41111 Strømningsmekanik 2

2024/2025

Kursusinformation
Hydrodynamics 2
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Generel retningskompetence (MSc), Civil Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Civil Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Earth and Space Physics Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Ocean Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Earth and Space Physics and Engineering
E3A (tirs 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, øvelser
13-uger
E3A
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
En enkelt individualiseret grupperapport afleveres i løbet af kurset. Kurset afsluttes med en skriftlig (digital) eksamen. En enkelt karakter gives baseret på en samlet vurdering af disse to elementer (helhedsvurdering).
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
41110. 12520. 57105
41101/41102/41312
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 give de studerende grundlaget for at behandle en række strømningsformer, som optræder inden for bygningsingeniørens fagområde, for eksempel i forbindelse med projekter i floder, på kyster eller i havet.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Redegøre for de fundamentale hydrodynamiske ligninger og koncepter (Navier-Stokes ligninger, Euler ligninger, vorticity vektor) og udlede løsninger for simple laminære problemer.
  • Redegøre for de fundamentale ligninger og antagelser i lineær bølgeteori for vand bølger (Laplace ligning, Bernoulli ligning, randbetingelser), og for basale fænomener (dispersions relation, hastigheds kinematik, Tryk fordeling, partikel baner)
  • Redegøre for og anvende koncepter som potential og kinetisk energi, energiflux, gruppe hastighed, lineær superposition).
  • Redegøre for og anvende lineær shoaling og refraktion af bølger på variabel vanddybde.
  • Redegøre for og beregne fænomener involveret i bølgebrydning i kystzonen (radiation stress, bølgehøjde variation, variation af middelvandstand, bølgeinduceret strøm).
  • Redegøre for laminære grænselags processer, samt de laminære grænselags ligninger.
  • Redegøre for turbulente strømningsprocesser, såsom turbulent grænselag (i kanalstrømninger, rør osv.) og overgangen fra laminær til turbulent grænselag.
  • Redegøre for de grundlægende ligninger for turbulente strømninger (Reynolds spændinger og blandingslængde modellen).
  • Arbejde med opgaver relateret til turbulente strømninger i hold af 2-3 personer.
  • Udarbejde rapporter over de udførte opgaver.
  • Opnå en basal viden indenfor hydrodynamik, der vil sætte den studerende i stand til at tage videre gående kurser indenfor vandbygning og hydrodynamik udbudt af MEK, 41121, 41126, 41129, 41114, 41224 og 41225.
Kursusindhold
Potentialstrømninger, grundlaget for beskrivelse af tabsfrie strømninger.

Vandbølger på vilkårlige vanddybder. Vandringshastighed, inducerede hastigheder og tryk. Energi- og impulsforhold i bølger. Transformation af vandbølger: refraktion og shoaling. Set-up og bølgedrevne strømme.

Grænselagsstrømninger. Strømningsligninger for grænselag. Laminare og turbulente grænselag. Affine grænselag.

Turbulente strømninger. Instabilitet af laminare strømninger. Reynoldsmidling. Turbulent energi samt energiomsætning i turbulente strømninger. Lukningsproblemet, turbulensmodeller.
Litteraturhenvisninger
Fredsøe, J. 2008 Hydrodynamics. (Bog tilgængelig gratis som PDF fil)
Sidst opdateret
02. maj, 2024