Strömningslära, 7,5 hp

Innehåll

I kursen kommer den studerande att tillägna sig kunskaper i strömningslära och i strömnings-tekniska tillämpningar samt skapa en grund för fortsatta studier inom energiteknik, värme- och masstransport. Kursen behandlar grundläggande begrepp som viskositet, tryck, inkompressibilitet samt ideala och viskösa fluider. Vidare ingår grundläggande teori för hydrostatik och strömningslagar. Ideala fluider behandlas med Bernoullis ekvation. Kontrollvolymsanalys för bevarande av massa, energi och rörelsemängd utvecklar teorin ytterligare. Pi-teoremet för dimensionsanalys introduceras och används för att analysera förhållanden mellan olika flödeskvantiteter. Teorin för visköst inkompressibelt flöde utvecklas inom ramen för Navier-Stokes ekvation och tillämpas på flöden i rör och öppna kanaler samt på flöden kring objekt.

Kursen omfattar en teoridel om 6,5 hp och en laborationsdel om 1,0 hp som inkluderar introduktion till datorsimulering inom hydrodynamiken.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• redogöra för hur den klassiska mekanikens lagar kan tillämpas på vätskor och gaser,
• redogöra för användandet av Bernoullis ekvation och redogöra för ekvationens begränsningar,
• redogöra för viktiga hydrodynamiska begrepp som viskositet, laminära och turbulenta flöden, energiförluster i rör och ventiler samt drag- och lyftkrafter.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• lösa problem inom hydrostatiken och beräkna tryckkrafter,
• tillämpa Bernoullis ekvation på ideala vätskor,
• lösa Navier-Stokes ekvation för enkla viskösa inkompressibla flöden,
• använda dynamiska likheter och dimensionsanalys vid problemlösning,
• analysera hydrodynamiska flöden med hjälp av kontrollvolymer,
• analysera viskösa flöden i kanaler och rör, samt drag- och lyftkraft på objekt i vätskeflöden,
• använda programvara för att lösa enkla hydrodynamiska problem numeriskt,
• genomföra experiment inom hydrodynamiken, värdera experimentella resultat samt presentera dessa skriftligt och muntligt,
• samarbeta i grupp vid laborativt arbete.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• reflektera över och värdera sin egen och andras insats vid laborativt arbete,
• visa förmåga att göra bedömningar med hänsyn till vetenskapliga och etiska aspekter vid presentation och publicering av resultat vid laborativt arbete.

Behörighetskrav

För tillträde till kursen krävs Klassisk mekanik A (5FY040, 7,5 hp) och Differentialekvationer för teknologer (5MA121, 7,5 hp) eller motsvarande.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, gruppövningar, räkneövningar samt handledning vid laborationer och datorlaborationer. Laborationer är obligatoriska moment i kursen. Laborationer redovisas skriftligt och/eller muntligt.

Student som missat eller inte kunnat slutföra ett obligatoriskt utbildningsmoment vid kurstillfället ska beredas möjlighet att slutföra det vid ett senare kurstillfälle. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Examination

Kunskapsredovisningen sker normalt genom ett skriftligt prov i slutet av kursen samt genom skriftliga och muntliga redovisningar under kursens gång. Vilka redovisningar som utgör grund för betygssättning redovisas vid kursstart. På de skriftliga och muntliga redovisningarna sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). På det skriftliga provet sätts något av betygen Underkänd, Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Strömningslära 7,5 hp (5FY104) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna.