Framdriftsblogg i BIT260 Fluidmekanikk våren 2010


Pensums- og øvingsframdrift, V 2010

 

Framdriftsplanen i pensum for kommende uker er angitt. Det blir også nevnt hva som blir starttema i nærmest kommende uke, og hvilken side i læreboka man nådde i tilbakelagte uker.

Oppgavene (med løsning) er tatt fra øvingsoppgavesamlinga som ligger på nettadressen

http://www.ux.uis.no/~finjord/

Oppgaver som blir gitt i en uke, blir vanligvis gjennomgått i uka etter.
Man kan også spørre foreleseren om dem pr. epost, eller møte på kontoret E-535.

Studentassistent regneøving onsdag 08.15-09.00: Peter Bergesen Kolstø.



Uke 1:
     A:  1, 2, 3 
Påmelding på lablista begynte på onsdag.
Koordiner labpåmeldingene dine slik at det blir minst mulig kollisjon med lab i andre fag!

Forelesningene gjorde ferdig kapittel 1, og kom i gang med kapittel 2.
Kurset har en liten NOTASJONSFORANDRING mht. spesifikt volum og gasslikning i forhold til læreboka - se dette notatet.

Nådd side 18.
Uke 2:
     A:  4  (svært lik eksamensoppgave mai 2007), 5, 6
I regneøvinga i første time onsdag gjennomgikk studentassistenten oppgavene som ble gitt i forrige uke, dessuten ovennevnte notat (som ligger til grunn for A.3) samt litt om dobbellogaritmiske diagrammer
-- de sistnevnte er et nyttig hjelpemiddel som brukes i laboppgave 5.

Forelesningene starta på avsnitt 2.6 og nådde fram til avsnitt 3.2.

Figurer fra læreboka vist bare på transparent, var blant annet 2.1, 2.2, 2.4, 2.5, 2.6, A.1, A.2, 2.5, 2.6 og 3.1.

Nådd side 46.
Uke 3:
     B:  1, 2, 4 (regn B.1 bare hvis tid og matematisk interesse!)
         samt eksamensoppgave nr. 1, desember 2009 (se løysinga).
         For eventuelt noen ekstra detaljer i løsninga av B.1a, se her.
Start: Utledning av likning (3.2), "grunnlikninga i fluidstatikken". Men OBS! Vi formulerte den på en mer generell måte med vektornotasjon, der ∇-operatoren inngår! For en påminning om ∇'s egenskaper, se øverst side 2 av notatet om substansiell derivert nevnt under neste uke.

Til regneeksempel 3.1 i læreboka: Standardatmosfæretrykket uttrykt i "psia" (pounds per square inch) er å finne i tabellverdi-lenka på regneoppgave/løsningssida.

Også dekket: "Head"; trykkmåling; trykk på plane og krumme neddykkete flater. For å rekke avsnitt 3.8 denne uka, ble 3.5 utsatt til neste uke.
Treghetsmomenter, flatesenterplasseringer osv. i forbindelse med likningene 3.16 og 3.18 i læreboka, finnes i Appendiks A.7 side 738. Et utvalg av disse som trengs i regneøvinger, finnes også side 8 i lenka Formler og uttrykk som ligger nær toppen av startsida for oppgave- og løsningssamlinga.

Avsnitt 3.8 ble behandlet med samme intuitive og superraske utledning som i læreboka. Oppgave 3.8.2 i den, påtenkt som talleksempel, rakk vi uheldigvis ikke å gjennomgå -- men den er nesten identisk med eksamensoppgaven gitt ovenfor som regneoppgave, som skal gjennomgås i neste uke. Den inneholder trykkberegning både på plane og krumme flater. VIKTIG: I DE SISTNEVNTE ER DET IKKE DET KRUMME AREALET SOM SKAL SETTES INN! (Tyvkikk gjerne på løsninga!)

Figurer fra læreboka vist bare på transparent, var blant annet 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.15, 3.16 og 3.17.

Nådd side 79, men utsatt 55-64.
Uke 4:
     B:  7, 10, 12
Avsnitt 3.5 utsatt, forøvrig ferdig med kapittel 3, start på kapittel 4.

Det hederskronete regneeksemplet med roterende kar ble tatt ut i år og erstatta med den enklere oppgaven B.13, presentert på tavla. Interesserte kan likevel lære å lage rotasjonsparaboloider i kaffekoppen, ved å klikke på lenka!

Nådd side 106.
Uke 5:
     C:  6, 7, 8ab, 10a
Videre i kapittel 4: Reynolds' transportteorem, kontinuitetslikninga, og substansielt derivert (avsnitt 4.12/13 i læreboka), det sistnevnte behandlet med ∇-operator-formalisme.

Trykkfeilen nederst side 2 i "klikkeskrivet" er retta på nettet: Det skulle stå v = - ay .

Nådd side 124.
Uke 6:
     D:  1, 3, 6, 8
Framdrift: Start på kapittel 5.
Vær obs på at navnet Bernoullis likning i praksis ofte brukes, litt "fort og galt", også om den mer generelle energilikninga, som blir utleda i avsnitt 5.5ff.

Løsninga til oppgave D.3 skissert som eksempel pr. prosjektør. Ble gjennomgått grundigere onsdag i uke 7.

α-faktoren (avsnitt 5.1) og avsnittene 5.2/3 (Bernoullis likning uten og med tapsledd) ble forelest, deretter avsnitt 5.9 for å få grunnlag for et par punkter i en av de gitte regneoppgavene.

Et ikke-trivielt punkt i utledninga av likningene (5.5) og (5.14) er nevnt her.

Noen løsninger til Bernoulli-oppgavene er kortfattede. De har mange felles elementer, som det er unødvendig å gjenta detaljbehandlinga av hver gang. Den finner man i stedet ved å klikke her!

(Essensielle antakelser:
(i) Vannreservoaroverflaters fall- eller stigehastighet er tilnærmet lik null; overflatetrykket er lik atmosfæretrykket, som antas å være det samme ved små nivåforskjeller mellom overflatene.
(ii) Ved væskeutløp til fri luft må strålen ha trykk lik atmosfæretrykket, fordi den kan utvide seg fritt.)

Nådd side 138, utsatt 139-150 til uke 7, forelest side 151 (avsnitt 5.9).
Uke 7:
     D:  9, 12, 13, 19
Videre i kapittel 5: Avsnittene 5.4, 5.5/6, 5.7, 5.8, 5.9 (resten), 5.10, 5.11 (bare def.), 5.12, og så var man gjennom pensum i kapittel 5.

Prøv klikkelenka til SI-versjonen av eksempel 5.9 (side 157)!

Kavitasjon: Se bilde side 713 i læreboka, et eksempel på skade på en peltonturbin.
Pitotrør: Rør som i motsetning til piezometerrør bøyer av 90° og har åpning rett mot en fluidstrøm, og kan da måle stagnasjonstrykket (avsnitt 5.4). Slike rør inngår i den klassiske hastighetsmålingsmetoden for fly. Pitotrør forekommer i D.19 med løsning. De behandles også i lærebokas avsnitt 11.3 side 496-500 (ikke pensum).

Forelest det utsatte stoffet fra kapittel 5, nådd videre til side 184.
Uke 8:
     D:  15
     F:  2, 3, 7, 8, 11 (nr. 2 også eksempel i forelesning)
Framdrift: Start på kapittel 6:
Impulssatsen, Navier-Stokes-likningene,
β-faktoren (oppgave 6.3.1/F.1 løst på samme smarte måte som oppgave D.3),
anvendelser av impulssatsen (eksempel 6.1/oppgave F.2 løst på smartere måte enn i læreboka),
kraft på trykkføringer.

Det uventa enkle resultatet fra F.2 er i slekt med tilsvarende for hydraulisk sprang, avsnitt 10.18 side 460 og likning (10.48). Dagligdags fenomen, utafor pensum men interessant: Tenkt over at der vannstrålen fra kranen treffer bunnen av vasken, er det først et område med rask og grunn strøm, men så et ringforma sprang til langsommere og dypere strøm?

Nådd side 195.
Uke 9:
     F:  13, 15, 19, eksamensoppgave 1989/2
Framdrift: Videre i kapittel 6:
Kraft på trykkføringer (forts.) -- eksempel 6.2 skissert,
kraft på stasjonært skovl/blad,
absolutte/relative hastigheter og kraft på bevegelig(e) skovl(er)/blad, bilde av løpehjul for Peltonturbin,
strålereaksjon, jet- og rakett-skyvkraft.

Nådd side 231.
Uke 10: LABUKE 1 !
     H:  3ab, 5, 6
Framdrift: Start på kapittel 7.
Avsnittene 7.1-7.6, om similaritet og modelltesting, ble gjennomgått.

Oppgave G.5 med løsning (ikke pensum!) viser den EGENTLIGE matematiske begrunnelsen for similaritet, ved skalering av Navier-Stokes-likningene. Mange vil føle at det er den mest tilfredsstillende!

Nådd side 245.
Uke 11: LABUKE 2 !
     H:  9, 11 - samt eksamensoppgave sept. 2001/5 med løsning
Framdrift: Videre i kapittel 7:
Dimensjonsanalyse og spesielt Pi-teoremet.
Se også en mer kortfattet oversikt over sistnevnte.

I kapittel 8 får man høre om et kritisk Reynoldstall for rørstrøm. Men det finnes også et kritisk Froudetall (ikke pensum!) for overflateskips bevegelse. Figuren kommer fra journalen Physics Today og er ingen spøk :-) .

Nådd side 254.
Uke 12: LABUKE 3 !
     I:  2, 7, 11ab, 12
Framdrift: Start på kapittel 8 --
Rørstrømsberegning ved friksjonstap.
Avsnitt 8.1-8.3: Laminær og turbulent strøm, kritisk Reynoldstall, hydraulisk radius.
Avsnitt 8.4-8.7: Generell rørfriksjonslikning, friksjon ved sirkulært tverrsnitt, ikke-sirkulært tverrsnitt, laminær strøm i sylindrisk rør.
Avsnitt 8.8-8.9: Innløpsbetingelser ved laminær strøm, turbulent strøm.

Nådd side 271.
VEL OVERSTÅTT PÅSKE

Uke 14:
     H:  - (de gitt i uke 11 som ikke er blitt gjennomgått hittil)
     I:  9, 17, 18

Framdrift: Videre i kapittel 8.
Avsnitt 8.9, turbulent strøm (fullføring).
Avsnitt 8.10-8.11: Viskøst subsjikt og hastighetsprofil i turbulent strøm.

Du kan se detaljer fra utregninga av det turbulente hastighetsprofilet; de er ikke pensum.

Avsnitt 8.12-8.14: Moody-diagram og klassifikasjon/løsning av rørstrømsproblemer.
Avsnitt 8.15: Iterasjonstyper.

Nådd side 290.
Uke 15:
     I:  19, 21, 24, 25

(Ny gjennomgangsrekkefølge uke 16:
I.9, I.19, I.25, eks.oppg. sept. 2001/5; hvis tid H.9, H.11 eller I.17.)

Framdrift: Videre i kapittel 8.
Avsnitt 8.15: Iterasjonstyper (to eksempler).
Avsnitt 8.20-8.26: "Små" energitap.
Avsnitt 8.28: Rørledning med pumpe eller turbin.
Avsnitt 8.30-8.31: Rør i serie eller parallell.

Nådd side 355.
Uke 16:
     E:  3bc, 6, 7, 10abc
     H:  Eksamensoppgave sept. 2001/5 med løsning (skulle vært gjennomgått før)
Framdrift: Start på kapittel 14 -- Ideell strøm.
Avsnitt 14.1-14.2: Kontinuitet og virvling, differensiell form.
Avsnitt 14.3: Sirkulasjon og virvling.
Avsnitt 14.4-14.5: Strømfunksjonen; eksempler på 2D strømfelt.
Avsnitt 14.6-14.7: Hastighetspotensial; ortogonalitet av strømlinjer og ekvipotensiallinjer.
Avsnitt 14.8: Strøm i porøse medier.

Start side 622, nådd side 646. Pensum tilbakelagt!
Uke 17:
     Regneøvingsgjennomgang i første time onsdag.
     Deretter, og på torsdag 29. april:

     Repetisjon -- gjennomgang av noen oppgaver
     som et "tverrsnitt" gjennom pensum.
     (Det er ikke nødvendigvis noen av disse, eller liknende,
     som kommer til eksamen!)

7 av disse 11 oppgavene (ordna temamessig) ble gjennomgått:

Nr. 1, mai 2007
B.12 | Nr. 1, mai 2004
Nr. 4, mai 2009 | Nr. 3, mai 2005
Nr. 2, mai 2001 | Nr. 2, mai 2009
Nr. 3, mai 2008 | Nr. 5, desember 2009
Nr. 3, desember 2009 | Nr. 5, mai 2008

     Interessert i gode tilbud? Klikk her !


Eksamensdato våren 2010: Onsdag 12. mai

Eksamen var på 4 timer. Det var 5 oppgaver, som alle skulle besvares. Karakter blir beregnet både med lik vekt på hver oppgave og på hvert delspørsmål, og den beste blir satt hvis det blir forskjellig resultat.

Det var anledning til å ta med 1 stk. "bestemt, enkel kalkulator (type C)", og en valgfri standard formelsamling.

På side 1 i oppgavesettet fantes en oppregning av alle formlene man trengte til å løse oppgavene.

Oppgavesettet og et kortfatta løsningsforslag ble lagt ut på eksamensoppgavenettsida rett etter at eksamen var over.

Sensuren ferdig 25. mai, levert 26. mai.
Karakterstatistikken for både denne eksamenen og for alle fra og med 2004 ligger på its:learning.




Oppdatert 26. mai 2010.