Overordnede kursusmål
At give en dybdegående teoretisk forståelse af strømningsprocesser
i turbulente grænselag og turbulente strømninger.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- forklare og udlede de grundlæggende ligninger der styrer
turbulente strømninger inklusiv turbulens modellering
- anvende disse til at analysere turbulente strømninger, såsom
stationære, ensformige grænselag i kanalstrømninger, rør osv., og
frie strømninger med forskydningslag
- analysere turbulente strømninger ved anvendelse af statistisk
analyse, sandsynlighedsfordeling af turbulente hastigheder,
korrelationsanalyse og spektrumsanalyse
- udfærdige et samlet billede af den turbulente energi balance i
simple strømninger ud fra de grundlæggende ligninger, statistisk
analyse, spektrumsanalyse og fysiske ræsonnementer
- sammenligne og kontrastere stationære og ikke stationære
(eksemplificeret ved oscillerende grænselag) turbulente
strømninger, herunder forekomsten af laminar-til-turbulent
overgang
- forklare turbulent diffusion og spredningsprocesser
- anvende og vurdere resultater fra turbulens modeller, fra
simple modeller (blandingslængde) til de mere avancerede modeller
(f.eks. k-omega)
- anvende og vurdere resultater fra laboratorie eksperimenter med
avanceret måleudstyr/ teknikker
Kursusindhold
(1) Introduktion. (2) Basisligninger (kontinuitet, bevægelses- og
energiligninger). (3) Stationære grænselagsstrømninger (strømninger
tæt på en væg, strømninger over hele tværsnittet,
turbulensmodellering, strømningsmodstand, burstingproces). (4)
Statistisk analyse (korrelationsanalyse, spektrumsanalyse). (5) Fri
turbulens. (6) Turbulent diffusion og spredningsprocesser
(en-partikel analyse, Taylors diffusionsteori om kontinuerte
bevægelser, longitudinal spredning, spredningsfaktor, longitudinal
spredning i floder, etc.). (7) Ikke stationære grænselag (laminar
bølgegrænselag, transition, turbulente bølgegrænselag). (8)
Turbulens modeller.
Litteraturhenvisninger
Sumer, B.M. and Fuhrman, D.R. (2020) Turbulence in Coastal and
Civil Engineering. World Scientific.
https://doi.org/10.1142/10829Sidst opdateret
04. maj, 2023