Faglig innhold

Emnet tar for seg både væsker som er i ro og som er i bevegelse. Det omfatter væskers fysiske egenskaper, hydrostatikk og dynamiske bevegelsesligninger samt prinsippene om konservering av masse og konservering av energi og impulssatsen. Det legges spesiell vekt på grunnleggende anvendelsesområder som rørstrømning, kanalstrømning, lineær bølgeteori samt drag- og løftekrefter på legemer og konstruksjoner.

Grunnleggende fluidmekanikk: hydrostatikk, vannkontinuitet, momentumligning, Bernoullis ligning, Energiligning, Navier-Stokes-ligning, rør- og kanalstrøm, entalls- og friksjonstap, Manning+Chezys ligninger, Darcy-Weissbachs ligning, Moodys diagram, drag og løft, lineær bølgeteori etc.

Læringsutbytte

Kunnskaper

Studenten skal ha kunnskap om:

• Hvordan basisligningene for strømning i fluider fremkommer og kan utledes.
• Hvordan en velger hvilke ligninger som brukes til å løse praktiske problemer i forskjellige strømningssituasjoner.
• Typiske hydrauliske problemstillinger som oppstår i forbindelse med bygging av vannkraftanlegg, elveforbygninger, vannforsyningsanlegg, havner og faste marine konstruksjoner.
• Hvordan laboratorieforsøk og tredimensjonale numeriske programmer kan gi svar på kompliserte strømningssituasjoner.

Ferdigheter

Studenten skal kunne:

• Beregne energitap i rørsystemer, effekt av vannkraftverk og nødvendig kapasitet på pumper.
• Beregne vannstandssprang og kapasitet av overløp.
• Beregne hydrostatiske krefter på dykkede legemer og luker.
• Beregne bevegelsen av ikkebrytende overflatebølger på vann, i hht lineær bølgeteori, og belastningen slike bølger gir på sirkulær-sylindriske konstruksjoner.
• Beregne hydrostatisk stabilitet av flytende lektere og lignende for forskjellig last.

Generell kompetanse

Studenten kan:

• Se sammenhengen mellom utledning av basisligningene og løsning av praktiske strømningsproblemer.
• Vite hvilke problemstillinger som kan løses med forenklede metoder, og hvilke som krever mer kompetanse.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, obligatoriske teori-, regne- og laboratorieøvinger. Frivillig nettbasert øvingsopplegg. Obligatorisk laboratorieøving. Veiledning for regneøvinger i auditorium av studentassistenter.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende matematikk- og fysikk-kunnskaper tilsvarende emnene TMA4100/4105/4110 matematikk 1/2/3 og TKT4116 Mekanikk1.

Kursmateriell

Kompendium i bølgeteori, skrevet av Geir Moe. Kompendium i Hydromekanikk, skrevet av Nils Reidar Olsen. Boken "Engineering Fluid Mechanics", av Elger, Williams, Crowe, Roberson.