ING2305 Fluid- og hydrodynamikk

Emnekode: 
ING2305
Kursnavn på engelsk: 
Fluid dynamics
Studieprogram: 
Bachelor i militære studier
Credits: 
7,5
Studienivå: 
Syklus 1
Undervisningssemester: 
2019 Høst
Emneansvarlig: 
Harald Totland
Om emnet

Emnet skal gi gode kunnskaper innen inkompressibel og kompressibel fluidmekanikk, både statisk og dynamisk. Av stor betydning er kunnskap innen fluid-struktur-interaksjon, eksempelvis kavitasjon og trykksignatur. Gjennom laboratorieøvinger i kavitasjonstunnel og slepetank får kadettene praktisk erfaring med eksperimentering og analyse av måledata. Kadettene skal få bakgrunn for å kunne håndtere drifts- og vedlikeholdsproblematikk innen det skips- og motortekniske området. Emnet skal gi gode kunnskaper til senere anvendelse i de andre tekniske spesialiseringsemnene og et godt grunnlag for videre studier.

Emnet dekker følgende faglig innhold: grunnleggende begreper og egenskaper til fluider (tetthet, trykk, skjærspenning, viskositet, kompressibilitet, damptrykk og kavitasjon), fluidstatikk (trykkvariasjon i væsker og gasser, hydrostatisk trykkformel, manometri, væsketrykk mot plan eller krum flate, oppdrift, oppdriftssenter og stabilitet), elementær fluiddynamikk (Newtons annen lov langs strømlinjer og på tvers av strømlinjer, Bernoullis ligning, strømningsrate, massestrøm og volumstrøm, kontinuitetsligningen for rørstrømning, pitotrør, venturimeter), fluidkinematikk (hastighetsfelt, strømlinjer, strømstreker, materiellderivert, akselerasjonsfelt), kontrollvolum og bevaringslover (kontinuitetsligningen på integralform, impulsligningen, momentligningen, effektligningen), differensiell beskrivelse av fluidbevegelse (divergens, virvling og rotasjon, kontinuitetsligningen og impulsligningen på differensialform, Eulers ligninger, Navier-Stokes-ligningene, rotasjonsfri strømning, Bernoullis ligning for rotasjonsfri strømning, hastighetspotensial, potensialstrømning), dimensjonsanalyse og modellteori (dimensjonsløse tall, Buckinghams pi-teorem, metoden med gjentatte variabler, modellover), viskøs strømning (laminær og turbulent strømning, grensesjikt, rørstrømning, trykkfall, tapshøyde, motstandstall, ruhetshøyde og ruhetsparameter, Moody-diagram, strømning i skrått rør, Poiseuilles lov, utvendig strømning, motstand og løft på neddykkede legemer, drag-, løft- og trykkkoeffisienter, Biot-Savarts lov, Kutta-Joukowski-teoremet, Magnus-effekten), kompressibel strømning (Bernoullis ligning for kompressibel strømning, Mach-tallsrelasjoner, dyse, diffusor, stagnasjonsforhold, Fanno-Rayleigh-diagram).

Emnet følger STCW-kode A-III/2 og STCW-funksjon Maskineri på ledelsesnivå.

Læringsutbytte

Kunnskap

Etter fullført emne kan kadetten:

  • beskrive sentrale begreper og metoder innen strømningslæren, deriblant grensesjiktdannelse, virvler og avløsning, kavitasjon og trykksignatur
  • forklare grunnleggende sammenhenger innen emnet med hensyn til praktiske anvendelser og driftsrelaterte problemer, spesielt modell-lover relatert til skipskonstruksjon

Ferdigheter

Etter fullført emne kan kadetten:

  • anvende et relevant begreps- og formelapparat
  • gjøre rede for grunnleggende lover og sammenhenger i fluidmekanikk
  • bruke kunnskapen til å lage matematiske modeller av utvalgte forhold innen fluidmekanikken
  • resonnere systematisk ved problemstillinger innen emnet og gjøre rede for resultatene

Generell kompetanse

Etter fullført emne kan kadetten:

  • beskrive teorien for strømning av væsker og gasser og deres vekselvirkning med mekaniske strukturer
  • formulere og løse praktiske strømningsproblemer
  • nytte laboratorieutstyr og foreta nødvendig instrumentering og datainnsamling
  • formidle kunnskap innen fluidmekanikk

 

Sensorordning

Sensur gjennomføres i henhold til Forskrift for opptak, studier og eksamen ved Forsvarets høgskole.

Pensum

Munson, B.R., Okiishi, T. H., Huebsch, W. W. & Rothmayer, A. P. (2013). Fluid Mechanics (7. utg.). SI-versjon. Hoboken: Wiley. (Kap. 1-9, 11).

VurderingsformGrupperingVarighetVarighetstypeKarakterskalaAndelJusterende muntligKommentarHjelpemidler
Skriftlig eksamen-5TimerA-F Not required
Vurderinger:
Vurderingsform:Skriftlig eksamen
Gruppering:-
Varighet:5
Varighetstype:Timer
Karakterskala:A-F
Andel:
Justerende muntlig:Not required
Kommentar:
Hjelpemidler:
Forfattere: 
Harald Totland
Gisle Strand