Emne - Turbulens - EP8405
Turbulens
Velg studieårOm
Om emnet
Faglig innhold
Dette emnet dekker avanserte områder innen turbulens. Studenten skal kjenne til de fundamentale egenskapene, samt utvikle forståelse for nåtidens utfordringer innen turbulens. Kurset tar utgangspunkt i Kolmogorovs grunnleggende arbeid, og går videre til avanserte emner gjennom fundamentale problemer som periodisk boksturbulens, grid turbulens, kanalstrømninger, rørstrømninger og grensesjikt.
Emnet undervises på høsten i partallsår, dvs høst 2020, høst 2022, høst 2024 osv.
Læringsutbytte
Kunnskap:
Turbulenskaskaden
Ligningen for turbulent kinetisk energi
Turbulensspektrum, structure function og hvordan disse skalerer
Kolmogorovs «lover» og likhetshypotese
Forventninger til hvordan turbulent kinetisk energi utvikler seg og avtar i forskjellige strømninger
Vanlige former av dimensjonsløse grupper i turbulens og betydningen av disse
Korrelasjoner i turbulente strømninger
Relevant lengde-, hastighet- og tidsenheter i forskjellige strømninger
Faktorer innen numeriske strømningsberegninger (DNS, LES)
Veggloven
Hastighets- og variansprofiler i strømninger bundet av vegger
Begrensinger rundt eksperimenter og simuleringer med høye Reynoldstall
Ferdigheter:
Identifisere turbulensspektrum, korrelasjoner og structure functions ved utseende
Forstå forskjellige dimensjonsløse grupper og deres funksjon innen turbulens
Forstå begrensningene ved eksperimenter og simuleringer, og hvordan optimalisere utførelsen av disse
Generell kompetanse:
Forberede korte presentasjoner i grupper
Lese journalartikler og diskutere innholdet
Diskutere og formulere presise spørsmål om avanserte vitenskapelige emner
Forstå vitenskapelig og publiserende prosesser
Læringsformer og aktiviteter
Undervisningen vil bestå av samlinger hver annen til hver tredje uke. Hver samling varer rundt tre timer. Hver samling inneholder en kort forelesningsdel, resten består av studentpresentasjoner og diskusjon. Mellom samlingene blir studentene gitt oppgaver, noen ganger i grupper, basert på utdelt litteratur. Oppgaven blir så presentert i påfølgende samling, og etterfulgt av diskusjon.
Oppmøte og deltakelse i undervisningen er ikke obligatorisk. Ettersom samlingene er hovedformen for undervisning, og mesteparten av det faglige innholdet blir gitt her, vil det være vanskelig å bestå eksamen uten å delta.
All undervisning gjennomføres på engelsk.
Forkunnskapskrav
En sterk bakgrunn i fluidmekanikk og et tidligere introduksjonskurs til turbulens (som inneholder Reynolds Averaged Navier-Stokes ligninger).
Kursmateriell
Notater fra forelesninger, studentoppgaver og gruppediskusjoner.
Eksempler på artikler brukt tidligere (det er ikke nødvendigvis forventet at studentene leser alle):
Kolmogorov (Dokl Akad Nauk SSSR, 1941a,b,c)
Comte-Bellot & Corrsin (J Fluid Mech, 1966)
Kim, Moin & Moser (J Fluid Mech, 1987)
Lumley (Phys Fluids, 1992)
Jiménez (Arbor, 2004)
Smits, McKeon, Marusic (Ann Rev Fluid Mech, 2011)
Valente & Vassilicos (J Fluid Mech, 2011)
Krogstad & Davidson (J Fluid Mech, 2011)
Marusic, Monty, Hultmark & Smits (J Fluid Mech, 2013)
Hearst & Lavoie (J Fluid Mech, 2014)
Vassilicos (Ann Rev Fluid Mech, 2015)
Cardesa, Vela-Martín & Jiménez (Science, 2017)
I tillegg er følgende lærebok sterkt anbefalt for alle som ønsker å fortsette med studier av turbulens (ingen oppgaver/tekster vil bli hentet direkte fra denne):
Pope (2000) Turbulent Flows, Cambridge University Press, UK.
Studiepoengreduksjon
| Emnekode | Reduksjon | Fra |
|---|---|---|
| DIO1014 | 7,5 sp | |
| EP8487 | 7,5 sp |
Fagområder
- Energi- og miljøfysikk
- Industriell prosessteknikk
- Energiforsyning og klimatisering i bygninger
- Strømningsteknikk
- Energi- og prosessteknikk
- Ingeniørvitenskap
- Mekanikk, termo- og fluidmekanikk
- Astrofysikk
- Hydro- og gassdynamikk - turbulent rørstrømning
- Mekanikk - Strømningsmekanikk
- Hydrodynamikk
- Strømningsmekanikk
- Strømnings- og konstruksjonsdynamikk
- Hydro- og gassdynamikk
- Strømningsprosesser
- Mekanikk - fluidmekanikk
- Mekanikk, termo- og fluiddynamikk - strømningsteknikk
- Termisk energi og vannkraft
- Mekanikk, termo- og fluiddynamikk - strømningsteknikk - flerfasestrømning
- Anvendt geofysikk
- Marin teknologi
- Termisk energi og vannkraft - hydrauliske strømningsmaskiner
- Marin hydrodynamikk
- Kjemiteknikk
- Bygg- og anleggsteknikk
- Fysikk
- Geofysikk
- Ingeniør
- Teknologiske fag