленным МГУ образовательным стандартом (ОС МГУ) для реализуемых основных профессиональных образовательных программ высшего образования по направлению подготовки 1.01.05.01 — «Фундаментальные математика и механика» (программы специалитета) в редакции приказа МГУ от 30 декабря 2016 г.

Год (годы) приема на обучение_____2017. 

1. Место дисциплины (модуля) в структуре ОПОП ВО: относится к вариативной части.
2. Входные требования для освоения дисциплины (модуля), предварительные условия (если есть):
до начала изучения должны быть освоены следующие дисциплины: математический анализ, уравнения в частных производных, механика сплошной среды, газовая динамика.
3. Результаты обучения по дисциплине (модулю), соотнесенные с требуемыми компетенциями выпускников.

Компетенции выпускников (коды)	Планируемые результаты обучения по дисциплине (модулю), соотнесенные с компетенциями	

СПК-1
	Знать:
−	основы газовой детонации;
−	математические модели детонационного горения газовой смеси;
−	основы химической кинетики;
−	особенности инициирования и распространения волн детонации в газе;
−	качественные и количественные методы исследования течений с детонационными волнами.
Уметь:
−	научно анализировать проблему;
−	использовать на практике полученные базовые знания.

СПК-2
	Уметь:
−	использовать полученные знания для самостоятельного решения новых задач;
−	физически корректно ставить задачи газовой динамики;
−	выбирать методы их анализа и решения;
−	представлять и интерпретировать полученные результаты;
−	анализировать протекающие процессы.

СПК-3
	Уметь: 
−	использовать полученные знания для решения новых задач;
−	давать качественные заключения о поведении сложных механических систем;
−	приобретать новые знания, в том числе с использованием современных образовательных и информационных технологий.	

4. Формат обучения 
аудиторные занятия. 

5. Объем дисциплины (модуля) составляет 3 зачетные единицы, всего 72 часа, в том числе 40 академических часов, отведенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (36 часов занятия лекционного типа, 0 часов занятия семинарского типа (семинары, научно-практические занятия, лабораторные работы и т.п.), 2 часа групповые консультации, 0 часов индивидуальные консультации, 0 часов мероприятия текущего контроля успеваемости, 2 часа мероприятия промежуточной аттестации), 32 академических часа на самостоятельную работу обучающихся. 

6. Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и виды учебных занятий 

Наименование и краткое содержание разделов и тем дисциплины (модуля), 
форма промежуточной аттестации по дисциплине (модулю)	Всего
(часы)	В том числе	
		Контактная работа 
(работа во взаимодействии с преподавателем)
Виды контактной работы, часы	Самостоятельная работа обучающегося,
 часы 	
		
Занятия лекционного типа 	
Занятия семинарского типа*	Всего 	

	
Соотношения на поверхности разрыва. 
Сильный разрыв в идеальном газе. Адиабата Гюгонио. Теорема Цемплена для слабых скачков. 
Нормальный газ. Теорема Цемплена для скачков произвольной интенсивности в нормальном газе. Ударные волны.
Модель бесконечно-тонкой волны с тепловыделением. Режимы распространения скачка с тепловыделением. Детонация Чепмена-Жуге. Пересжатая детонация. Эволюционные разрывы. 
Одномерные нестационарные течения. Уравнения в характеристической форме. Волны Римана. Задача о распространении плоской волны детонации. Распространение самоподдерживающихся волн детонации. 
Асимптотическое поведение ударных и детонационных волн.
Задача Гудерлея о сходящейся ударной волне. 
Начала химической кинетики взрывных процессов. Закон действующих масс. Прямая и обратная реакции, константа равновесия. Цепной механизм химического взаимодействия.
Модели детонационного горения, учитывающие структуру волны. Модель детонации Зельдовича-Неймана-Деринга, модель Щелкина, модель Коробейникова-Левина. 
Математическая модель нестационарного течения многокомпонентного невязкого газа с учетом детальной кинетики химического взаимодействия.
Структура волны детонации. Спиновая детонация. Ячеистая структура детонационной волны. Критическая энергия инициирования детонации. Пределы детонации.
Распространение пламени. Переход горения в детонацию.
Выход детонационной волны в открытое пространство.
Распространение детонационных волн в каналах с препятствиями, срыв и восстановление детонации.	68	36	0	36	32	
Групповые консультации
	2	2	0	2	0	
Промежуточная аттестация: экзамен	2	2	0	2	0	
Итого	72	40	0	40	32	

7. Фонд оценочных средств (ФОС) для оценивания результатов обучения по дисциплине (модулю).
7.1. Типовые контрольные задания или иные материалы для проведения текущего контроля успеваемости.
7.2. Типовые контрольные задания или иные материалы для проведения промежуточной аттестации.
Контрольные вопросы для промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
1.	Соотношения на поверхности сильного разрыва в идеальном газе. Адиабата Гюгонио. Теорема Цемплена для слабых скачков. 
2.	Адиабата Гюгонио для модели совершенного газа. 
3.	Нормальный газ. Теорема Цемплена для скачков произвольной интенсивности в нормальном газе.
4.	Модель бесконечно-тонкой волны с тепловыделением. Свойства кривой Гюгонио. Точки Чепмена-Жуге. Пересжатая детонация. Эволюционные разрывы.
5.	Одномерные нестационарные течения. Уравнения в характеристической форме. 
6.	Волна Римана.
7.	Задача о распространении плоской детонационной волны. 
8.	Асимптотическое поведение ударных волн.
9.	Асимптотическое поведение детонационных волн.
10.	Задача Гудерлея о сходящейся ударной волне. Явление кумуляции. 
11.	Закон действующих масс. Прямая и обратная реакции, константа равновесия. Константа скорости реакции. Элементарная реакция. Энергия активации. Цепной механизм химических реакций. 
12.	Структура детонационной волны. Модели с учетом структуры детонации. 
13.	Равновесная детонационная адиабата.
14.	Математическая модель течения многокомпонентного невязкого газа с учетом детальной кинетики химического взаимодействия. 
15.	Критическая энергия инициирования детонации. Пределы детонации. Ячеистая структура детонационной волны. Спиновая детонация.

ШКАЛА И КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ результатов обучения (РО) по дисциплине (модулю)  	
Оценка
РО и
соответствующие виды оценочных средств 	2	3	4	5	
Знания
(виды оценочных средств:  устные и письменные опросы и контрольные работы, тесты,  и т.п. )	Отсутствие знаний	Фрагментарные знания	Общие, но не структурированные знания	Сформированные систематические знания	
Умения
(виды оценочных средств: практические контрольные задания, написание и защита рефератов  на заданную тему и т.п.) 	Отсутствие умений	В целом успешное, но не систематическое умение	В целом успешное, но содержащее отдельные пробелы умение (допускает неточности непринципиального характера)	Успешное и систематическое умение	
Навыки 
(владения, опыт деятельности)
(виды оценочных средств: выполнение и защита курсовой работы, отчет по практике, отчет по НИР и т.п.) 	Отсутствие навыков (владений, опыта)	Наличие отдельных навыков (наличие фрагментарного опыта)	В целом, сформированные навыки (владения), но используемые не в активной форме	Сформированные навыки (владения), применяемые при решении задач	

8. Ресурсное обеспечение:
•	Перечень основной и дополнительной литературы.
Основная литература.
o	Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1973.
o	Черный Г.Г. Газовая динамика. М.: Наука, 1988.
o	Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1987.
o	Черный Г.Г. Избранные труды. М.: Наука, 2009.
o	Вильямс Ф.А. Теория горения. М.: Наука, 1971.
o	Солоухин Р.И. Ударные волны и детонация в газах. М., 1963.
o	Lee J.H.S. The Detonation Phenomenon. Cambridge: Cambridge University Press, 2008.
o	Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.
Дополнительная литература.
o	Митрофанов В.В. Детонация гомогенных и гетерогенных систем. Новосибирск, 2003.
o	Забабахин И.Е., Забабахин Е.И. Явления неограниченной кумуляции. М.: Наука, 1988.
o	Крайко А.Н. Теоретическая газовая динамика. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2010.
o	Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977.
o	Овсянников Л.В. Лекции по основам газовой динамики. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003.
•	Перечень лицензионного программного обеспечения (при необходимости)
не требуется
•	Перечень профессиональных баз данных и информационных справочных систем 
Web of Science, Scopus, РИНЦ.
•	Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» (при необходимости)
Электронная библиотека попечительского совета механико-математического факультета МГУ (lib.mexmat.ru)
•	Описание материально-технического обеспечения.
−	аудитория с доской и проектором для демонстрации презентаций;
−	ноутбук.

9. Язык преподавания.
русский
10. Преподаватель (преподаватели).
В.А. Левин, академик, профессор; 
Т.А. Журавская, к.ф.-м.н. 
11. Автор (авторы) программы.
В.А. Левин, академик, профессор; 
Т.А. Журавская, к.ф.-м.н.