MAEN4300 Strømningsteknikk og numeriske beregninger Emneplan

Emnet skal gi studentene kunnskaper om noen grunnleggende emner i fluidmekanikk og massetransport, samt gode ferdigheter i beregning av strømningstekniske problem koblet til varme- og massetransport. For å løse realistiske problemstillinger må numeriske metoder (datamaskiner) benyttes. Emnet gir en innføring i numeriske metoder for naturvitenskaplige fag, og fokuserer spesielt på numerisk løsning av koblede varme- og strømningstekniske problemer inkludert massetransport.

One internal examiner. External examiners are used regularly.

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

Kunnskap

Studenten har inngående kunnskap om

• ulike typer strømning og deres egenskaper
• kontinuitetslikningen
• energiligninger for mekanisk og termisk energi, med tilhørende tapsledd
• Navier-Stokes ligninger for beregning av hastighetsfelt
• sentrale begrep for laminært grenselag, turbulent strømning og turbulensmodellering
• sentrale begreper og sammenhenger for beregning av massetransport
• numerisk løsning av differensiallikninger basert på Finite Volume metoden

Ferdigheter

Studenten kan

• regne med vektoralgebraiske uttrykk som curl og divergens
• gjøre enkle beregninger ved Eulers likning
• beregne strømfunksjoner i ulike strømninger
• utføre dimensjonsanalyse for et gitt problem som involverer væskestrøm, varmeoverføring og masseoverføring
• beregne trykktap og massestrømmer for isoterm strømning
• beregne konsentrasjonsfelt for komponenter i en blanding av flere stoffer
• løse enkle diffusjons- og adveksjonsproblemer (f.eks. varmetransport) ved å lage egne programkoder med et egnet programmeringsspråk (MATLAB)
• bruke kommersiell programvare for løsning av CFD (Computational Fluid Dynamics) problemer (STAR-CCM+)

Generell kompetanse

Studenten kan

• for et gitt problem analysere om en numerisk eller analytisk løsningsmetode er hensiktsmessig
• løse sammensatte problem ved å kombinere termodynamikk, varme- og massetransport og strømningsteknikk
• kommunisere med naturvitere om temaer knyttet til termodynamikk, varme- og massetransport
• kommunisere godt med spesialister innen CFD-simuleringer

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 has:

• knowledge of induction, deduction and abduction as scientific approaches
• knowledge of the structure and content of scientific articles and dissertations
• knowledge for assessing research ethical issues related to one’s own project
• knowledge of the characteristics of situations that can be considered plagiarism and corruption

Skills

The student is capable of:

• applying relevant methods for research or development work in one’s own work
• using online search technology to find relevant information
• applying relevant resources for clarifying and finding solutions to ethical issues
• using relevant technological knowledge and scientific methods and principles when planning and conducting the research

General competence

The student is capable of:

• conducting an independent, limited research or development project under supervision and in line with current research ethics norms
• evaluating research ethical issues in connection with the planning and implementation of a master's thesis

The teaching will consist of participation in lectures and project work.

The following work requirements must be approved in order to be qualified for the exam:

Individual written submission, scope, 500 words +/- 10%

Participating in 80 percent of the lectures.

Group work, written project report of 20 pages.

Each group should be between 3 - 4 students. Possibility of individual grading.

Students can appeal against the grade awarded for the report.

All aids allowed.

Graded scale A to F.