TME226 · Chalmers tekniska högskola
Strömningsmekanik, fortsättningskurs
Ny kurs
Inga tentor än
Ladda upp dina tidigare tentor och få hjälp med att strukturera ditt studiematerial
Få dina tentauppgifter kategoriseradeBli guidad genom ditt studiematerialFå hjälp direkt med teori och tipsHåll koll på dina framsteg
Kurs info
HP
7.5
Språk
Engelska
Institution
mekanik och maritima vetenskaper
Lärandemål
- Manipulera tensoruttryck med hjälp av indexnotation, och använda divergenssatsen och transportteoremet.
- Härleda Navier-Stokes ekvationer och energiekvationen med hjälp av tensornotation
- Analytiskt lösa Navier-Stokes ekvationer för ett par enkla strömningsproblem och analysera och förstå dessa strömningsfall
- Karaktärisera turbulensen
- Förstå och förklara energispektrum för turbulensen och kaskadprocessen
- Härled de exakta transportekvationerna för turbulent kinetisk energi
- Identifiera de olika termerna i denna ekvationer och beskriva vilken roll de spelar
- Härleda den linjära hastighetslagen och den logaritmiska hastighetslagen för ett turbulent gränsskikt
- Förstå och förklara modellantagande i k-epsilon-modellen
- Förstå de två olika metoderna för att behandla väggrandvillkor: väggfunktioner och lågreynoldstalsmodeller
- Beräkna enkla strömningsfall med ett kommersiellt CFD-program
Kursinnehåll
Studenterna kommer inledningsvis att lära dig grunderna i Cartesiska tensorer och indexnotation. Ett starkt fokus ligger på att härleda och förstå transportekvationerna i tre dimensioner. Dessa ekvationer utgör en allmän grund för strömningsmekanik, turbulens och värmetransport. I kontinuummekaniken diskuterar vi töjnngshastighetstensorn, vorticitetstensor och vorticitetsvektorn. I anslutning till vorticitet, kommer begreppet virvelfri strömning, friktionsfri strömning och potentialströmning att införas. Transportekvationen för vorticitetsvektorn kommer att härledas från Navier-Stokes ekvationer Fullt utvecklad kanalströmmning kommer att analyseras i detalj. Studenterna analyserar resultaten från en numerisk lösning. I en konstruktionsuppgift med Python eller Matlab/Octave kommer studenerna att beräkna olika storheter såsom ökningen av centrumhastigheten, minskningen av väggskjuvspänningen, virvelbildningen samt egenvärden och egenvektorer för hastighetstöjnongstensorn. Under större delen av kursen får studenterna lära sig grunderna i turbulent strömning och turbulensmodellering. Den grundläggande ekvationen för turbulent kinetisk energi kommer att härledas. Vi går sedan vidare till k-epsilon-modellen vilken är den vanligaste turbulensmodellen som används i industrin. Två olika metoder för att behandla randvillkoren vid väggar kommer att studeras. I den ena metoden används grova rutnät nära väggen och man gör antaganden om hur strömning och turbulens ser ut nära väggen; det kallas väggfunktioner. I den andra metoder används ett fint rutnät där man löser upp de viskösa effekterna nära väggen. Man måste då modifiera turbulensmodellen för att ta hänsyn till dessa efffekter. Metoden kallas lågreynoldstalsmodell. I en andra konstruktionsuppgift med STAR-CCM+ kommer studenterna att få beräkna turbulent strömning för enkla tvådimensionella strömningsfall För mer information. Föreläsare hemsida
Förutsättningar
- Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Litteratur
E-bok som laddas ner från kurshemsidan
Liknande kurser vid andra universitet
Gör som 15 000+ studenter och ta kontroll över ditt tentaplugg.
Kom igång gratis