MECH4301 Numerisk strømningsberegning Emneplan

Emne dekker fundamentale konsepter innen numeriske strømningsberegninger og deres praktiske anvendelse i datasimuleringer. Studentene lærer om forskjellige utfordringer knyttet til kompressible og inkompressible strømninger, forskjellige geometriske diskretiseringer og numerisk modellering av turbulens. Den teoretiske forståelsen blir anvendt gjennom programmeringsøvelser i verktøy som OpenFoam og python.

Alle hjelpemidler er tillatt.

Kunnskap:

Studenten

• kan utlede likningsgrunnlaget og forklare den matematiske klassifiseringen av strømninger
• kan formulere strømningsprobler uttrykt ved partielle differesnsial-likninger
• kan forklare forskjellen på Direkte Numerisk Simulering og midlede turbulensmodeller i datasimuleringer
• kan forklare foskjellen på forskjøvet og ikke-forskjøvet diskretisert koordinatsystem for strømningsberegninger.

Ferdigheter:

Studenten

• kan løse standard strømningsproblemer ved hjelp av beregningsverktøy som OpenFOAM
• kan implementere endelig-volum løsningsalgoritmer i python
• kan anvende von Neumann og TVD analyse for å utlede stabilitetsgrenser for numeriske metoder for partielle differensial-likningeran design suitable mesh structures for CFD
• kan tilpasse den geometriske diskretiseringen av strømningsliknignene til et gitt problem.

Generell kompetanse:

Studenten

• kan konstruere og utføre strømingssimuleringer for typiske industrielle problemer.
• kan kritisk evaluere resultatene fra en strømningssimulering og identifisere potensielle feilkilder og unøyaktigheter.
• kan mestre fagspråket og terminologien innen strømningsberegninger og kommunisere sine resultater.

• Forelesninger
• Øvingstimer
  • Beregninger på anvendelser ved hjelp av høynivå verktøy som OpenFOAM.
  • Vitenskaplig programmering i python.

I emnet inngår kritisk analyse og refleksjon over forhold som berører skolefaget kunst og håndverk og fagdidaktisk forskning. Utvikling av prosjektskisse med forskningsdesign for egen masteroppgave står sentralt. Studentene skal også foreta en litteraturgjennomgang som forarbeid til masteroppgaven. I emnet drar studenten veksel på kunnskaper og ferdigheter fra tidligere emner.

Forkunnskapskravet til emnet fremkommer i den innledende delen av fagplanen.

Kunnskaper

Studenten:

• har avansert kunnskap om fagfeltets historie, tradisjoner og utviklingspotensial
• har inngående kunnskap om forskning, vitenskapelige tenkemåter og metoder, relevant for å undersøke et avgrenset faglig tema
• har inngående kunnskap om etiske problemstillinger innen fag, undervisning og forskning

Ferdigheter

Studenten:

• kan analysere og kritisk drøfte forholdet mellom fagfeltets historie, innhold, undervisningsmetoder og utviklingspotensial
• kan utvikle et spesialisert forskningsdesign som viser en overordet plan for å belyse og besvare en selvvalgt problemstilling
• kan kritisk vurdere forskningsmetodiske valg for eget forskningsdesign, posisjonere eget prosjekt i forhold til aktuell forskning og reflektere over etiske problemstillinger
• kan anvende avansert fagdidaktisk kunnskap som er relevant for et avgrenset tema på en selvstendig og reflektert måte

Generell kompetanse

• kan kommunisere med ulike målgrupper om faglige problemstillinger og drøftingsperspektiv
• kan anvende kunnskaper og ferdigheter for å bidra til nytenking i en utdanningskontekst

Undervisningen består av seminar, individuell veiledning, gruppeoppgaver og forelesninger. Det forutsettes stor grad av selvstendighet i arbeidet med emnet.

Retten til å avlegge eksamen forutsetter godkjente arbeidskrav og deltagelse i bestemte faglige aktiviteter. Se mer informasjon i den innledende delen av fagplanen.

Følgende arbeidskrav er obligatoriske og må være godkjent før eksamen kan avlegges:

• Studenten skal individuelt eller i gruppe på inntil tre velge tema for masteroppgave og levere prosjektskisse på 1800 ord +/- 10 %.
• Studenten skal individuelt eller i gruppe på inntil tre levere en gjennomgang av forskningslitteratur knyttet til masteroppgavens tema med et omfang på 1600 ord +/- 10 %

Studentene skal gjennom prosjektskisse og gjennomgang av forskningslitteratur vise innsikt i det kunnskapsområdet de skal arbeide videre med i masteroppgaven. Arbeidskravet vil danne grunnlag for tildeling av veileder til masteroppgaven.

Individuell muntlig eksamen i formatet konferansebidrag etter nærmere retningslinjer. Varighet 30 minutter, Studenten holder en muntlig presentasjon på 20 minutter med digitale hjelpemidler. Deretter følger 10 minutter med spørsmål fra sensor.

Ny/utsatt eksamen

Ny/utsatt eksamen arrangeres som ved ordinær eksamen.