FYSS6452 Virtausmekaniikka 2, osa B (4 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

RAJAKERROSVIRTAUKSET
  • Rajakerrosvirtausten perusilmiöt ja karakterisointi
  • Makroskooppinen taseanalyysi. Karmanin teoria
  • Rajakerrosyhtälöt.
  • Virtaus suoran levyn pinnalla
  • Painegradientin vaikutus. Virtauksen irtoaminen.
  • Vastusvoima ja nostovoima

KOKOONPURISTUVA VIRTAUS
  • Kokoonpuristuvan virtauksen perusilmiöt 
  • Äänen nopeus
  • Adiabaattinen ja isentrooppinen kokoonpuristuva virtaus 
  • Normaalishokit
  • Virtaus supistuvassa ja laajenevassa kanavassa
  • Yliäänivirtaus (jos aikaa) 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija

  • ymmärtää kitkallisen rajakerrosvirtauksen oleelliset piirteet ja ilmiöt.

  • osaa luokitella rajakerrosvirtaukset laminaarisiin ja turbulentteihin.

  • tuntee rajakerrosvirtausten perusteoriat

  • osaa arvioida rajakerrosvirtauksen aiheuttaman vastusvoiman suuruutta

  • osaa luokitella virtaukset kokoonpuristuviin ja kokoonpuristumattomiin virtauksiin.

  • tuntee kokoonpuristuvan virtauksen erikoispiirteet ja tärkeimmät ilmiöt.

  • hallitsee adiabaattisen ja isentrooppisen kokoonpuristuvan virtauksen teorian ja tietää minkälaisiin tilanteisiin sitä voi soveltaa.

  • osaa käyttää normaalishokkien perusteoriaa.

  • tietää kvalitatiivisesti yliäänivirtausten tyypilliset ilmiöt ja erityispiirteet.

  • osaa suunnitella yliäänialueella toimivan Laval-suuttimen. 

Esitietojen kuvaus

  • Matemaattiset menetelmät (Calculus, lineaarialgebra, differentiaali- ja osittaisdifferentiaaliyhtälöt), mekaniikka, virtausmekaniikka 1A ja 1B.
    Suositus: virtausmekaniikka 2A.

  • Tarvittavia matemaattisia käsitteitä (merkitys ja käytännön laskutaito):
    -Skalaari, vektori ja tensori.
    -Derivaatta ja integraali ml. pinta- ja tilavuusintegraalit
    -Gradientti divergenssi ja roottori.
    -Differentiaali- ja osittaisdifferentiaaliyhtälöt (käsitteellinen ymmärrys, ratkaisumenetelmien alkeet) 

Oppimateriaalit

Suomenkielinen luentomateriaali. Jaetaan Moodlen kautta viikoittain.

Kirjallisuus

  • Frank M. White, Fluid Mechanics, ISBN: 978-007-131121-2

Suoritustavat

Tapa 1

Kuvaus:
Joka toinen vuosi (alkaen 2022). Itsenäisestä suorituksesta muina aikoina sovittava erikseen.
Arviointiperusteet:
Kurssin läpäisy vaatii vähintään puolet kokonaispisteistä (72) sekä hyväksytyn laboratoriotyön (min. 6 p.). Arvioinninkohteet tentti (48 p.), harjoitustehtävät (12 p.) ja laboratoriotyö (12 p.).
Opetusajankohta:
Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (4 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Kurssin läpäisy vaatii vähintään puolet kokonaispisteistä (72) sekä hyväksytyn laboratoriotyön (min. 6 p.). Arvioinninkohteet tentti (48 p.), harjoitustehtävät (12 p.) ja laboratoriotyö (12 p.).
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:
  • Tentti, harjoitustehtävät ja laboratoriotyö. 

  • Kurssin sisältö koostuu viikottaisista opintopaketeista, joita käsitellään luennoilla ja laskuharjoituksissa.

  • Laboratoriotyö tehdään kurssin aikana ja se voidaan suorittaa ja raportoida pareittain. Raportti on jätettävä hyväksyttäväksi viimeistään yhden kuukauden kuluttua kurssin opetuksen päättymisestä.  

Opetus