BYFE1000 Mathematics 1000 Course description

Ved å arbeide med emnet, vil studentene opparbeide innsikt i deler av matematikken som står sentralt når man skal modellere tekniske og naturvitenskapelige systemer og prosesser. Temaene som tas opp inngår i ingeniørutdanninger over hele verden. Temaene er nødvendige for at ingeniører skal kunne faglig kommunisere effektivt og presist, og for at de skal kunne delta i faglige diskusjoner. Arbeidet med emnet vil gi øvelse i å bruke matematisk programvare for å gjøre studentene i stand til å utføre beregninger i jobbsituasjon.

Ingen forkunnskapskrav.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte definert i form av kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten kan

• regne ut eksakte verdier for den deriverte og den antideriverte ved å bruke analytiske metoder
• ta utgangspunkt i definisjonene til å bestemme tilnærmede numeriske verdier av den deriverte og av det bestemte integralet og vurdere nøyaktigheten av disse verdiene
• bruke den deriverte og deriverte av høyere orden til å løse optimaliseringsproblemer, problemer med koblede hastigheter og til å regne ut lineære tilnærminger og taylorpolynomer
• forklare hvordan man kan bruke det bestemte integralet til å regne ut størrelser som areal, arealmoment, volum og buelengde
• løse separable og lineære differensiallikninger ved hjelp av antiderivasjon
• gjøre rede for hvordan retningsfeltet til en førsteordens differensiallikning kan brukes til å visualisere løsninger til likninger
• finne numeriske løsninger av initialverdiproblem ved hjelp av Eulers metode
• løse likninger ved for eksempel halveringsmetoden og Newtons metode
• regne med komplekse tall

Ferdigheter

Dette krever at studenten kan

• anvende den deriverte til å modellere og analysere dynamiske systemer
• stille opp og beregne størrelser hvor integraler inngår
• drøfte ideene bak noen analytiske og numeriske metoder som brukes for å løse første ordens differensiallikninger
• sette opp og løse differensiallikninger for praktiske problemer
• drøfte numeriske metoder for å løse likninger
• løse likninger med komplekse koeffisienter og komplekse løsninger

Generell kompetanse

Studenten kan

• overføre et praktisk problem fra eget fagområde til matematisk form, slik at det kan løses analytisk eller numerisk
• skrive presise forklaringer og begrunnelser til framgangsmåter, og demonstrere korrekt bruk av matematisk notasjon
• bruke matematiske metoder og verktøy som er relevante for sitt fagfelt
• bruke matematikk til å kommunisere om ingeniørfaglige problemstillinger
• vurdere resultater fra numeriske beregninger og forstå grunnleggende numeriske algoritmer som bruker tilordning, for-løkker, if-tester, while-løkker og liknende, og forklare sentrale begreper som iterasjon og konvergens
• gjøre rede for at endring og endring per tidsenhet kan måles, beregnes, summeres og inngå i likninger

Undervisningen organiseres i timeplanlagte arbeidsøkter. I arbeidsøktene skal studentene øve på fagstoff som blir presentert. Noe av undervisningen vil foregå som øving i problemløsing, hvor bruk av numerisk programvare naturlig vil inngå. Innholdet i øvingene omfatter diskusjoner og samarbeid, samt individuell øving i å løse oppgaver. Mellom de timeplanlagte arbeidsøktene er det nødvendig å arbeide individuelt med oppgaveregning og litteraturstudier.

Følgende arbeidskrav er obligatorisk og må være godkjent for å fremstille seg til eksamen:

• Minst tre individuelle innleveringer basert på bruk av programvare.

Ny eksamen våren 2020: Individuell skriftlig hjemmeeksamen på 4 timer.

[Tidligere:Individuell skriftlig eksamen på tre timer.]

Eksamensresultat kan påklages.

Ny/utsatt eksamen går som individuell skriftlig skoleeksamen på 3 timer.

The course Hydraulics and Machine Systems provides the students with basic competence in hydraulics systems includes piping systems and pumps as well as conventional energy machines. Emphasis is placed on system understanding and understanding of individual components.

Gradert skala A-F.

En intern sensor. Ekstern sensor brukes jevnlig.

After completing the course, the student is expected to have achieved the following learning outcomes defined in terms of knowledge, skills and general competence:

Knowledge The student will acquire knowledge of:

• the calculation and design of hydraulic circuits and components, with static and dynamic calculations of flow, viscosity, head loss and energy balances
• the calculation basis for and functioning of Otto and diesel engines, gas turbines and reaction engines
• combustion chemistry and stoichiometric calculations
• the dynamics of piston engines, fuel and combustion theory, waste gas analysis and environmental impacts
• the calculation basis for and functioning of displacement and centrifugal pumps, compressors and fans, and how to perform noise calculations for these
• Euler’s pump equations and practical use of Bernoulli’s formula

Skills

The student is capable of:

• performing system analyses and calculating and designing mechanically operated hydraulic circuits
• designing pumping systems and performing pipe calculations
• analysing and calculating components in combustion engines
• performing fluid mechanics calculations
• performing stoichiometric calculations, and is familiar with combustion chemistry

General competence

The students will gain:

• a basic understanding of mechanical system components they will encounter in their work as mechanical engineers
• the basic competence to participate in professional discussions and be able to choose the right components and analyse real-life systems
• an overall understanding of how the infrastructure of modern society is based on transport, oil and energy production, and the environmental challenges this entails