Opinto-opas 2010-2011
Perus

Perus Pori KV Jatko Avoin

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2010-2011

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto, 5 op
Heat transfer of electromagnetic systems

Vastuuhenkilö

Risto Mikkonen

Opetus

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Toteutuskerrat Luentoajat ja -paikat
Luennot

 
 28 h/per

 

 

 
SMG-4200 2010-01 Maanantai 12 - 14, SC105B
Keskiviikko 10 - 12, SC105B

Suoritusvaatimukset

Tentti sekä hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat

-

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa, että yksi sähkömekaanisten toimilaitteiden keskeinen ongelma on lämpeneminen. Opiskelija osaa selittää lämmönsiirron mekanismit sekä kykenee luokittelemaan erityyppiset lämmönsiirron tehtävän asettelut. Opiskelijalla on peruskäsitys siitä, kuinka lämmönjohtumisongelmia on mahdollista ratkaista joko analyyttisin tai numeerisin menetelmin. Hän osaa käyttää differenssimenetelmää pienimuotoisten numeeristen ongelmien ratkaisemisessa. Opiskelija tunnistaa luokittelun stationäärin ja epästationäärin tehtävän välillä ja pystyy tulkitsemaan eri ratkaisumenetelmien hyvyyttä. Hän osaa tehdä pienimuotoisia mitoituksia lämpenemän näkökulmasta sähkömagneettisille ja elektronisille järjestelmille.

Sisältö

Sisältö Ydinaines Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. Lämmönsiirron mekanismit: Johtuminen, konvektio, säteily. Energiatasapaino.  Sähkömagneetin mitoituskriteerit. Jäähdytystopologiat.  Lämmönsiirto kryogeenisella lämpötila-alueella. 
2. Lämmönjohtumisen yleinen osittaisdifferentiaaliyhtälö (ODY): Stationäärin 1D-tilanteen analyyttinen ratkaisu eri koordinaatistoissa. Erityyppisten reunaehtojen tunnistaminen. Lämpöverkkomallien muodostaminen.  Lämmönsiirron tehostamismekanismit. Ripateorian hyödyntäminen.    
3. Stationääri 2D-johtumisongelma: Differenssimenetelmän hyödyntäminen. Reunaehtojen huomioiminen.  Analyyttisen ratkaisun vaatimukset. Muuttujien erottamisen menetelmä.  Fourier-analyysin perusteet. Lineaarisuuden hyödyntäminen. 
4. Epästationääri johtumisongelma: Kiinteäparametrisen mallin vaatimukset 1D-johtumisongelmassa. Biotin ja Fourier’n lukujen merkitys.  Analyyttisen ratkaisun periaate epästationäärisessä tilanteessa.  Laplace-muunnoksen hyödyntäminen epästationäärisen johtumisongelman ratkaisemisessa. 
5. Numeerinen ratkaisu: Eksplisiitti-nen ja implisiittinen differenssimenetelmä epästationäärisen johtumisongelman ratkaisemisessa. Stabiilisuuskriteerit.    Lineaarisen yhtälöryhmän numeerinen ratkaisu – yleisesitys. 

Opintojakson arvostelu

Opintojakson suoritusvaatimuksena on hyväksytysti suoritettu tentti sekä hyväksytyt harjoitustyöt. Harjoitustöitä on kaksi, joista ensimmäinen on pakollinen ja toinen vapaaehtoinen. Suorittamalla hyväksytysti myös toisen harjoitustyön, hyväksytty tenttiarvosana nousee numerolla. Hyväksytty tenttisuoritus edellyttää, että opiskelija hallitsee aihepiirin perusterminologian, osaa mallintaa pienimuotoisia lämmönsiirron tehtäviä, sekä pystyy ratkaisemaan yksinkertaisia tapauksia analyyttisesti. Edelleen opiskelijan tulee osata mallintaa hieman suurempia tehtäviä ja kirjoittaa niille differenssimenetelmän mukaiset yhtälöt. Korkeammat arvosanat edellyttävät monimutkaisempien tehtävän asettelujen hahmottamista, mallintamista ja ratkaisumenetelmien hyödyntämistä myös täydentävän ja erityistietämyksen kategorioista.

Arvosteluasteikko:

Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Painos,saatavuus... Tenttimateriaali Kieli
Kirja   Heat Transfer, a practical approach, soveltuvin osin   Yunus Cengel   0-07-115150-8 (ISE)          Englanti  
Opintomoniste   Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto   Risto Mikkonen            Suomi  

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto, 5 op 7901100 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto, 3 ov  

Tarkempia tietoja toteutuskerroittain

Toteutus Kuvaus Opetusmuodot Toteutustapa
SMG-4200 2010-01        

Viimeksi muokattu26.02.2010