av Mats Näsström 2014-02-14

av Niklas Lehto 2019-11-05

Indelat i 3 kategorier nedan, ska du som student efter genomgången kurs:

1. Kunskap och förståelse

• Ha kunskap om modeller och simuleringsmetoder inom kontaktmekanik, flöden i tunna spalter och nötning.
• Förstå begreppet linear complementarity problem (LCP) och kopplingen till kontaktmekanik.
• Förstå begreppet fast Fourier technique (FFT) och kopplingen till modellen för elastisk deformation.
• Förstå begreppet finita differens metoder (FDM) och hur man kan använda dessa till att lösa partiella differentialekvationer som beskriver flöden i tunna spalter.
• Ha kunskap om koncepten verifiering och validering i relation till vetenskapliga beräkningar.

2. Färdighet och förmåga  

• Ha förmåga att programmera numeriska beräkningsmetoder på ett tydligt och strukturerat sätt som underlättar för simulering av fysikaliska processer, speciellt inom tribologi.
• Kunna tillämpa LCP formuleringen för att beskriva och simulera kontaktmekaniska problem.
• Kunna tillämpa FFT för att accelerera numerisk beräkning av integralekvationer, speciellt den som beskriver den elastiska deformationen i kontakmekanik problem.
• Kunna tillämpa FDM för att lösa partiella differentialekvationer och då speciellt Reynolds ekvation som beskriver tryckuppbyggnad i den tunna filmen i ett glidlager.
• Kunna formulera Archard’s nötningsekvation som ett diskret problem och lösa detta numeriskt.
• Kunna verifiera numeriska lösningar och validera matematiska modeller.
• Ha förmåga att använda modeller och simuleringsverktyg för att göra parameterstudier.
• Ha utvecklat dina färdigheter i rapportskrivning på engelska samt din förmåga att presentera muntligt på engelska

3. Värderingsförmåga och förhållningsätt 

• Kunna uppskatta relevansen av resultat framtagna mha modeller och numeriska simuleringsmetoder.
• Bedöma simuleringsmetodernas tillförlitlighet och noggrannhet.
• Kunna anpassa och även härleda nya modeller som lämpar sig för studier av relaterad problem inom tribologi och inom andra områden.
• Använda vanligt förekommande modeller och simuleringsmetoder för att främja utvecklingen av maskinelement och andra applikationer med tribologiska kontakter.

Kontaktmekanik

• Komplementaritetsproblemet
• Modell för elastisk deformation
• Diskretisering av integral ekvationer (elastisk deformation)
• Linear complementary problem (LCP) formulering av kontaktmekanikproblemet
• Fast Fourier Techniques (FFT) för beräkning av derivator och integraler

Flöden i tunna spalter

• Tunnfilmsapproximationen (N-S => Reynolds equation)
• Finita differensmetoden (FDM) för varianter av Poissons ekvation, speciellt Reynolds ekvation
• Simulering av flöden i glidlager baset på Reynolds ekvation.
• Prediktera lastbärande förmåga (LCC) och minsta filmtjocklek med hjälp av fixpunktsmetoder (intervallhalvering, sekantmetoden och liknande)

Modellering och simulering av nötning

• Gränsskiktssmörjning
• Archard’s nötningslag
• Numerisk lösningsmetod tillämpbar för beräkning av abrasiv/adhesiv nötning

Multifysikmodellering

• COMSOL multiphysics
• Modell inkluderande fluid struktur interaktion (FSI) i ett axialglidlager

Kursen förutsätter inte att man har läst C0004M och inte heller inriktningskursen Numerik för optimering och PDE. Erfarenhet av programmering i MATLAB är inget krav men underlättar genomförandet.

Föreläsningar, lektioner, datorlaboration och inlämningsupgifter.

Inlämningsuppgifter avrapporterade i form av tekniska rapporter på Engelska samt genom muntlig presentation på Engelska. Alternativ examinationsform kan bli aktuell.

Andreas Almqvist

Scientific Computing with applications in Tribology tillgängligt i DiVA: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-72934

Sök böcker på biblioteket »

Institutionen för teknikvetenskap och matematik (TVM)

Studiehandledning finns i lärplattformen Canvas före kursstart. Du som är ny student hittar all information du behöver på www.ltu.se/nystudent. Du som redan studerar vid Luleå tekniska universitet hittar information om kursstart via schema på studentwebben alternativt via kursrummet i lärplattformen. Du når lärplattformen via Mitt LTU.