SG2215 Kompressibel strömning 7,5 hp

Compressible Flow

I kursen ska studenterna fördjupa sina kunskaper inom den speciella gren av strömningsmekaniken som har tekniska tillämpningar inom höghastighetsområdet, såsom gasturbiner, höghastighetsvindtunnlar, aerodynamik och rymdteknik. Studenterna ska här ges tillfälle att använda teoretiska och experimentella angreppsmetoder på strömningsmekaniska problem med kompressibla effekter. Kursen är lämplig för fördjupningarna Mekanik, Flygteknik, Ljud och vibrationer på M och T i årskurs 4, F4 samt för det internationella magisterprogrammet i Teknisk Mekanik.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Maskinteknik
  • Betygsskala

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

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 för programstuderande

Lärandemål

Efter att ha studerat denna kurs skall studenterna kunna;

  • härleda konservationslagarna för massa, rörelsemängd och energi för friktionsfri, kompressibel strömning och tillämpa dessa i olika strömningsmekaniska problemställningar för att t.ex.
    - analysera kraftväxelverkan mellan fasta ytor och strömmande gaser utifrån den kompressibla strömningsmekanikens grundprinciper
    - analysera energiomvandlingsprocessen i en strömmande gas med hjälp av termodynamiska principer för isentropisk respektive irreversibel strömning
    - tolka resultat från genomförda experiment
  • demonstrera en fysikalisk förståelse av härledda, matematiska samband
  • ge en fysikalisk beskrivning av de speciella effekter som uppstår vid hypersonisk strömning.

Kursens huvudsakliga innehåll

Mer konkret skall studenterna, för en inviskös, kompressibel gas kunna;

  • beräkna tryck, hastighet och temperatur vid kvasi en-dimensionell, stationär, isentropisk strömning
  • beräkna tryck-, hastighets- och temperaturförändringar över sneda och raka stötvågor
  • beräkna tryck-, hastighets- och temperaturförändringar för enkelsidiga expansionsvågor
  • beräkna tryck, hastighet och temperatur vid en-dimensionell, icke-linjär vågutbredning
  • beräkna strömningsfältet i linjär teori för subsonisk och supersonisk omströmning av kroppar
  • förstå hur tryck och motstånd på en kropp varierar i det transsoniska området

Behörighet

Obligatoriska kurser på M, P, T och F samt någon av SG1217, SG1220, SG2223 eller SG2214.
Innan studenterna går denna kurs skall de kunna;
tillämpa de grundläggande lagarna för inkompressibel strömning
inneha grundläggande kunskaper i termodynamik
utföra derivering och Taylorserieutveckling
utföra enkelintegraler samt identifiera och utföra enkla yt- och volymsintegraler
lösa linjära, ordinära differentialekvationer med konstanta koefficienter
utföra enklare beräkningar och rita grafer med matematikprogram, som tex Matlab
vara förtrogen med elementär vektoranalys

Litteratur

Andersson, Modern Compressible Flow, With Historical Perspective, Mc Graw Hill, 2003, ISBN 0-07-242443-5.

Examination

  • INL2 - Inlämningsuppgift 2, 1,5, betygsskala: P, F
  • INLA - Inlämningsuppgift 1, 1,5, betygsskala: P, F
  • LAB1 - Laboration 1, 0,7, betygsskala: P, F
  • LAB2 - Laboration 2, 0,8, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 3,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Inlämningsuppgifter (INL1; 1,5 hp), (INL2; 1,5 hp)
Laborationer (LAB1; 0,5 hp), (LAB2; 0,8 hp)
Sluttentamen, muntlig (TEN1; 3 hp).

Ges av

SCI/Mekanik

Examinator

Jens Fransson <jensf@kth.se>

Övrig information

MEK: SG2215 är villkorligt valfri för fördjupningen Mekanik.

Påbyggnad

SG1219.

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2007.
Examinationsinformation gäller från och med HT2007.