Este curso forma parte de Programa especializado: Mathematics for Engineers

4.9
estrellas
10 calificaciones

Jeffrey R. Chasnov

Instructor principal

Ofrecido Por

Programa especializado: Mathematics for EngineersUniversidad Científica y Tecnológica de Hong Kong

Acerca de este Curso

4398 vistas recientes

Mathematics for Engineers: The Capstone Course provides a capstone project for students who are completing the Mathematics for Engineers specialization. Students will first learn some basic concepts in computational fluid dynamics, and then apply these concepts to compute the fluid flow around a cylinder.   Access to MATLAB online and the MATLAB grader is given to all students who enroll.  
Before enrolling, students should have already taken courses in  matrix algebra, differential equations, vector calculus and numerical methods and be able to program in  MATLAB.  

The course contains 22 short video lectures and a full set of lecture notes.  After each lecture  there are problems to solve and at the end of the second and third weeks there is a substantial MATLAB programming assignment.

Download the lecture notes:
http://www.math.ust.hk/~machas/flow-around-a-cylinder.pdf

Watch the promotional video:  
https://youtu.be/FlM1de9Sxh0

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Programa especializado: Mathematics for Engineers

Nivel intermedio

Knowledge of matrix algebra, differential equations, vector calculus, numerical methods and the MATLAB programming language

Aprox. 10 horas para completar

Inglés (English)

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Qué aprenderás

Computational Fluid Dynamics
Scientific Computing

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Instructor

Calificación del instructor

5/5 (6 calificaciones)

Jeffrey R. Chasnov
Instructor principal

Professor

Department of Mathematics

167.101 alumnos

6 cursos

Ofrecido por

Universidad Científica y Tecnológica de Hong Kong

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Programa - Qué aprenderás en este curso

Semana

Semana 1

4 horas para completar

Governing Equations

This week we learn the governing equations for the flow around a cylinder. We begin with the Navier-Stokes equations and the continuity equation, and derive a pair of coupled equations for the stream function and scalar vorticity. These equations are nondimensionalized and contain only a single dimensionless parameter called the Reynolds number. The governing equations are then simplified using log-polar coordinates.

4 horas para completar

10 videos (Total 67 minutos), 16 lecturas, 1 cuestionario

10 videos

Course Overview2m

Week One Introduction1m

Navier-Stokes Equations | Lecture 18m

Vorticity Equation | Lecture 27m

Geometry of the Flow | Lecture 37m

Two-dimensional Flow | Lecture 48m

Stream Function | Lecture 57m

Streamlines | Lecture 66m

Reynolds Number | Lecture 710m

Log-polar Coordinates | Lecture 86m

16 lecturas

Welcome and Course Information2m

MATLAB Online5m

Plane Couette Flow10m

Channel Flow10m

Pipe Flow10m

Vector Identities10m

Flow Boundaries10m

Curl of the Vorticity-Velocity Cross Product10m

Scalar Vorticity in Cartesian Coordinates10m

Scalar Vorticity Equation in Cartesian Coordinates10m

Stream Function in Cartesian Coordinates10m

Scalar Vorticity in terms of the Stream Function in Cartesian Coordinates10m

Stream Function as a Vector Potential10m

Streamlines in Cartesian Coordinates10m

Stream Function Equation when Re = 010m

Steady Flow Equations10m

1 ejercicio de práctica

Week One Assessment30m

Semana

Semana 2

3 horas para completar

Steady Flows

3 horas para completar

8 videos (Total 63 minutos), 6 lecturas, 1 cuestionario

8 videos

Week Two Introduction 1m

Finite Difference Method | Lecture 99m

Iteration Equations | Lecture 1010m

Free-stream Boundary Conditions | Lecture 116m

Cylinder Boundary Conditions | Lecture 1214m

Summary of the Boundary Conditions | Lecture 135m

MATLAB Program (Steady) (Part A) | Lecture 146m

MATLAB Program (Steady) (Part B) | Lecture 157m

6 lecturas

Even and Odd Functions5m

SOR Equations10m

Vorticity Free-Stream Boundary Condition10m

Test the Cylinder Boundary Condition10m

Starting SOR with zero vorticity1m

Reference solution to "Steady Flow at Re = 10"1m

Semana

Semana 3

3 horas para completar

Unsteady Flows

In this week, we formulate the computational fluid dynamics problem of the unsteady flow around a cylinder. We introduce periodic boundary conditions in the polar angle and show how to solve for the stream function using matrix methods. The solution for the scalar vorticity will use a MATLAB ode integrator. Students will write code to compute the time-dependent scalar vorticity at a Reynolds number of sixty.

3 horas para completar

9 videos (Total 50 minutos), 8 lecturas, 1 cuestionario

9 videos

Week Three Introduction 1m

Periodic Boundary Conditions | Lecture 166m

Finite Difference Equations | Lecture 176m

Stream Function Computation | Lecture 187m

Stream Function Boundary Conditions | Lecture 199m

Vorticity Computation | Lecture 204m

MATLAB Program (Unsteady) (Part A) | Lecture 218m

MATLAB Program (Unsteady) (Part B) | Lecture 224m

Concluding Remarks1m

8 lecturas

Ghost Points10m

Vorticity Finite Difference Equation15m

MATLAB Coding of Right-Hand Side10m

Three-by-Three Grid10m

Computational Time10m

Reference Solution to "Unsteady Flow at Re = 60"1m

Please Rate this Course1m

Acknowledgements

Reseñas

4.9

5 reseña

5 stars
90 %
4 stars
10 %

Principales reseñas sobre MATHEMATICS FOR ENGINEERS: THE CAPSTONE COURSE

por KL5 de may. de 2022

I missed the path through the entire program, and wish you all good luck!

por BB5 de sep. de 2022

It is an excellent course, with some challenging assignments. I learned a lot from this course and would recommend it to anyone interested in fluid dynamics and with some coding knowledge.

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Acerca de Programa especializado: Mathematics for Engineers

Preguntas Frecuentes

¿Cuándo podré acceder a las lecciones y tareas?
El acceso a las clases y las asignaciones depende del tipo de inscripción que tengas. Si tomas un curso en modo de oyente, verás la mayoría de los materiales del curso en forma gratuita. Para acceder a asignaciones calificadas y obtener un certificado, deberás comprar la experiencia de Certificado, ya sea durante o después de participar como oyente. Si no ves la opción de oyente:
es posible que el curso no ofrezca la opción de participar como oyente. En cambio, puedes intentar con una Prueba gratis o postularte para recibir ayuda económica.
Es posible que el curso ofrezca la opción 'Curso completo, sin certificado'. Esta opción te permite ver todos los materiales del curso, enviar las evaluaciones requeridas y obtener una calificación final. También significa que no podrás comprar una experiencia de Certificado.
¿Qué recibiré si me suscribo a este Programa especializado?
Cuando te inscribes en un curso, obtienes acceso a todos los cursos que forman parte del Programa especializado y te darán un Certificado cuando completes el trabajo. Se añadirá tu Certificado electrónico a la página Logros. Desde allí, puedes imprimir tu Certificado o añadirlo a tu perfil de LinkedIn. Si solo quieres leer y visualizar el contenido del curso, puedes auditar el curso sin costo.
¿Hay ayuda económica disponible?
Sí. En ciertos programas de aprendizaje, puedes postularte para recibir ayuda económica o una beca en caso de no poder costear los gastos de la tarifa de inscripción. Si hay ayuda económica o becas disponibles para tu selección de programa de aprendizaje, verás un enlace para postularte en la página de descripción.

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