Antal högskolepoäng: 7,5. Betygsskala: TH. Nivå: A (Avancerad nivå). Huvudområde: Teknik. Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska. Obligatorisk för: MWLU1. Valfri för: V4vr, W4vr. Kursansvarig: Professor Magnus Larson, Magnus.Larson@tvrl.lth.se, Teknisk vattenresurslära. Förutsatta förkunskaper: VVR145 eller VVR120 eller motsvarande kurs i grundläggande hydraulik/strömningslära. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen och inlämningsuppgifter. Hemsida: http://www.tvrl.lth.se/utbildning/courses/.

Syfte
Kursen skall förmedla en fysikalisk förståelse för fenomen och begrepp inom avancerad vattenströmning samt introducera beräkningsmetoder för att analysera en rad viktiga hydrauliska förlopp. Kursen behandlar till övervägande del strömning med fri vattenyta, med tyngdpunkt på kanalströmning.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• äga en fördjupad förståelse för de grundläggande fenomen och processer som styr strömning med fri vattenyta

• kunna formulera avancerade modeller baserade på de grundläggande ekvationerna för strömning med fri vattenyta och lösa dessa ekvationer för vanligt förekommande problem

• kunna analysera komplicerade strömningsproblem med utgångspunkt från dimensionsanalys och formulera regler för försök i skalmodeller

• i detalj förstå inverkan på konstruktioner och kroppar från strömmande vatten

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna övergripande, kvantitativt analysera olika situationer där strömning med fri vattenyta förekommer med avseende på strömningstillstånd, vattendjup, hastigheter, krafter etc.

• kunna formulera regler för hydrauliska modellförsök och bestämma de dimensionlösa parametrar som är styrande

• kunna kvantifiera påverkan på konstruktioner och kroppar från strömmande vatten

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• kunna redogöra för grunderna vad gäller analyser och beräkningar, inkluderat förenklingar och antaganden, gjorda vid formulering av matematiska modeller

• i kvantitativa termer kunna kommunicera resultatet av gjorda analyser till en kvalificerad avnämargrupp omfattande personer från andra discipliner

• kunna kritiskt granska arbeten och utredningar som behandlar problem inom hydromekaniken

Innehåll
Kursinnehåll: Fysikaliska modeller, likformighetsanalys, dimensionslösa tal såsom Reynolds tal, Froudes tal. Dimensionsanalys med Buckingham II-teorem. Gränsskiktsteori. Yt- och formmotstånd. Kanalströmning allmänt. Energiprincipen med specifik energi, hydrauliska kontroller, kritisk strömning, Froudes tal. Rörelsemängdsprincipen med hydrauliskt språng. Likformig strömning med Mannings formel och beräkningsmetoder. Teori och analys av svagt föränderlig kanalströmning. Vattenyteprofiler och stegmetoder för beräkning av vattendjup. Rumslig ändring av flödet i kanaler. Praktiska synpunkter på kanalutformning. Flödesmätning i kanaler. Olika typer av överfall och mätrännor. Flödesmätning i rör, bl.a. venturimetern. Snabbt föränderlig strömning i kanaler - bropelare, kontroll av hydrauliska språng.

Litteratur
French, R.: Open channel hydraulics, McGraw-Hill, 1994.
Vennard, J. and Street, R.: Elementary Fluid Mechanics, John Wiley & Sons, 6th edition, 1982 (valda delar).
Diverse särtryck.