SD2175 Numeriska metoder för akustik och vibrationer 9,0 hp

Numerical Methods for Acoustics and Vibration

Kursen behandlar de teoretiska grunderna för elementbaserade, diskreta analysmetoder, finit element metod (FEM) och randintegralmetod (BEM). Tonvikten ligger på lösningar av akustiska problem och vibrationsproblem, inverkan av dämpning.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

  • Betygsskala

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

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 för programstuderande

VT20 för programstuderande

Lärandemål

Efter genomgången kurs ska studenten kunna:

  • Förklara nyckelbegrepp bakom numeriska metoder för akustik och vibrationer, såsom finita element- och finita differensmetoder och diskutera dem i fråga av förenklingar, noggrannhet, utförande och validering.
  • Tillämpa numerisk teori till akustik- och vibrationsproblem genom att införa den i numeriska program, och utföra numeriska beräkningar med beräkningsprogram som Matlab och Comsol Multiphysics.
  • Reflektera över numeriska implementeringar, välja lämpliga modelleringsmetoder och felsöka problem som uppstår.
  • Utvärdera och kritiskt bedöma numeriska resultat för att föreslå förbättringar från både fysiska och numeriska modelleringsperspektiv.
  • Presentera resultatet av sitt arbete i gruppdiskussioner, formella muntliga presentationer och skriftliga rapporter.

Kursens huvudsakliga innehåll

Introduktion till numeriska metoder. Matematiska modeller och dess numeriska lösning. Finita differensmetod. Galerkins metod and viktade residualer. Enkla element och dess olika formuleringar. Isoparametriska element. Numerisk interpolation. Konvergensegenskaper för dynamiska problem. Hierarkiska element. Direkta och iterativa lösare. Egenvärdeslösning. Modal superposition. Exempel på akustisk avstrålning och spridning med hjälp av BEM. Grundläggande fluid-struktur interaktion. Beräkning av respons hos ett kopplat struktur-akustiskt problem. Modellering och inverkan av dämpning.

Behörighet

Grundläggande kurser i matematik och mekanik.

Litteratur

Kurskompendium: Numeriska metoder inom akustik och vibrationer.

Examination

  • INLA - 4x Hemuppgifter & skriftlig redovisning, 6,0, betygsskala: P, F
  • PROA - Projektuppgift & muntlig och skriftlig redovisning, 3,0, betygsskala: P, F

Krav för slutbetyg

Skriftlig examination (TEN1; 4 HP), Hemuppgifter, skriftlig redovisning (INL1; 3 HP), Projektuppgift, muntlig och skriftlig redovisning (INL2; 2 HP).

Ges av

SCI/Farkost och flyg

Examinator

Peter Göransson <pege@kth.se>

Påbyggnad

SD2165 Acoustical Measurements
SD2150 Experimental Structure Dynamics
SD2155 Flow Acoustics
SD2160 Ljud- och Vibrationsprojekt
SD2170 Energy Methods
SD2180 Non-Linear Acoustics
SD2185 Ultrasonics
SD2190 Vehicle Acoustics and Vibration

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2018.
Examinationsinformation gäller från och med VT2016.