FORSLAG TIL INNHOLD I FAGET HYDROMEKANIKK
VED FAKULTET FOR BYGG- OG MILJØTEKNIKK, NTNU

FOR NY STUDIEPLAN BASERT PÅ 4 KURS Á 48F pr SEMESTER
(4 x (4F+4Ø)) belastning pr semester.

Forslag ved Øivind A. Arntsen datert 16/10-96

Av lærebøkene som jeg har sett på (se nederst) er Munson & al. og White mine favoritter. Et minus er den omfattende bruken av BG-enheter.Men SI-enheter er brukt i ca halvparten av eksemplene. White har en frisk skrivestil som kan appellere til flere enn meg. Dessuten har han gitt ut en diskett med programvare som støtter boka. Jeg har ikke hatt disketten tilgjengelig. Gjevik's blir nok for spe, etter dagens krav, som lærebok, men som forelesningsmanuskript kommer den til nytte. Gerhart & al. fremstiller etter min mening stoffet unødig innfløkt og omstendig. Ellers har jeg vurdert Engineering Fluid Mechanics av Roberson/Crowe. Det er en grei bok å ha i hylla, men behandler grunnleggende stoff i knappeste laget. Positivt er det at den presenterer problemstillinger og løsninger oversiktlig og at det er stort sett brukt SI-enheter.

Lærebøkene er i bruk i forskjellige fag ved NTNU (les gamle NTH):

Munson & al.
61121 FLUIDMEKANIKK FAKULTET FOR GEOFAG OG PETROLEUMSTEKNOLOGI v/Arvid Gustafson
kap. 2, 3, 4, 5.1.1, 5.1.2, 5.2.1, 5.2.2.

White
61123 FLUIDMEKANIKK FAKULTET FOR MASKINTEKNIKK v/ Helge I Andersson

61125 FLUIDMEKANIKK FAKULTET FOR MARIN TEKNIKK v/ Helge I. Andersson
61142 STRØMNINGSLÆRE FAKULTET FOR MASKINTEKNIKK v/ Per-Åge Krogstad

Gerhart & al.
61124 FLUIDMEKANIKK FAKULTET FOR FYSIKK OG MATEMATIKK v/ Iver H. Brevik
34505 HYDROMEKANIKK FAKULTET FOR BYGG- OG MILJØTEKNIKK v/ Jan B. Aarseth
kap.: 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.2.1, 2.3, 2.3.1, 2.4 ,2.4.1, 2.4.2, 2.5, 2.5.1, 3.1 ,3.2 ,3.2.1,3.2.2 ,3.2.3 ,3.2.4 ,3.3 ,3.3.1 ,3.3.2, 3.3.3, 3.3.4, 3.3.5,
4.1 ,4.1.2 4.2 ,4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, 4.3, 4.3.1, 4.3.2, 4.3.3, 4.3.4, 4.4, 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 5.1,5.1.1,5.1.2,5.1.3, 5.1.4, 5.2, 5.2.1,5.2.2,5.3,5.3.1,5.3.2,
5.4, 5.4.1 5.4.2, 5.6.1

Hydromekanikk 12Bt 5. semester.

Innhold/Contents

Væskers egenskaper, statikk, kinematikk, kontinuitet, energi og bevegelsesmengde, modellover, inkompressibel strømning i rør,strømningsindusert drag og løft.

Fluid properties; statics; kinematics; basic conservation principles of continuity, energy and momentum; similitude and hydraulic models;incompressible flow in pipes; fluid dynamic drag.

Målsetting/Objectives:

Etter gjennomført kurset vil studentene ha tilegnet seg grunnleggende kompetanse innen hydrostatikk/hydrodynamikk og har utviklet ferdigheter i å løse enkle problem som involverer både væske i ro og i bevegelse. De skal ha ervervet forståelse for prinsipper som konsevering av masse, dynamiske lover og sammenheng mellom mekanisk og termisk energi ved strømning. Spesielt skal studenten ha fått grunnlag for videre studier rettet mot rør- og kanalstrømning, kystteknikk og modellering av strømningsindusert naturlaster og respons.

At the conclusion of this subject, the students will have acquired an understanding of: hydrostatics and basic fluid flow; developed skills in solving simple problems involving both fluids at rest and in motion. Acquired an understanding of the principles of mass, momentum exchange and heat transfer and an appreciation of their relevance to a range of engineering situations e.g. in hydraulic, coastal and structural engineering.

Emner (Engelskspråklig foreløpig):

Description.                                                        F      BT             Referanse' 

|                                                                                    G        M      W     bg

1.INTRODUCTION AND FUNDAMENTAL CONCEPTS                             4       1.0      1       1&4     1      1
  Definition of a fluid, dimensions, units and methods of                 
  analysis, fluid as a continuum, some basic definitions,                 
  description and classification of fluid motions                         

2.FLUID STATICS                                                     6       1.5      2        2      2      3
  Pressure variations in static fluid, hydrostatic forces on 
  submerged bodies, buoyancy and stability,                     
  fluid in rigid body motion 

3.CONTROL VOLUME FORMULATION                                        8       2.0     3&5       4      3     2&5''
  Control volume approach, Reynolds transport theorem, material                      
  derivate. Basic equations for fluid flow, such as                                 
  continuity,momentum and energy equations,
  (and the moment-of-momentum equations).                            

4.DIFFERENTIAL FORM FORMULATION                                     8       2.0    3&4&9    3&5&6    4      2&4
   Differential form of the basic equations, Euler's and                   
  Bernoulli's equations. Rotational and Irrotational flow.                
  Stream- and potential functions. Navier-Stokes equation.                

5.SIMILITUDE AND DIMENSIONAL ANALYSIS                               6       1.5      6        7      5       -
  Buckingham's pi theorem, important dimensionless groups,                
  dynamic similarity practical use of the dimensionless                   
  groups. Similitude based on Governing DifferentialEquations.            

6.INTERNAL INCOMPRESSIBLE VISCOUS FLOW                              8       2.0     4&7       8      6      10
  Laminar and turbulent flows, turbulent velocity profile,                
  pipe flow, head loss in pipes, Moody chart, minor head loss             
  in pipe systems.                                                        

7.EXTERNAL INCOMPRESSIBLE VISCOUS FLOW                              8       2.0     9&8       9      7       11
  Boundary layer, laminar and turbulent flow on flat plate                
  Fluid flow about immersed bodies, drag and lift forces                  

TOTAL BRUTTO                                                       48       12.0    666s     637s    446s    183s

' F:  Antatt antall forelesningstimer
  BT: Anslått belastning (1BT ca lik 4F).
 Referenser er gitt som henvisning til kapittel i tre forskjellige lærebøker:
G: Fundamentals of fluid mechanics / Philip M. Gerhart, Richard J. Gross, John I. Hochstein. - 2nd ed. 
     Reading, Mass. : Addison-Wesley, c1992. 
M: Fundamentals of fluid mechanics / Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi. 
     New York : Wiley, c1994. 
..W: Fluid mechanics / Frank M. White. - 3rd ed. 
     New York : McGraw-Hill, c1994. 
    I serie:(Schaum's outline series in mechanical engineering) 
bg:Innføring i Fluid Mekanikk. Forelesninger av Bjørn Gjevik
    Matematisk Institutt, Oslo 1981.
'' Kapittel 5 i "bg" gir en generell definisjon av 'del'-operatoren samt presenterer 
   integralsetningene: Gauss, Stokes og Greens satser.