Text
Våra kurser
Strömningslära erbjuder ett brett utbud av kurser på både avancerad och grundläggande nivå. Kurserna täcker fundamentala koncept och mer tillämpade aspekter. Gemensamt för alla kurser är användningen av moderna verktyg som datorsimuleringar och laborativ utrustning.
Inom strömningsmekanik kan du genomföra ditt examensarbete i nära samarbete med någon av våra industriella partners, eller genom att delta i något av våra forskningsprojekt tillsammans med våra forskare.
Nedan hittar du beskrivningar av de examensarbeten som för närvarande erbjuds. Har du en egen idé är du självklart välkommen att kontakta någon av de kontaktpersoner som anges i kursbeskrivningarna nedan.
Exjobb: Modelling of gas mixing from silencers - Quintus Technologies
If you are interested in Advanced Material Densification (AMD), novel material systems, and next generation technical solutions brought to the industry by the world-leading company in high pressure products then you should apply for this master thesis! Quintus Technologies develops presses with extreme pressure and temperatures used for processing of todays and tomorrow’s materials, and this work help increase safety with handling high volumes of gas during dump.
Exjobb: Modelling of resin flow in mica paper/resin composite for HV-machine insulation - ABB
The electrical insulation system of form-wound large electrical machines is composed of a mica paper/glass fiber/resin composite. The stator of large HV-machines is impregnated in a batch-wise process called global vacuum-pressure impregnation (VPI). During the impregnation the resin penetrates the macroscopic winding structure as well as the microscopic structure of the mica paper. The impregnation time depends on parameters such as resin viscosity, temperature, pressure, and mica paper characteristics. The impregnation time should be optimized, but still be sufficiently long to achieve a satisfactory impregnation quality. After impregnation, the stator is cured in an oven. The electrical lifetime performance of the machine will depend on the composite’s quality after impregnation and curing. The Master Thesis work will focus on modelling the mica paper structure and simulating the impregnation process to understand the resin flow and potentially guide in optimization of impregnation parameters as well as include experimental verifications.
Exjobb: Modellering av flöden i och kring fiskvägar
Bakgrund
Inom ramen av den nationella planen (NAP) skall alla vattenkraftverk i Sverige miljöanpassas. En av de mest uppenbara åtgärderna är att installera en faunapassage så att fisk och andra djur kan vandra upp och nedströms dammen utan hinder. Vid varje damm finns det, utöver den nya nationella planen, andra regelverk att förhålla sig till. Uppströms dammar finns ofta en vattendom att förhålla sig till, dessutom behöver de ombyggda dammarna kunna avbörda tillräckligt mycket vatten för att klara de dimensionerande flödena för anläggningen.
Moderna faunapassager har ofta en invecklad geometri där ett samspel mellan överfallströsklar, utskov och omlöp designas för att kunna säkerställa ett bra flöde i faunapassagen utan att avbördningsförmågan i dammen blir negativt påverkad. Flödet kring dessa strukturer är ofta väldigt invecklat och det är svårt att använda formler eller hydrauliska modeller för att fånga alla komplexa flödesfenomen.
Jobbeskrivning
Inom ramen för detta projekt ser vi att du:
- Bygger en CFD modell över det föreslagna modellområdet
- Jämför resultat med tidigare framtagna hydrauliska modeller eller bygger egna modeller i valideringsyfte
- Undersöker vilka flödesfenomen som CFD-modellen lyckas beskriva som de mer primitiva modellerna inte fångar. Vad är det som är extra viktigt att ha i åtanke när vi designar fiskvägar i framtiden?
- Följer med ut i fält för att mäta in valideringsdata
Din bakgrund
Vi ser gärna att du har en bakgrund inom ett civilingenjörsprogram där du har läst strömningsmekanik och CFD, t.ex Teknisk fysik, Maskinteknik, Energiteknik eller dylikt.
Kontakt
Anton Burman
Exjobb: Numerisk modellering av idealiserade bottenstrukturer
Vattenkraft är den största källan till förnybar energi globalt och bidrar med ungefär 17 % av världens elproduktion. Samtidigt står vattenkraften inför nya tekniska utmaningar, bland annat på grund av den ökande användningen av intermittenta förnybara energikällor, behovet av att renovera åldrande anläggningar, anpassningen till klimatförändringar och skärpta miljökrav. En central fråga är därför hur vattenkraften kan moderniseras för att bidra till energiomställningen och ett hållbart samhälle, samtidigt som biodiversiteten bevaras. I Sverige pågår ett omfattande arbete med att uppdatera miljövillkoren för samtliga vattenkraftverk genom den nationella planen för moderna miljövillkor (NAP), med målet att alla vattendrag ska uppnå god ekologisk status. För att identifiera den bästa tekniken att implementera krävs tvärvetenskaplig kunskap och ett helhetsperspektiv, vilket har lett till framväxten av fältet ekohydraulik, där älvhydraulik och strömningsmekanik spelar centrala roller.
Bakgrund
Grunda vattendrag med stor bottenstruktur, såsom stenar eller stockar, exempelvis torrfåror, biflöden eller forsar, har ofta högt ekologiskt värde som livsmiljö för olika fiskarter, bottenlevande organismer och växter. De numeriska modeller som används idag för att simulera flöden i älvar bygger ofta på empiriska antaganden som inte tillräckligt väl hanterar de komplexa strömningsförhållandena i dessa typer av vattendrag. Detta skapar betydande osäkerhet i beräkningarna av vattennivåer och strömningshastigheter. För att utveckla mer tillförlitliga modeller krävs en fördjupad förståelse för hur flödesfältet påverkas av stenar och andra hinder med varierande nedsänkning samt hur det totala flödesmotståndet kan uppskattas.
Mål/syfte
Inom detta examensarbete kommer du att utföra numerisk modellering (CFD) för att undersöka de fenomen som uppstår vid olika konfigurationer av idealiserade stenar i en labbkanal under varierande flödesförhållanden och relativa djup. Baserat på experimentdata från LTU kommer den numeriska modellen att valideras med experimentdata insamlad med avancerade mätsystem.
Projektets mål är att uppnå följande: (a) simulera strömning med fri yta, (b) jämföra CFD-simuleringar med experimentdata, (c) klargöra de dominerande effekterna vid interaktionen mellan objekt, och (d) öka förståelsen för flöden över ett arrangemang av objekt.
Profil
Utbildning - Teknisk fysik, maskinteknik, rymdteknik, hållbar energiteknik eller motsvarande utbildning
Omfattning - 30hp
Sökande bör ha goda kunskaper i tal och skrift på svenska och engelska.
Kontakt
Professor tillika ämnesföreträdare, Avdelningschef
Läsperiod: 1
Schemamodul: 1+5
Strömningsmekaniska fenomen och maskiner finns överallt omkring oss: hjärtat är en pump i konstant arbete, turbiner används för att producera elektricitet, medan bilar, tåg och flygplan används vid transporter. Att studera strömningsmekanik är således intressant från biologiska, tekniska och miljömässiga perspektiv.
I kursen får du lära dig några grundläggande begrepp inom strömningsmekanik såsom tensorer, gränsskikt och turbulens. Du får också lära dig att lösa Navier-Stokes ekvationer analytiskt för några endimensionella flödesfall, och får därigenom chansen att tillämpa några av de matematiska metoder som behandlas i matematiska grundkurser. I kursen presenteras också några tillämpade strömningsförlopp som leder till att du kan sätta dig in i olika strömningstekniska problem som är viktiga för industri och samhälle. Du får också en inblick i vetenskapliga frågeställningar inom strömningsmekanik och får tillämpa avancerade datorverktyg, och moderna experimentella metoder som används inom forskning och utveckling för att studera strömningsförlopp.
Kontakt
Professor tillika ämnesföreträdare, Avdelningschef
Läsperiod: 3
Schemamodul: 1
Vattenkraft är Sveriges största och viktigaste energislag för produktion av elektricitet. Av den årliga elproduktionen står vattenkraften för ca 40–50 %. Dessutom levererar vattenkraft 98 % av Sveriges reglerkraft: dvs. det energislag som används för att balansera elnätet.
I denna kurs lär du dig strömningsmekanisk teori om de vanligast förekommande vattenturbinerna: Kaplan, Francis och Pelton. Bland annat vad som avgör vilken typ av turbin som fungerar optimalt vid olika flöden och fallhöjder, samt vilka delkomponenter som ingår i respektive turbintyp.
Du får också arbeta i projekt där du lär dig designa några av de viktigaste komponenterna i en vattenturbin såsom spiral, löphjul och sugrör.
Kursen innehåller även en experimentell del där du får en unik möjlighet att genomföra verkningsgrads- och tryckmätningar på en nerskalad turbinmodell som vanligtvis används till forskning.
Kontakt
Professor
Läsperiod: 2
Schemamodul: 1+5
Strömningsmekaniska flöden beskrivs av Navier-Stokes ekvationer. Dessa ekvationer utgör några av de mest komplicerade matematiska sambanden som existerar inom fysik. Analytiska lösningar till dessa ekvationer existerar endast i förenklade fall. För att studera strömningsmekaniska förlopp med industriell och vetenskaplig relevans behövs numeriska och experimentella metoder.
Denna kurs ger en introduktion till olika numeriska metoder med tillämpning inom strömningslära. Specifikt får du lära dig att använda finita differensmetoden och finita volymmetoden för att lösa den så kallade värmeekvationen. Vidare ges en introduktion till turbulensmodellering där olika turbulensmodeller så som k-epsilon, k-omega och SST presenteras. Kursen innehåller också en rad datorlaborationer i den kommersiella programvaran ANSYS CFX.
Kontakt
Biträdande professor
Läsperiod: 4
Schemamodul: 1+6
De flesta tekniska tillämpningar består av ett samspel av olika fysikaliska förlopp och fenomen. Exempelvis så omvandlas den mekaniska energi som en vattenturbin upptar från den strömmande vätskan till elektricitet av en generator. Komplexiteten hos denna typ av system är i allmänhet hög, och i de allra flesta fallen krävs simuleringar eller mätningar för att ge en fördjupad förståelse för de underliggande förloppen.
I denna kurs får du lära dig att formulera fysikaliska och tekniska problem genom partiella differentialekvationer och randvillkor, samt hur man löser dessa med hjälp av finita elementmetoden. Du får också lära dig att kombinera olika områden inom fysik och teknik och hur denna kombination kan modelleras matematiskt.
Kontakt
Universitetslektor
Läsperiod: 3
Schemamodul: 1+3
I denna kurs får du fördjupade kunskaper om strömningsmekaniska tillämpningar som är viktiga för industri och samhälle. Grundläggande strömningstekniska fenomen som till exempel turbulens och mer tillämpade strömningsfall som det genom en vattenturbin kopplas till aktuell forskning och intressanta frågeställningar. Du får också en översikt över experimentella och numeriska metoder för att studera och analysera ett strömningsförlopp. Undervisning och lärande sker huvudsakligen genom egna studier och grupparbeten med 2-4 deltagare.
Kontakt
Biträdande professor
Läsperiod: 4
Schemamodul: 3+5
Produktionen av el från vindkraft har femdubblats i Sverige de senaste 10 åren och utgör nu ca 20 % av den totala elproduktionen. Vindkraft är Sveriges näst största källa till förnybar el, och dess roll förväntas öka ytterligare framöver när en allt större del av samhället elektrifieras.
I denna kurs får du lära dig grunderna om vindturbiners strömningsmekaniska utformning, och hur man designar ett rotorblad till en vindturbin.
I kursen ingår även ett praktiskt moment där mätningar genomförs på vingprofiler och vingar i en vindtunnel.
Kontakt
Professor
Läsperiod: 2
Kursen ger en omfattande introduktion till plasmatillståndet och dess tillämpningar inom rymdteknik. Kursen täcker grunderna i plasmafysik, inklusive laddade partiklars rörelse i elektriska och magnetiska fält, vågutbredning i plasma, och analys av plasmainstabiliteter. Studenter lär sig också om olika förenklingar och approximationer som används inom fältet. Undervisningen består av föreläsningar, problemlösning och hemuppgifter, och laborationer. Examinationen sker genom skriftlig tentamen och laborationer. Kursen utgör en förkunskap för vidare studier i rymdplasmafysik.
Kontakt
Professor, Excellent lärare
Läsperiod: 4
Schemamodul: 1+2
Allt runtomkring oss består av atomer och molekyler. Att på atomnivå beskriva ett strömmande medium eller en balk som deformeras är sällan praktiskt, och man använder därför något som kallas kontinuumsmekanik för att studera den här typen av problem. Inom kontinuumsmekaniken betraktar man problemen på tillräckligt stor skala för att kunna bortse från interaktioner mellan individuella atomer och molekyler: det område man studerar ses alltså som en kontinuerlig massa, precis som vi människor uppfattar det.
I kursen får du lära dig att använda det matematiska verktyget tensorer för att lösa problem inom strömnings- och hållfasthetslära. Kursen ger också en grund inom hållfasthetslära, där du får lära dig om spänning, deformation och töjning, samt om konstitutiva samband mellan töjning, spänning och elasticitets- och skjuvmoduler. Inom strömningsmekanik får du lära dig om hydrostatik, kinematik, kontinuitet, Bernoullis ekvation samt Navier -Stokes ekvationer och några lösningar av dessa ekvationer.
Utöver de teoretiska momenten i kursen får du även genomföra laborationer inom både strömnings- och hållfasthetslära.
Kontakt
Biträdande professor
Läsperiod: 2
Schemamodul: 4+5
Kursen ger en grundläggande förståelse för fysikaliska begrepp och analysmetoder inom hydromekanik, inklusive både hydrostatik och förlopp där vätskan är i rörelse. Kursinnehållet omfattar studier av vätskors beteende i vila och rörelse, med fokus på principer som Pascals lag, Bernoullis ekvation och kontinuitetsekvationen. Dessutom behandlas förluster i laminär och turbulent strömning samt tillämpningar som pumpar och vattenturbiner. Undervisningen består av föreläsningar, lektioner och laborationer. Examinationen sker genom en skriftlig tentamen och laborationer. Dessutom ingår tre frivilliga hemuppgifter, vilka kan ge bonuspoäng till tentamen.
Kontakt
Professor
Läsperiod: 2
Schemamodul: 3+6
Mer än 95 % av världens elproduktion sker med hjälp av vatten-, vind- eller ångturbiner. Att optimera ett turbinblads prestanda är således viktigt för en effektiv elproduktion. När ett eldrivet fordon kör vid hastigheter över ca 80 km/h står luftmotståndet som fordonet måste överkomma för ca 50 % av elförbrukningen. Det finns dock situationer när en till synes aerodynamisk utformning inte är optimal; till exempel när en rymdfarkost återvänder in i atmosfären. Då är det önskvärt att generera en så kallad stötvåg för att sänka flödeshastigheten och därmed minska värmeutvecklingen på farkostens yta.
Kursen behandlar inkompressibel och kompressibel strömning. Du får lära dig hur lyftkraft uppstår runt en vinge, och varför vingar inte består av cirkulära cylindrar, fastän dessa kan generera lyftkraft genom den så kallade Magnuseffekten. Vidare får du lära dig grunderna inom kompressibel strömning, framför allt överljudsströmning. Undervisningen bedrivs huvudsakligen i form av praktiska moment: experiment varvas med datorsimuleringar.
Kontakt
Universitetslektor
Uppdaterad:
Sidansvarig: Forskning