41225 Ikke-lineær Bølgedynamik

2018/2019

Kursusinformation
Nonlinear wave dynamics
Engelsk
5
Kandidat
F2A (man 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og computerøvelser.
13-uger
F2A
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Der gives to Mathematica assignments i løbet af kurset. Disse bedømmes efter 7-skalaen og tæller 20% i den samlede vurdering.
Skriftlige hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
41223
41223
Lineær og ikke-lineær bølgedynamik
41102/41312.41224 , Lineær Bølgedynamik (41224), samt elementær viden om hydrodynamik og/eller fluid mekanik.
Per A. Madsen , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 1368 , prm@mek.dtu.dk

41 Institut for Mekanisk Teknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
At lære videregående teorier og metoder til beregning af ikke-lineære fænomener i vandbølger.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Redegøre for de hydrodynamiske aspekter ved tsunamier og beregne deres opskyl på kyster.
  • Forklare og estimere de hydrodynamiske fænomener associeret med bølgebrydning og bølgeinducerede strømme.
  • Forklare og anvende Stokes anden og tredje ordens teori for regelmæssige bølger på relativt dybt vand.
  • Forklare og anvende cnoidal og solitær bølgeteori for regelmæssige bølger på lavt vand.
  • Forklare og anvende strømfunktionsteori for stærkt ikke-lineære bølger.
  • Forklare de fundamentale mønstre som optræder i krydsende bølger på dybt og lavt vand.
  • Forklare de væsentligste fænomener relateret til anden og tredje ordens teori for retningsspredte uregelmæssige bølger.
  • Forklare og beregne ikke-lineær bølge-bølge interaktion på dybt vand og de relaterede instabiliteter.
  • Forklare og beregne bølge-bølge interaktion, bundne bølger og harmonisk modulering som optræder på lavt vand.
  • Udlede, beskrive og analysere traditionelle og moderne Boussinesq ligninger til numerisk modelling af bølgefænomener. Evaluere væsentlige egenskaber af ligningerne såsom lineær dispersion, amplitude dispersion og ikke-lineær transfer.
  • Anvende Mathematica software til at løse analytiske og numeriske problemer.
Kursusindhold
Teorier for ikke-lineære monochromatiske bølger på konstant vanddybde såsom Stokes, Cnoidal, Solitary og strømfunktions formuleringer. Anden og tredje ordens teori for krydsende bølger. Anden og tredje ordens teori for retningsspredte uregelmæssige bølger. Generering og analyse af de tilsvarende tidsserier. Resonans og instabilitets fænomener på lavt og dybt vand. Traditionelle og moderne Boussinesq og KdV formuleringer af bølgemodeller. Generering, udvikling og runup af tsunamier. Brydende bølger og fænomener i brydningszonen. Anvendelse af programmet Mathematica.
Bemærkninger
Det forventes at de studerende medbringer en laptop til afvikling af programmet Mathematica (som kan downloades i forbindelse med kurset).
Sidst opdateret
16. maj, 2018