Opinto-opas 2014-2015
Perus

Perus Pori KV Jatko Avoin

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2014-2015

DEE-54000 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto, 5 op
Heat Transfer of Electromagnetic Systems

Vastuuhenkilö

Aki Korpela, Risto Mikkonen

Opetus

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


 
 28 h/per


 20 h/per


 


 
DEE-54000 2014-01 Keskiviikko 10 - 12 , SE201
Torstai 8 - 10 , SE100J

Suoritusvaatimukset

Tentti sekä hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

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 Ydinsisältö 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. 

Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi

Opintojakson suoritusvaatimuksena on hyväksytysti suoritettu tentti sekä hyväksytyt harjoitustyöt. 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)       Kyllä    Englanti  
Opintomoniste   Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto   Risto Mikkonen         Kyllä    Suomi  

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
DEE-54000 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto, 5 op SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto, 5 op  

Tarkempia tietoja toteutuskerroittain

Toteutus Kuvaus Opetusmuodot Toteutustapa
DEE-54000 2014-01        

Viimeksi muokattu05.03.2014