Förstå, förklara och använda grundläggande koncept och begrepp inom kontinuummekaniken (såsom kontinuum, deformation, töjning, rotation, spänning, Eulerskt och Lagrangeskt betraktelsesätt, materiederivata)
Härleda, använda och förstå relevanta differentiella samband i kontinuummekaniken (masskonservering, rörelsemängdsbalanser och termodynamikens första huvudsats)
Använda sig av de vanligaste konstitutiva sambanden för idealiserade material (linjär elastisk solid, Newtonsk fluid och värmeledning enligt Fouriers lag) och vara förtrogen med deras tillämplighet
Kombinera differentiella och konstitutiva samband för att formulera och analysera enklare elasticitetsproblem (diskar, cylindrar), strömningsproblem (planflöde) och värmetransportproblem
Föreslå approximativa lösningar genom handberäkningar till ingenjörsmässigt relevanta problem inom:
hållfasthetslära: stänger, axlar och balkar (drag, tryck, vridning, böjning och skjuvning), samt instabilitetsfenomen
strömningslära: kontrollvolymsanalys samt Bernoullis ekvation (med och utan förluster)
Uppvisa förståelse för vissa centrala fysikaliska fenomen som ingår i den kontinuummekaniska beskrivningen men inte kan studeras analytiskt (såsom turbulens)
Kursinnehåll
Kursen börjar med en allmän introduktion och en genomgång av grundläggande begrepp. Därefter presenteras kontinuumkinematiken och spänningskonceptet i mer detalj. Mot denna bakgrund introduceras de grundläggande mekaniklagarna för ett idealiserat kontinuum på olika form. Därefter stiftas bekantskap med de vanligaste fenomenologiska konstitutiva sambanden för olika material: elastiska solider, Newtonska fluider och värmeledning. Genom att kombinera mekaniklagarna med konstitutiva samband illustreras hur elasticitetsproblem, strömningsproblem och värmetransportproblem kan formuleras och lösas i kontinuummekaniken. Eftersom mer avancerade problem förutsätter numeriska beräkningar för att kunna studeras effektivt ägnas den avslutande delen av kursen åt tekniker för approximativa handberäkningar samt diskussion av centrala fysikaliska kontinuumfenomen av stor industriell relevans som inte kan studeras analytiskt.
Förutsättningar
Grundläggande behörighet för grundnivå
Litteratur
J. N. Reddy, An introduction to Continuum Mechanics, Second Edition, Cambridge University Press, ISBN 978-1-107-02543-1.
J. Brouzoulis & M. Ekh, Hållfasthetslära kurskompendie, PDF distribuerad via Canvas.
L. Davidson, "An Introduction to Turbulence Models", PDF distribuerad via Canvas.