Το μάθημα βασίζεται στα σχετικά κεφάλαια του βιβλίου των Roger D. Blandford και Kip S. Thorne με τίτλο “Modern Classical Physics” και στο προτεινόμενο σύγγραμμα του Ν. Βλαχάκη, “Δυναμική των Ρευστών”.
Χρήσιμη βιβλιογραφία είναι και το προτεινόμενο σύγγραμμα των Ι. Δ. Χατζηδημητρίου και Γ. Δ. Μπόζη, με τίτλο “Εισαγωγή στη Μηχανική των Συνεχών Μέσων”, που καλύπτει μέρος της ύλης.
Ενδεικτικά η ύλη του μαθήματος είναι:
• Εισαγωγή στις γενικές έννοιες και ορισμοί ποσοτήτων που αφορούν τα ρευστά (Τανυστής των τάσεων, τοπική και ολική παράγωγος).
• Κάποια στοιχεία στατικής των ρευστών (πυκνότητες δύναμης, πίεση, ροές ορμής).
• Κινηματική των ρευστών. Ανάλυση της κινήσεως του ρευστού. Ασυμπίεστες και αστρόβιλες ροές (δυναμικές ροές), δυναμικό ταχύτητας και ροϊκή συνάρτηση. Γραμμές ροής, γραμμές εκπομπής, τροχιές και απεικόνισή τους.
• Ιδανικά ρευστά – Εξισώσεις διατήρησης και εξισώσεις κίνησης του ρευστού και ολοκληρώματα αυτών (εξίσωση Bernoulli). Εφαρμογές στα ιδανικά ρευστά. Γεωστροφικές ροές, απόλυτος και δυναμικός στροβιλισμός.
• Πραγματικά ρευστά – Εξισώσεις κίνησης και εφαρμογές (επίλυση διαφόρων βασικών ροών, ροές με μικρούς αριθμούς Reynolds, ροές με μεγάλους αριθμούς Reynolds). Εισαγωγή σε υπολογιστικές εφαρμογές (CFD).
• Διαταραχές στα ρευστά και κύματα (επιφανειακά και εσωτερικά κύματα βαρύτητας, κύματα Rossby, αδρανειακά κύματα). Ακουστικά κύματα. Κρουστικά/ωστικά κύματα.
• Αστάθειες στα ρευστά (Jeans, Kelvin-Helmholtz, Rayleigh-Taylor, Rayleigh-Benard, κριτήριο Rayleigh).
• Εισαγωγή στην τυρβώδη ροή.
Η διδασκαλία της ύλης συμπληρώνεται με 5 σετ ασκήσεων (υποχρεωτικών ή προαιρετικών) που είναι είτε ασκήσεις εμπέδωσης της θεωρίας είτε ασκήσεις εφαρμογών, συμπληρωματικές σημειώσεις, καθώς και σειρά από βίντεο με παλαιότερες διαλέξεις του μαθήματος ή άλλο εκπαιδευτικό υλικό, όπως τη συλλογή των National Committee for Fluid Mechanics Films (NCFMF) από το αρχείο του ΜΙΤ και άλλα βίντεο επίδειξης, καθώς και notebooks με υπολογιστικές εφαρμογές σε python.