Kontinuummekanik inom geofysik
Kursplan, Avancerad nivå, 1GE048
- Kod
- 1GE048
- Utbildningsnivå
- Avancerad nivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik A1N, Geovetenskap A1N
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 8 februari 2024
- Ansvarig institution
- Institutionen för geovetenskaper
Behörighetskrav
120 hp inklusive (1) 75 hp fysik och matematik eller (2) 60 hp geovetenskap och 45 hp fysik och matematik. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)
Mål
Efter godkänd kurs ska studenten kunna:
- Tillämpa ekvationerna för massans, rörelsemängdens och energins bevarande i kontinuumform.
- Beskriva både konceptuellt och med hjälp av ekvationer de fundamentalt olika typerna av materiens deformations- och flytegenskaper (reologier).
- Formulera och lösa ekvationer för ett dynamiskt system.
- Finna principalriktiningarna och principalvärden för spännings- och töjningstensorfälten.
- Härleda Navier-Stokes ekvation från ekvationerna för massans, rörelsemängdens och energins bevarande samt ekvationen för en viskös reologi och tillämpa den på fluidmekaniska problem.
- Härleda de seismiska vågekvationerna och lösa ekvationerna för enkla system.
Innehåll
Kontinuumhypotesen. Spänningstensor, tryck och deviatoriska spänningar. Egenvektorer och egenvärden. Rörelsemängdens bevarande och spänningstensorns symmetri. Töjningstensorn och förskjutningsgradienttensorn. Spännings- och töjningsinvarianter. Isotropisk elasticitet. Airys spänningsfunktion (Airy stress function). Värmeledning och energins bevarande. Kompressibilitet och manteladiabaten. Newtonska vätskor, Navier-Stokes ekvation. Eulersk vs. Lagrangiansk beskrivning och advektion. Massans bevarande. Skalning, dynamisk likhet, Reynolds- och Rayleightal. Strömfunktioner. Icke Newtonsk viskositet, plasticitet, och viskoelasticitet.
Undervisning
Föreläsningar, inlämningsuppgifter, problemlösning.
Examination
Skriftlig tentamen (4 hp) och inlämningsuppgifter (1 hp).
Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.