Avancerad hydraulik
Advanced Hydraulics

VVR050F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Vårterminen 2017
Beslutad av: Cintia Bertacchi Uvo
Datum för fastställande: 2017-05-15

Allmänna uppgifter

Avdelning: Teknisk vattenresurslära
Kurstyp: Ren forskarutbildningskurs
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Kursens ska förmedla en grundläggande förståelse för de fenomen och processer som styr vattenströmning med syfte att ge studenterna kunskap att analysera avancerade strömningssituationer både i tekniska system och i naturen. Stor vikt läggs vid förmågan att i ekvationsform beskriva strömningen med avsikt att beräkna primära storheter såsom tryck och hastighet samt hur de varierar i tid och rum. Kursen behandlar både grundläggande och tillämpade aspekter på strömning.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• Förstå de grundläggande processer som styr vattenströmning.
• Tolka och formulera matematiska modeller för att beskriva vattenströmning baserat på de grundläggande ekvationerna för bevarande av massa, rörelsemängd och energi.
• Förstå och beskriva vanliga strömningsituationerna i tekniska system och i naturen.

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• Analysera vanliga strömningssituationer i tekniska system och i naturen med avseende på de styrande processerna.
• Formulera matematiska modeller för att beskriva sådana strömningssituationer.
• Förenkla det styrande ekvationerna för vattenströmning baserat på insikt om strömningssituationen och de dominerande processerna.
• Tillämpa matematiska modeller för att lösa specifika strömningsproblem.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• Redogöra för grunderna för analyser och beräkningar inkluderat förenklingar och antaganden gjorda vid formulering av matematiska modeller.
• I kvantitativa termer kommunicera resultatet av gjorda analyser till en kvalificerad avnämargrupp.

Kursinnehåll

Grundläggande begrepp beträffande strömningens kinematik och dynamik samt kontrollvolym. Grundläggande ekvationer för bevarande av massa, rörelsemängd och energi. Eulers ekvationer. Navier-Stokes ekvationer. Lösning av grundläggande ekvationer för speciella strömningssituationer (strömning mellan plattor, krypande strömning etc). Laminära och turbulenta gränsskikt. Turbulensteori och modeller (blandningslängdsteori, k-epsilon modeller etc). Densitetseffekter och skiktad strömning. Tillämpningar för speciella strömningssituationer inom: • Meteorologi och oceanografi (geostrofisk vind, atmosfäriska gränsskikt, Ekman spiraler etc) • Strömning med fri vattenyta (olikformig strömning, dynamisk och kinematisk våg, strömning i vattendrag och på markyta etc) • Circulation i sjöar (vind-inducerad strömning, seiching etc) • Strålar och plymer (spridning och omblandning i strålar och plymer, samverkan med omgivning, densitetseffekter etc) • Transport av ämnen i vatten inkluderat värme (ombladning, transportprocesser såsom diffusion, advektion, dispersion etc)

Kurslitteratur

Vardy, A.: Fluid principles.. McGraw-Hill, 1990. ISBN 0077072057.
•Diverse artiklar och stenciler om speciella tillämpningar tillkommer.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsform: Föreläsningar. Föreläsningar tillsammans med inlämningsuppgifter.

Kursens examination

Examinationsform: Inlämningsuppgifter. Godkända inlämningsuppgifter krävs för avklarad kurs.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förkunskapskrav: Grundläggande kunskaper i hydraulik, till exempel kurserna VVR145 och VVR120.
Förutsatta förkunskaper: Grundläggande kunskaper i matematik och fysik.
Urvalskriterier: Inga speciella.

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga:
Hemsida: http://www.tvrl.lth.se/utbildning/courses/