Course Description
Kursansvarig: Anders Karlsson, 046-222 40 89. Anders sitter i E2522 (så långt åt sydost man kan komma i E-huset).
Sekreterare: Birgitta Holmgren, 046-222 90 20. Mottagning: dagligen 10.00-15.00. Birgitta sitter i E3152D i E-huset.
Kursens syfte: Kursens syfte är att ge lösningsmetodiker för problem inom fysiken som beskrivs av partiella differentialekvationer. Studenten skall ges en fysikalisk insikt och kunna använda denna för att ge en matematisk formulering av ett fysikalsikt problem. Studenten skall få en introduktion till den elektromagnetiska fältteorin och dess tillämpningsområden. Den diskussionsuppgift och det projekt som ingår i kursen skall ge studenten övning i att lösa relativt omfattande problem.
Lärandemål: Studenten skall kunna och förstå grunderna i allmän fältteori, elektromagnetism och finita elementmetoden. Studenten skall kunna tillämpa Maxwells ekvationer på enkla elektrostatiska, magnetostatiska och elektrodynamiska problem. Inom finita elementmetoden skall studenten kunna tillämpa finita elementmetoden på enkla problem inom elektrostatiken, hållfasthetsläran och värmeledning.
Innehåll: Områden som behandlas är:
Grundläggande fältteori:
- Fysikaliska fenomen som beskrivs av partiella differentialekvationer
- Grundläggande lagar och materialsamband
- Repetition av elementär vektoranalys. Nablaoperatorn som invariant vektoroperator. Gauss och Stokes satser. Balansekvationer och materialsamband. Cylindriska och sfäriska koordinater. Tillämpningar på värmeledning.
Elektromagnetisk fältteori:
- Elektrostatiska fält. Skalära elektriska potentialen. Coulombs lag. Polarisation.
- Magnetostatiska fält. Vektorpotentialen. Magnetisering.
- Induktionslagen.
- Elektromagnetiska vågor.
Finita elementmetoden:
- Direkt elementmetod. Stark och svag form.
- Approximerande funktioner.
- Viktade residualmetoder. Galerkins metod.
- Finita elementformulering av värmeledning.
- Elastiska kroppar och deras deformation. Isoparametriska element.
- Numerisk integration.
Poängsatta delmoment:
- Kod: 0105. Benämning: Grundläggande fältteori, elektromagnetisk fältteori. Antal poäng: 6. Betygskala: TH. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen.
- Kod: 0205. Benämning: Finita elementmetoden. Antal poäng: 6. Betygskala: TH. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen.
- Kod: 0305. Benämning: Diskussionsuppgifter. Antal poäng: 1,5. Betygskala: UG. Prestationsbedömning: Diskussionsuppgifterna redovisas både skriftligt och munligt.
- Kod: 0405. Benämning: Projekt. Antal poäng: 3. Betygskala: UG. Prestationsbedömning: Ett projekt som redovisas i skriftlig rapport.