MECH4101 Continuum Mechanics and Thermodynamics Emneplan

Dette emnet dekker grunnleggende prinsipper innen kontinummekanikk og termodynamikk. Fokuset er på fastmekanikk for deformable legemer, behandlet som en kontinuerlig fordeling av materie uten hensyn til deres molekylære struktur, og kurset er ment å gi en omfattende behandling av emnet på et middels nivå. Mens matematikere arbeider med geometrisk kontinummekanikk ved hjelp av differensialgeometri og Lie-derivater, og ingeniører studerer det med tradisjonell materialstyrke-tilnærming, representerer kurset her en mellomløsning som dekker nok av den generelle teorien til å kunne løse problemer av interesse innen fastmekanikk.

Undervisningsspråk: engelsk

Kunnskap

Kandidaten:

• kan forklare den lineært elastiske teorien innen kontinummekanikk
• kan forklare de fundamentale termodynamiske potensialene og Legendre-transformasjoner
• kan kjenne forskjellen mellom kontinuerlige og diskrete systemer, kan identifisere hvert av dem gjennom eksempler, og kan identifisere ligningene for de førstnevnte
• kan forklare formalismen knyttet til endring av konfigurasjon (kinematikk), begrepene spenning og konstitutive relasjoner
• kan forklare forskjellen mellom modelleringsdimensjoner og begrensninger som pålegges deformasjonfelt ved reduksjoner som plan skjær, aksialsymmetri og skall
• kan identifisere begrensningene og forklare betydningen av slike begrensninger på konstitutive modeller gjennom termodynamikkens prinsipper

Ferdigheter

Kandidaten:

• kan beregne verdier for fundamentale parametere, dvs. spenning, tøyning og forskyvning i statiske problemer innen lineær elastisitet i 1-, 2- og 3-dimensjonale områder
• kan løse de styrende differensialligningene for feltvariabler analytisk for enkle geometrier på ulike steder
• kan gjennomføre et selvstendig, begrenset forskningsprosjekt under veiledning og i samsvar med gjeldende normer for forskningsetikk
• kan anvende relevante matematiske metoder, som partiell derivasjon, multiple integrasjoner eller Fourier-analyse, i utledning og løsning av styrende PDE-er

Generell kompetanse

Kandidaten:

• kan reflektere over, forklare og kritisk vurdere løsningen og fremgangsmåten brukt på fastmekanikkproblemer i 1-, 2- og 3-dimensjoner ved bruk av passende metoder
• kan formidle selvstendig forskningsarbeid ved bruk av korrekt terminologi til fagfeller og akademikere, og i noen grad til ikke-eksperter
• kan forklare hva kontinummekanikk og termodynamikk brukes til, og hvordan formuleringen av kontinua skiller seg fra diskrete systemer, både konseptuelt og matematisk

Forelesninger og øvinger

Følgende kurskrav må være godkjent for at studenten skal kunne ta eksamen:

Hver student må holde en individuell presentasjon om et avansert emne knyttet til kontinummekanikk og/eller termodynamikk. Spørsmål og svar fra medstudenter. Presentasjonen varer i 15 minutter, etterfulgt av 10 minutter med spørsmål og svar.

Skriftlig 4-timers eksamen under tilsyn.

Ny/utsatt eksamen:

Ved utsatt eksamen i dette kurset kan eksamen gjennomføres som muntlig eksamen. Resultatet av muntlige eksamener kan ikke påklages.

Forelesningsnotater, lærebøker og en kalkulator som ikke kan brukes til kommunikasjon med andre studenter.

Gradert skala A-F

En intern sensor. Ekstern sensor brukes jevnlig.