Faglig innhold

Analytiske og numeriske metoder for å beregne vannlinjer og flombølger i elver. Metoder for å beregne spredningsprosesser i 1, 2 og 3 dimensjoner. Algoritmer for å løse Navier-Stokes ligninger for turbulent strømning, inklusive bruk av forskjellige dataprogrammer. Temaer fra limnologi, kjemi, biologi og sedimenttransport, samt algoritmer for å modellere disse prosessene i flere dimensjoner. Paralellisering av dataprogrammer.

Læringsutbytte

Kunnskaper

Studenten skal ha kunnskap om:

• Hvordan følgende ligninger løses numerisk ved hjelp av en kontroll-volum metode: St. Venands ligning, Konveksjons-Diffusjons ligningen og Navier-Stokes ligninger.
• Kvalitet på løsningen av ligningene: nøyaktighet, stabilitet og feilkilder.
• Stratifisert strømning, innsjøhydraulikk, utslipp til resipienter, sedimenttransport, turbulensmodeller og modeller for vannkvalitet.

Ferdigheter

Studenten skal kunne:

• Bruke regnark, HEC-RAS, SSIIM og OpenFOAM til å beregne stasjonær og ikke stasjonær strømning.
• Lage grid for flerdimensjonale numeriske beregninger.
• Bruke forenklede formler for flombølger, utslipp i resipienter, forurensningsspredning og sedimenttransport.

Generell kompetanse

Studenten kan:

• Kjenne dataprogrammer som eksisterer for løsning av forskjellige strømningsproblemer.
• Vurdere kvaliteten av resultatene fra 1D, 2D og 3D numeriske beregninger, og gi krav til kvalitetstester.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regne- og dataøvinger. 11 regneøvinger og 1 laboratorieøving. Undervisningen vil foregå på norsk, men det er on-line videoer av forelesningene på engelsk. Kompendium og alt annet skriflig materiale er på engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Hydraulikk-kunnskaper tilsvarende emne TVM4116 Hydromekanikk.

Forkunnskapskrav

TVM4116 Hydromekanikk

Kursmateriell

Boken "Numerial Modelling and Hydraulics", som kan lastes ned fra instituttets web-sider: folk.ntnu.no/nilsol/tvm4155. I tillegg utvalgte vitenskaplige artikler.

Studiepoengreduksjon