In English

SG2214 Strömningsmekanik 7,5 hp

Fluid Mechanics

OBS!

Informationen nedan baseras på en kursplan som är ersatt av en senare utgåva.

All strömning beskrivs matematiskt av samma uppsättning av partiella differentialekvationer, Navier-Stokes ekvationer. Detta omfattar tex, aerodynamik för flygplan, turbulens runt bilar eller i atmosfärens rörelser, termisk konvektion i solen eller runt en människas kropp. Kursen är en djupgående introduktion till strömningsmekanik, med tyngdpunkt på användning av Navier-Stokes ekvationer för att beskriva strömningsmekaniska fenomen. Ekvationerna härleds i detalj och flera exempel på lösningar beskrivs. Förutom tillämpningar inom ingenjörsteknik har strömningsmekanik har också många viktiga tillämpningar inom tex geo-, astro- och biofysik, vilket gör kursen till en bra utgångspunkt för studenter med intresse för varierande tillämpningar.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå

  • Kursnivå (A-D)

    C

  • Huvudområde

    Maskinteknik

  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT13 TTEMM för programstuderande

HT13 TTEMM för programstuderande

  • Perioder

    HT13 P1 (7,5 hp)

  • Anmälningskod

    50390

  • Kursen startar

    2013 vecka: 36

  • Kursen slutar

    2013 vecka: 44

  • Undervisningsspråk

    Engelska

  • Campus

    KTH Campus

  • Antal föreläsningar

    29 (preliminärt)

  • Antal övningar

    31 (preliminärt)

  • Undervisningstid

    Dagtid

  • Undervisningsform

    Normal

  • Antal platser

    Ingen begränsning

  • Schema

    Schema (nytt fönster)

  • Kursansvarig

    Anders Dahlkild

  • Lärare

    Anders Dahlkild

  • Målgrupp

    Enbart avsedd för studenter inom samarbetet Science without Borders

Lärandemål

  • Studenten skall kunna formulera matematiska modeller av strömningsmekaniska fenomen, och göra relevanta approximationer.
  • Studenten skall för enkla fall kunna tillämpa de framtagna modellerna (numeriskt eller teoretiskt) och kunna tolka resultatet.
  • Studenten ska skaffa sig en grundläggande förberedelse för att som färdig civilingenjör kunna arbeta med strömningsberäkningar för tekniska problem.

Kursens huvudsakliga innehåll

Studenten skall kunna

  • härleda Navier-Stokes och förklara innebörden dess termer, inklusive spännings- och deformationshastighetstensorerna.
  • beskriva övergången från kompressibla till inkompressibla ekvationer.
  • beräkna strömningsfältet för ett antal s.k. exakta lösningar.
  • härleda vorticitetsekvationen och redogöra för innebörden i dess termer.
  • kunna använda sig av strömfunktion, hastighetspotential och Bernoulli’s ekvation.
  • kunna redogöra för och härleda gränsskiktsapproximationen av Navier-Stokes ekvationer, samt att kunna redogöra för likformighetslösningar till dessa, inklusive enkla termiska gränsskikt.
  • kunna beskriva fenomenet avlösning.
  • kunna redogöra för enkla turbulensfenomen, som tex turbulenta spänningar.
  • härleda Reynoldsmedelvärdesbildade ekvationer.
  • kunna föreslå mätmetoder för att mäta hastigheten i ett strömmande medium.

Behörighet

Inga särskilda förkunskaper erfordras utöver obligatoriska kurser inom basprogrammen för F och T. För F rekommenderas kursen SG2223 Strömningsmekanik för F.
Utöver obligatoriska kurser inom basprogrammen för B och M erfordras kurserna 5B1304 Matematisk kompletteringskurs för M 5C1921 Teknisk strömningslära.
Studenten skall
Ha goda färdigheter i linjär algebra och differential- och integralkalkyl med flera variabler, vektoranalys, Gauss och Stokes satser, samt lösning av elementära partiella differential ekvationer.
Ha kunskaper om grundläggande strömningsfenomen och bekantskap med elementära strömningsekvationer.
Vana vid datoranvändning med t.ex. Matlab.

Rekommenderade förkunskaper

Studenten skall:
Ha goda färdigheter i linjär algebra och differential- och integralkalkyl med flera variabler, vektoranalys, Gauss och Stokes satser, samt lösning av elementära partiella differential ekvationer.
Ha kunskaper om grundläggande strömningsfenomen och bekantskap med elementära strömningsekvationer.
Vana vid datoranvändning med t.ex. Matlab.

Litteratur

Meddelas vid kursstart. Läsåret 10/11 användes Kundu & Cohen, Fluid Mechanics, Academic Press, 2008.

Examination

  • INL1 - Inlämningsuppgift/laboration, 3,0 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

(TEN1; 4,5 hp), (INL1; 3 hp)
Tentamensmoment med problem som examinerar färdigheter i problemlösning och tillämpning av matematiska metoder.
Inlämningsuppgift/hemtal, inklusive projekt där en strömning analyseras med datorverktyg.
Laboration med datainsamling i vindtunneluppställning och efterföljande databehandling.

Ges av

SCI/Mekanik

Kontaktperson

Anders Dahlkild

Examinator

Anders Dahlkild

Övrig information

Kursen är obligatorisk för studenter som går Strömningsmekanikspåret i masterprogrammet för Teknisk Mekanik.

Påbyggnad

SG2218 Turbulens

SG2215 Kompressibel strömning

SG2221 Vågrörelser och hydrodynamisk stabilitet

SG2212 Strömningsmekaniska beräkningar

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT11.
Examinationsinformation giltig från och med HT07.