41226 Avanceret bølgehydrodynamik

2023/2024

Kursusinformation
Advanced Wave Hydrodynamics
Engelsk
5
Kandidat
F5B (ons 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og øvelser.
13-uger
F5B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
2 individualiserede gruppeopgaver/rapporter 30 %. Skriftlig eller mundtlig eksamen 70 %. Skiftlig eksamen ved mere end 40 studerende. Eksamensform bliver fastlagt i den første uge af semesteret. Delkarakterer.
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
41223/41225/41224
Lineær og ikke-lineær bølgedynamik
41102 or 41312 and 41111 , Strømningsmekanik 1 eller Fluid mekanik og Strømningsmekanik 2. Erfaring med at bruge værktøjer som Mathematica, MAPLE og/eller MATLAB.
Erik Damgaard Christensen , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 1398 , edch@dtu.dk
David R. Fuhrman , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 1975 , drfu@dtu.dk
41 Institut for Byggeri og Mekanisk Teknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
At lære fysikken og matematikken involveret i beskrivelsen af regelmæssige og uregelmæssige vandbølger. Denne viden indgår i detaljeret design og analyser af kyst- og marine konstruktioner/​faciliteter.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Anvende Stokes bølgeteori op til tredje orden for regelmæssige bølger på dybere vand.
  • Forklare og beregne de fænomener, der er involveret i lineær og ikke lineær bølgestrøm-interaktion.
  • Udlede klassiske Boussinesq ligninger til beskrivelse af lange bølger og analysere deres lineære spredningsegenskaber
  • Forklare og anvende cnoidal og solitær bølgeteori for regelmæssige bølger på lavt vand
  • Anvende lineær teori for at forudsige bølgetransformation på grund af diffraktion.
  • Estimere de hydrodynamiske fænomener, der er involveret i bølgebrydning og bølgeinducerede strømme.
  • Anvende strømfunktionsmetoder til ikke-lineære bølger til at estimere overflade elevation og bølgekinematik.
  • Forklare og bestemme fænomenerne mellem kvartet- og kvintetinteraktion og de resulterende instabiliteter, der forekommer på dybt vand.
  • Generere og analysere syntetiske tidsserier af lineære uregelmæssige bølger ved hjælp af bølgespektre og Fourier-teknikker.
  • Vurdere brug af spektrale vindbølgemodellering og intra-bølge modellering til løsning af kyst- og marine problemer.
Kursusindhold
Lineære og ikke-lineære bølgeteorier for monokromatiske bølger på konstant dybde såsom højere ordens Stokes-teori, anden- og tredje-ordensteori for bølger. Cnoidal teori og solitær bølgeteori. Strømfunktionsmetoder. Lineær bølgestrøm-interaktion inklusiv Doppler-skift og blokering. Diffraktion, bølgespektre og Fourier-teknikker. Spektralgenerering og Fourier-analyse af den tilsvarende tidsserie. Bølge-instabiliteter på grund af kvartet- og kvintet-interaktioner. Introduktion til bølgemodelleringsteknikker i tids- og frekvensdomæne.
Bemærkninger
Det forventes, at de studerende medbringer deres egen bærbare computer og har erfaring med at bruge værktøjer som Mathematica, MAPLE, MATLAB og/eller Python.
Sidst opdateret
04. maj, 2023