Fysisk akustik
Physical Acoustics

BMEN45F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Höstterminen 2023
Beslutad av: Maria Sandsten
Datum för fastställande: 2023-05-23

Allmänna uppgifter

Avdelning: Biomedicinsk teknik
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: BMEN45
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Syftet med kursen är att ge grundläggande kunskaper inom matematiska och fysiska metoder som rutinmässigt tillämpas inom forskning och industri för att modellera akustik, dvs linjära våg eller vibrationsfenomen. Ett flertal ämnen inom grundläggande mekanik, linjär vågutbredning och diskreta oscillerande system kommer att studeras. Kursen syftar till att ge förmågan att ta fram enkla modeller av olika vibrationsfenomen och beskriva dem på ett matematiskt språk, vilket gör att studenterna kan härleda enkla lösningar antingen numeriskt eller analytiskt. Denna kunskap utgör en grund för den fysik som används i olika tillämpningar av akustik. Denna kurs har också till syfte att förbereda studenterna för examensarbete eller forskning på doktorsnivå inom relevanta områden.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• Visa en grundlig förståelse för de grundläggande fysikaliska och matematiska principer som används inom fysikalisk akustik.
• Förstå hur mekanikens axiom leder till vågekvationen.
• Kunna tolka de analytiskt framtagna resultaten från en fysikalisk synvinkel.
• Ha en tillfredsställande översikt över de tekniska tillämpningarna av akustik.

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• Kunna lösa vågekvationen analytiskt i enkla fall.
• Kunna läsa, förstå, sammanfatta och diskutera vetenskapliga artiklar inom fysikalisk akustik.
• Kunna formulera och lösa problem inom akustik numeriskt och analytiskt.
• Kunna tillämpa numeriska verktyg för att modellera problem inom akustik.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden kunna bedöma kvaliteten på en teoretisk/numerisk analys av ett akustiskt fenomen.

Kursinnehåll

Diskreta system, vågekvationer, plana vågor, sfäriska vågor, cylindriska vågor, givare, olinjär akustik, finita elementmetoden, tillämpningar.

Kurslitteratur

• Blackstock, David T.: Fundamentals of Physical Acoustics. John Wiley & Sons, 2000. ISBN 9780471319795.
• Kinsler, Lawrence E., Frey, Austin R., Coppens, Alan B. & Sanders, James V.: Fundamentals of Acoustics. John Wiley & Sons, 2000. ISBN 9780471847892.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, övningar, projekt. numeriska laborationer

Kursens examination

Examinationsformer: Muntlig tentamen, inlämningsuppgifter. Genomförda laborationer med godkänd laborationsrapport, godkänd miniprojektrapport och presentation.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Grundläggande kunskaper i matematik och fysik, inklusive endimensionell och flerdimensionell analys, linjär algebra och klassisk mekanik.

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga:

• Thierry Baasch <thierry.baasch@bme.lth.se>
• Wei Qiu <wei.qiu@bme.lth.se>