MT2558 Mekanikens approximativa beräkningsmetoder 1

Programkurs, 7,5 Högskolepoäng, Avancerad nivå, vårterminen 2020

Denna kurs är del av program och går inte att söka till.

Studenten inhämtar kunskap om och övar upp färdighet att tillämpa semi-analytiska och numeriska metoder för beräkningsbaserad ingenjörsmässig analys för beslutsstöd vid produktutveckling.
Tribologi, värmeledning och strukturmekanik används primärt som tillämpningsområden för introducering av de aktuella metoderna.
Studenten utvecklar sin förmåga att formulera teoretiska modeller och till dessa härleda relevanta matematiska ekvationer, samt att lösa dem med lämpliga metoder.
Studenten erhåller en fördjupad förståelse för hur existerande beräkningsprogramvara fungerar och en insikt i möjligheter och begränsningar i dessa. Studenten ökar sin förmåga att själv utveckla kompletterande mjukvara för egna tillämpningar.
Studenten ökar sin färdighet att söka vetenskaplig information och övar upp sin förmåga att kommunicera vetenskapliga fakta.

Fakta

  • Undervisningsform: Campus, dagtid, deltid 50%
  • Period: 2020 vecka 14 till 2020 vecka 23
  • Nivå: A1N
  • Anmälan: Denna kurs är del av program och går inte att söka till.
  • Språk: Undervisningen ges på engelska.
  • Ort: Karlskrona
  • Huvudområde: Maskinteknik
  • Kursplan: Ladda ner
  • Välkomstbrev: Denna kurs är en del av ett program och saknar välkomstbrev.
  • Förkunskapskrav: För tillträde till kursen krävs genomgången kurs Strukturanalys 7,5 hp.

Innehåll

Studenten inhämtar kunskap om och övar upp färdighet att tillämpa semi-analytiska och numeriska metoder för beräkningsbaserad ingenjörsmässig analys för beslutsstöd vid produktutveckling. Tribologi, värmeledning och strukturmekanik används primärt som tillämpningsområden för introducering av de aktuella metoderna. Studenten utvecklar sin förmåga att formulera teoretiska modeller och till dessa härleda relevanta matematiska ekvationer, samt att lösa dem med lämpliga metoder. Studenten erhåller en fördjupad förståelse för hur existerande beräkningsprogramvara fungerar och en insikt i möjligheter och begränsningar i dessa. Studenten ökar sin förmåga att själv utveckla kompletterande mjukvara för egna tillämpningar. Studenten ökar sin färdighet att söka vetenskaplig information och övar upp sin förmåga att kommunicera vetenskapliga fakta.
I kursen behandlas främst endimensionella problem. Den studerande introduceras till ämnet och grundläggande teori och färdigheter, vilka sedan kan vidareutvecklas och fördjupas i efterföljande fortsättningskurs. De olika kursmomenten beskrivs i korthet av nedanstående nyckelord:
  • Numerisk lösning av ordinära differentialekvationer,
  • Initialvärdesproblem,
  • Eulers metod,
  • Modifierad Eulers metod,
  • Trapetsmetoden,
  • Mittpunktsmetoden,
  • Richardsonextrapolering,
  • Runge-Kuttametoder,
  • Flerstegsmetoder,
  • System av ordinära differentialekvationer,
  • Randvärdesproblem,
  • Skjutande metod,
  • Finita differensmetoden,
  • Metoder med viktade residualer,
  • Finita elementmetoden,
  • Endimensionella elementtyper,
  • Formfunktioner och viktfunktioner,
  • Transienta problem,
  • Lösning av tidsberoende system,
  • Explicit integration,
  • Implicit integration,
  • Olinjära problem,
  • Algoritmer och programmering,
  • Fel och konvergens,
  • Commersiell programvara,
  • Smörjfilmsteori,
  • Smörjmedelsegenskaper,
  • Miljömässiga aspekter på smörjmedel,
  • Värmeöverföringslära,
  • Hållfasthetslära,
  • Dimensionslösa kvantiteter.

Lärandemål

Kunskap och förståelse
  • kunna visa kunskap och förståelse för hur semi-analytiska och numeriska metoder kan användas och implementeras i programvara för beräkningsbaserad ingenjörsmässig analys för beslutsstöd vid produktutveckling.


Färdighet och förmåga
  • kunna härleda differentialekvationer för ett givet endimensionellt initial- eller randvärdesproblem
  • kunna lösa givna typer av ekvationer med föreskriven analytisk eller numerisk metod med egen implementation i programvara.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
  • kunna tolka, värdera och kommunicera beräknade resultat.

Kurslitteratur och övriga läromedel

? Broman G.: Computational Engineering, Department of Mechanical Engineering, Blekinge Institute of Technology, 2003.
? Ottosen N. S. and Petersson H.: Introduction to the Finite Element Method, Prentice Hall, 1992.
? Lindfield G. and Penny J.: Numerical Methods Using Matlab, Ellis Horwood, 2000.
eller senare upplaga.

Kurslitteratur och övriga läromedel

? Broman G.: Computational Engineering, Department of Mechanical Engineering, Blekinge Institute of Technology, 2003.
? Ottosen N. S. and Petersson H.: Introduction to the Finite Element Method, Prentice Hall, 1992.
? Lindfield G. and Penny J.: Numerical Methods Using Matlab, Ellis Horwood, 2000.
eller senare upplaga.

Lärande och undervisning

Undervisningen består av föreläsningar, laborationer, projektarbeten, seminarier och övningar. Teorier och metoder presenteras och diskuteras i form av lektioner/seminarier. Ett antal övningsproblem och en projektuppgift stöder inlärningen och förståelsen av teorin. Studenterna utvecklar egna datorprogram för lösning av de givna problemen. Fördelar och nackdelar med metoderna diskuteras med denna erfarenhet som grund.
Tillämpningar kopplas till industrirelaterade problemställningar. Ingen praktik ingår i planerade lärtillfällen. BTH strävar efter tät kontakt med näringslivet vid utveckling av kurser och program.

Lärare

Examinator
  1. Mats Walter
Kursansvarig
  1. Mats Walter
I genomsnitt bör en student räkna med att studera 200 timmar för att nå lärandemålen.
I denna tid ingår alla olika förekommande lärandeaktiviteter (föreläsningar, självstudier, examination m. m.).
Tidsuppskattningen baseras på att ett akademiskt år omfattar 60 högskolepoäng (motsvarar 60 ECTS credits),
som svarar mot en total studietid på ca 1 600 timmar. Den faktiska studietiden varierar individuellt.

Bedömning

Examinationsmoment för kursen
Kod Benämning Högskolepoäng Betyg
1905 Inlämningsuppgift 4 A-F
1915 Salstentamen 3.5 A-F

Betyg

Kursen bedöms med betygen A Utmärkt, B Mycket bra, C Bra, D Tillfredsställande, E Tillräckligt, FX Otillräckligt, komplettering krävs, F Underkänd.

Tentamina

Du kan läsa mer om tentamen i Studentportalen och där anmäler du dig till de flesta tentamina.


Det kan finnas andra planerade examinationstillfällen. Information om dem finns i lärplattformen Canvas eller på annan plats som kursansvarig hänvisar till.

Kursutvärdering

Kursansvarig ansvarar för att studenternas synpunkter på kursen systematiskt och regelbundet inhämtas och att resultaten av utvärderingar i olika former påverkar kursens utformning och utveckling.