MAEN4300 Fluid dynamics and computational methods Course description

The course will provide some basic knowledge of fluid mechanics and mass transfer, as well as good skills in calculating fluid dynamics problems linked with heat and mass transfer. Numerical methods (computers) must be used to solve realistic problems. The course provides a brief introduction to general computational methods for the natural sciences and particularly focuses on the numerical solutions of coupled heat and fluid dynamics problems including mass transport.

Supervised individual written exam, 4 hours.

The paper can be written in English or a Scandinavian language.

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

Knowledge

The student has in-depth knowledge of:

• different types of fluid flows and their properties
• continuity equation
• energy equations for mechanical and thermal energy and associated loss
• Navier-Stoke's equations for calculating velocity field
• Key concepts of laminar boundary layer, turbulent flow and turbulence modelling
• key concepts and context of calculating mass transfer
• numerical solution of differential equations based on Finite Volume Method

Skills

The student is capable of:

• calculating vector algebra expressions such as curl and divergence
• performing simple calculations using Euler's equations
• calculating stream functions of different fluid flows
• performing dimensional analysis for a given problem involving fluid flow, heat transfer and mass transfer
• calculating pressure drop and mass flow for iso-thermal flows
• calculating concentration of the components in a multicomponent mixture
• solving simple diffusion and advection problems (e.g. heat transfer) by creating his/her own program code (MATLAB)
• use commercial software (StarCCM+) for CFD (Computational Fluid Dynamics) problems

General competence

The student is capable of:

• assessing whether a numerical or analytical solution method is appropriate for solving a given problem
• solving complex problems by combining thermodynamics, heat and mass transfer and fluid dynamics
• communicating with natural scientists on topics relating to thermodynamics, heat and mass transfer
• communicating with CFD specialists

Emnet bygger videre på den praktisk-estetiske og teoretiske kompetansen studenten har tilegnet seg i Emne KDK1100: Idéutvikling og grunnleggende teknikker (30 stp), og gir en innføring i utstillingsproblematikk og kunstformidling. Refleksjon, presentasjon og kommunikasjon står sentralt i emnet. Det blir gjennomgående lagt vekt på forholdet mellom praksis og teori.

The course deals with applied statistics and statistical tools used in biomedical research, method development and method validation at medical laboratories. The course also comprises quality assurance systems for such laboratories.

Prosjektarbeid er en vesentlig del av emnet. Emnet forutsetter stor grad av tilstedeværelse i verksteder og aktiv deltakelse i undervisningen. I studiet brukes det arbeidsformer som forelesninger, seminarer, veiledning og faglige debatter. Dette har til hensikt å utvikle studentens kunnskaper, idéer, praktiske ferdigheter, faglige forståelse og uttrykksevne. Det forventes at studenten selv innhenter relevant fagstoff utover pensum, og det oppfordres til å bruke læringssentrene og de ressursene som tilbys der. Felles presentasjoner og utstillinger vil danne grunnlag for drøfting og vurdering av studentarbeid.

For å fremstille seg til eksamen må følgende obligatoriske arbeidskrav være utført og godkjent:

Arbeidskrav i prosjekt 1: Praktisk arbeid og fordypning (individuelt).

• Et individuelt praktisk-estetisk arbeid knyttet til grunnleggende teknikker i emnet. Arbeidet skal følges av en skriftlig refleksjon (om lag 1500 ord).

Arbeidskrav i prosjekt 2: Presentasjon og kunstformidling (individuelt og gruppe).

• Planlegging og gjennomføring av et formidlingskonsept. Arbeidet skal følges av en skriftlig refleksjon (om lag 350 ord).
• Skriftlig og teoretisk oppgave som knytter seg til presentasjon og kunstformidling (om lag 1200).

Arbeidskrav vurderes til Godkjent/ ikke godkjent og når arbeidskravet gjennomføres som gruppearbeid vurderes gruppen under ett.

Obligatorisk tilstedeværelse i undervisningen: Studenten kan ikke ha mer enn 20 prosent fravær i emnet.

Work and teaching methods include lectures, digital lectures, flipped classroom, seminars, group work and self-study

The following must have been approved in order for the student to take the exam:

• Practical execution of a statistics assignment in groups of 3-4 students. The assignment is carried out with the help of relevant analysis programs used in the course.