41226 Avanceret bølgehydrodynamik
2023/2024
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