course-details-portlet

TEP4156 - Viskøse strømninger og grensesjikt

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig skoleeksamen 100/100 4 timer C

Faglig innhold

Emnet om viskøse strømninger og grensesjikt bør regnes som obligatorisk for enhver student som er interessert i fundamental aerodynamikk, systemer for fornybar energi som vindmøller og vannkraft, i tillegg til enhver anvendelse av fluidstrømning innen maskin- og luftfartsteknikk generelt. Emnet gir en mer dyptgående introduksjon til viskøs strømning, og starter med nøyaktige løsninger for strømninger hvor viskositeten dominerer (lavt Reynoldstall) og laminær grensesjiktteori. I den andre delen av emnet introduseres turbulente strømninger som skjer ved høyere Reynoldstall. Emnet dekker følgende tema: Fluidegenskaper og bevegelsesligningene for grunnleggende viskøse strømninger (Couette, Poiseuille, kombinert Couette-Poiseuille strømning), utledningen av spenninger i et viskøst fluid, Navier-Stokes-ligningen, laminær grensesjiktteori, grensesjiktligninger, impulsloven på integralform, likhetsløsninger, effekten av trykkgradienter (separasjon av strømningen), overgangen til turbulens og turbulente grensesjikt.

Læringsutbytte

Emnet skal gi studenten kunnskap om grensesjiktstrømninger rundt legemer og interne strømninger som er byggeklossene for et bredt spekter av viktige maskin- og luftfartstekniske problemer som for eksempel opphavet til luftmotstand innen aerodynamikk og applikasjoner innen fornybar energi som for eksempel vindmøller. Studenten vil være i stand til å:

  • Formulere og løse problemstillinger innen fluidmekanikk hvor viskøse effekter er viktige.
  • Benytte og modifisere grensesjiktligningene for å ta hensyn til trykkgradienteffekter og forstå når slike fremgangsmåter er gyldige.
  • Forstå likhetsløsninger, påvirkningen av trykkgradienter på strømningen, og opphavet til luftmotstand.
  • Benytte approksimasjonsmetoder for å løse for grensesjiktprofilen i strømninger med vilkårlige trykkgradienter som er typiske for strømning rundt vingeprofiler.
  • Forstå de grunnleggende konseptene bak overgangen fra laminær til turbulent strømning, Reynolds dekomposisjon og turbulente grensesjikt.
  • Beregne kritiske parametere som friksjonsfaktor, formfaktor, grensesjikttykkelse, i tillegg til gjennomsnittlig hastighetsprofil for laminære og turbulente grensesjikt over enkle geometrier.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesningene og eksamensoppgavene vil bli gitt på engelsk.

Mer om vurdering

Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Kursmateriell

Written notes will be provided.

Recommended text book: F.M.White: Viscous Fluid Flow, McGraw Hill, 3rd ed.

Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  HØST 2024

Undervisningsspråk: Engelsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Energi- og prosessteknikk
  • Marin hydrodynamikk
  • Fysikk
  • Matematikk
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator:

Ansvarlig enhet
Institutt for energi- og prosessteknikk

Timeplan

Listevisning
Kalendervisning

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Høst ORD Skriftlig skoleeksamen 100/100 C 04.12.2024 09:00 PAPIR
Rom Bygning Antall kandidater
Storhall del 1 Idrettssenteret (Dragvoll) 65
Sommer UTS Skriftlig skoleeksamen 100/100 C PAPIR
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU