course-details-portlet

TEP4156 - Viskøse strømninger og grensesjikt

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Hjemmeeksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Hjemmeeksamen 100/100 4 timer A

Faglig innhold

Utledning og diskusjon av grunnligningene i viskøs strømningsmekanikk, med varmeledning og kompressibilitet inkludert. Molekylær bakgrunn for viskositet. Eksakte løsninger som: Couette strømning, Stokes 1. - og 2. problem, Hiemenz stagnasjonsstrømning, Von Karman strømning nær en roterende skive. Grensesjiktapproksimasjonen, Blasius og Falkner-Skan løsningene, effekt av trykkgradient; Pohlhausenmetoden, kriterier for separasjon. Ikke-stasjonære grensesjikt. Stabilitet av laminær strømning, Kelvin-Helmholtz instabilitet, Orr-Sommerfeld ligningen og overslag til turbulens.
Eksempler på numeriske løsninger for interne og eksterne strømninger.

Læringsutbytte

Kunnskaper:
Emnet skal gi studenten kunnskap om:
- Formulering og løsning av strømnings problemer hvor viskositet og varmeledning er av betydning, i særdeleshet ved høye Reynoldstall hvor grensesjikt-approksimasjonen gjelder. Fokus på det laminære strømningsregimet, og kort om stabilitet og overslag til turbulens.
- Kvantitative metoder for løsning av klassiske tilfeller, som Stokes problemene, stagnasjonsstrømning, Blasius og Falkner-Skan problemene, samt integralmetoder for andre grensesjikt med trykkgradient og mulig separasjon. Kvalitative og kvantitative trekk ved stabilitetsteori for parallelle strømninger i enkle geometrier.
- Anvendelser på interne strømninger i rør og kanaler og på enkle prosess-komponenter.

Emnet skal gi studenten innsikt i:
- Bruk av den grunnleggende teorien for viskøse og termiske grensesjikt til å vurdere romlig fordeling av strømning, samt å beregne friksjonskrefter og varmeovergang mellom strømningsmedier og faste grenseflater i maskintekniske sammenhenger.

Ferdigheter:
Emnet skal gjøre studenten i stand til å:
- Beregne kritiske parametre, som friksjonsfaktor og varmefluks ved vegg, samt lokale detaljer i strømningsfeltet, for systemer av enkle geometrier.
- I noen grad å designe prosess komponenter for gitte praktiske formål ut fra krav om ytelser, som for eksempel trykkgjenvinning og termisk utvikling i strømningen.

Generell kompetanse:
Emnet skal gi studenten forståelse for:
- Systematisk anvendelse av det generelle teoretiske grunnlaget for termo-viskøs strømning i teknologisk kontekst, særlig ved høye Reynoldstall.
- Kobling mot potensialteorien i elementær strømningslære og oppbygging av sammensatte løsninger for komplette områder.
- Bruk av standard matematisk verktøy til å analysere og løse reelle strømningsproblemer av teknisk art.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, skriftlige øvinger og en obligatorisk labøving. Undervisningen gis på engelsk dersom studenter som ikke behersker norsk tar emnet. Hvis undervisningen gis på engelsk gis eksamensoppgavene kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

  • Øvinger

Mer om vurdering

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

Kursmateriell

F.M.White: Viscous Fluid Flow, McGraw Hill, 3. utgave.
T.Ytrehus: The governing equations in fluid mechanics (16 sider).

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
TEP4155 5.0
Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

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

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  HØST 2020

Undervisningsspråk: Engelsk, Norsk

Sted: Trondheim

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

Ansvarlig enhet
Institutt for energi- og prosessteknikk

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Hjemmeeksamen

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Høst ORD Hjemme-eksamen (1) 100/100 A

Utlevering
04.12.2020

Innlevering
04.12.2020


09:00


13:00

INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Hjemme-eksamen 100/100 A
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.
  • 1) Merk at eksamensform er endret som et smittevernstiltak i den pågående koronasituasjonen. Please note that the exam form has changed as a preventive measure in the ongoing corona situation
Eksamensinfo

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

Mer om eksamen ved NTNU