SG1217 Strömningsmekanik, grundkurs 6,0 hp

Fluid Mechanics, Basic Course

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Huvudområde

    Teknik
  • Betygsskala

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

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 för programstuderande

VT20 för programstuderande

Lärandemål

Efter att ha studerat denna kurs skall studenterna kunna

- tillämpa konserveringslagarna för massa och rörelsemängd i olika strömningsmekaniska problemställningar för att t.ex.

  • analysera kraftväxelverkan mellan fasta kroppar och strömmande/stationära fluider

- välja lämplig matematisk modell och med denna uppskatta storleken på strömningsmekaniska storheter i specifika generiska problemställningar.

Mer konkret skall studenterna kunna:

- beräkna tryck i hydrostatiska problemställningar, speciellt i s.k. kommunicerande kärl

- använda kinematiska verktyg som t.ex. strömlinje, partikelbana och strömrör för att tolka strömningsfält

- tillämpa konserveringslagen för rörelsemängd i integralform för att beräkna reaktionskraften på

  • dels rör- och kanalväggar från en strömmande fluid och
  • dels omströmmade kroppar

- avgöra om hänsyn behöver tas till fluidens viskositet i en specifik problemställning

- beräkna hastighets- och tryckfördelning vid friktionsfri och stationär

  • strömrörsströmning
  • plan strömning

- beräkna tryckfall och volymflöde i viskös rör- och kanalströmning

- beräkna friktionsmotstånd på plana ytor

- förklara uppkomsten av lyftkraft på en vingprofil

- beräkna motstånd vid strömning förbi generiska kroppar

- förklara uppkomsten av strömlinjers avlösning från omströmmade kroppar och hur detta påverkar motståndet.

Efter att ha studerat denna kurs skall studenterna ha utvecklat sin förmåga att

- identifiera och formulera en matematisk modell från en fysikalisk verklighet

- tillämpa matematisk metodik vid analys av fysikaliska problemställningar

- genomföra en jämförande analys mellan resultaten från en matematisk modell och motsvarande empiriska data

- analysera engelskspråkig information för vidare tillämpning inom ämnesområdet.

Kursens huvudsakliga innehåll

Hydrostatik. Strömningars kinematik. Strömlinje och partikelbana. Dimensionsanalys. Friktionsfri inkompressibel strömning. Bernoullis ekvation. Kontrollvolymsformuleringen av kontinuitets- och rörelsemängds-ekvationen. Strömfunktion för tvådimensionell strömning. Rotationsfri strömning och hastighetspotential. Viskös strömning: laminär och turbulent strömning i kanaler och gränsskikt, avlösning. I anslutning till en del lektioner genomförs i strömningsmekaniklaboratoriet demonstrationer av olika strömningsfenomen.

Laborationer:

Två obligatoriska laborationer, vilka genomförs i grupper om fyra teknologer. Varje laborationstillfälle inleds med ett kort förhör för att kontrollera att gruppens samtliga medlemmar är tillfredsställande förberedda. Laborationsredogörelsen kan färdigställas vid laborationstillfället. Dessutom genomförs i anslutning till lektionerna några demonstrationer i strömningsmekaniklaboratoriet av olika strömningsfenomen.

Projektuppgift

Obligatorisk projektuppgift om strömningsfenomen runt en tvådimensionell vingprofil, speciellt med avseende på bestämning av lyftkraften.

Behörighet

Kursens uppläggning förutsätter att årskurs 1 för T eller motsvarande har inhämtats.

Litteratur

Nakayama & Boucher, “Introduction to Fluid Mechanics”, Butterworth-Heineman, 1999.

Warhaft, “An Introduction to Thermal-Fluid Engineering; The Engine and the Atmosphere”, Cambridge Univ. Press, 1997.

Examination

  • KON1 - Kontrollskrivning, 1,5, betygsskala: P, F
  • KON2 - Kontrollskrivning, 1,5, betygsskala: P, F
  • PRO2 - Projekt, 2,5, betygsskala: P, F
  • TEN2 - Tentamen, 0,5, betygsskala: P, F

Krav för slutbetyg

Kontrollskrivningar (3 hp).
Projektuppgift och laborationer (2,5 hp).
Skriftlig tentamen (0,5 hp).

Ges av

SCI/Mekanik

Examinator

Shervin Bagheri <sherwinb@kth.se>

Övrig information

MEK: SG1217 är behörighetsgivande för fördjupningen Mekanik på P (och M).

Påbyggnad

SG2214 Strömingsmekanik och SG2215 Kompressibel strömning.

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2010.
Examinationsinformation gäller från och med VT2010.