41129 Turbulente strømninger

2023/2024

Kursusinformation
Turbulent flows
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E4B (fre 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveregningsøvelser, afløsningsopgaver, laboratorie øvelser
13-uger
E4B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
4 grupperapporter afleveres i løbet af kurset efter afslutning af relevante forelæsninger. Kurset afsluttes med en mundtlig eksamen. En enkelt karakter gives efter den mundtlige eksamen, baseret på en samlet vurdering af disse to elementer.
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
41128
41128
(41102.41111)/41312
David R. Fuhrman , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 1975 , drfu@dtu.dk
Stefan Carstensen , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 1402 , scar@dtu.dk
41 Institut for Byggeri og Mekanisk Teknologi
I studieplanlæggeren
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/​10829
Sidst opdateret
04. maj, 2023