0x010088F6312065A70A44B630A6848498EAD80093CFEAFE161DC94D83C7C5C9A5A748B8

The main changes and updates in the course in 2023 reflect the addition of some aspects related to marine cybernetics, and removal of some content related to Rayleigh-Ritz and Rayleigh's method for discrete systems. The planned scheduling change was not possible to implement this year.

The exam results suggested that there was still some confusion regarding formulating and solving the equation of motion for one and two DOF systems. On the other hand, the results related to continuous systems and stochastic analysis (wave statistics and response statistics) were improved compared to previous years. The exam was somewhat shorter than previous years, but there were still some difficulties with the format and number of scanned pages.

NTNU:TIA:REST

Department of Marine Technology

Institutt for marin teknikk

Spesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Engelsk

Mer om vurdering

Samlet karakter gir grunnlag for sluttkarakteren (bokstav) i emnet. Delvurderingene er en digital eksamen som teller 80% og øvinger (problem sets) som teller 20 %. 10 øvinger må godkjennes for å få tilgang til eksamen. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan eksamen bli endret til muntlig eksamen. Ved gjentak må alle vurderinger i emnet gjentas.

Anbefalte forkunnskaper

TMR4247 Marin teknikk  Hydrodynamikk. TFY4104 Fysikk

Forkunnskapskrav

Grunnleggende kunnskaper i fluiddynamikk, konstruksjonsmekanikk, matematikk (andre ordens differensialligning), fysikk og matematisk statistikk.

Faglig innhold

Fri og tvungne vibrasjoner av en-frihetsgradsystemer og enkle flere-frihetsgradsystemer (FFG). Likevektsligning. Beregning av egenverdier og egenvektorer for FFG systemer. Isolering av vibrasjoner. Stivlegemebevegelser - flytende legeme i bølger. Koblete bevegelser i 6 frihetsgrader. Egenfrekvens-beregning for bjelker ved bruk av differensialligninga og energimetoden. Modellering av kontinuerlige systemer ved bruk av generaliserte koordinater. Beregning av tvungen respons i tids- og frekvensplan, modal superposisjon. Numeriske metoder for beregning av tvungen respons. Modellering av utvalgte marine konstruksjoner. Irregulære bølger og bølgespektra, korttids- og langtidsstatistikk for bølger. Stokastisk analyse, utmattingsberegning og ekstremrespons.

Kursmateriell

Læringsutbytte

Etter å ha gjennomført emnet skal studenten være i stand til å:- formulere likevektsligningen for enkle systemer med en eller flere frihetsgrader- forklare betydning av varierende lastfrekvens, stivhet, demping og masse for dynamisk respons av systemer med en frihetsgrad, samt kjenne til eksempler av kilder for stivhet, dempning, treghet og eksterne laster for marine konstruksjoner- anvende frekvensplanmetoder, Laplace transformasjoner, tilstands-rom modeller, numeriske integrering, Runge-Kutta, eller konstant gjennomsnittlig akselerasjon for å beregne dynamisk respons for systemer med en frihetsgrad under forskjellige typer eksterne laster- forklare begrepene egenfrekvens, modeform, og ortogonale eigenformer for systemer med flere frihetsgrader- anvende frekvensplanet for å beregne dynamisk respons av systemer med to frihetsgrader under harmoniske laster- etablere og løse differensialligninger for fri svingning av kabler, bjelker og staver;- beregne respons i kontinuerlige systemer ved generaliserte koordinater og modal superposisjon; og forstå begrensningene ved bruk av unøyaktige modeformer ved bruk av generaliserte koordinater- redegjøre for at et stivt legeme beskriver et legeme med bevegelser som kan beskrives fullstendig av 6 frihetsgrader, som følge av Newtons andre lov- forstå sammenheng mellom virkelig væskestrømning og lineær potensialteori, og formulere det lineære grenseverdiproblemet for et flytende legeme i bølger- utlede lineære, koblete ligninger for stivlegeme bevegelser i bølger i 6 frihetsgrader, og forklare den fysiske betydningen av hvert ledd (tilleggsmasse, dempning, tilbakeføring, eksitasjon)- redegjøre for begrensinger og anvendelser av Morisons ligning, både for treghetsleddet og det viskøse leddet- forstå de fysiske forutsetningene som ligger til grunn for hvordan irregulære bølger beskrives ved et bølgespekter;- benytte matematiske modeller for kortkammete og langkammete bølger;- benytte standardspektra av typen JONSWAP og Pierson-Moskowitz, samt beherske begreper som spektrets båndbredde, momenter og parametere som signifikant bølgehøyde Hs, nulloppkryssingsperiode Tz og peakperiode Tp;- anvende statistisk beskrivelse av bølgeprosessen, individuelle maksima og ekstremverdier for en gitt varighet basert på korttidsstatistikk;- beskrive bølgers langtidsstatistikk basert på frekvenstabeller for Hs og Tp, og benytte langtidsstatistikk til å bestemme returperiode for gitte bølgehøyder.- bestemme transferfunksjoner for dynamisk respons og benytte disse til stokastisk responsanalyse;- benytte statistiske metoder for beregning av ekstremrespons og utmatting av konstruksjoner.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regne- og dataøvinger. Laboratorieforsøk. Et gitt antall øvinger må være bestått for å få adgang til eksamen. Emnet inngår også i et MSc-program for utenlandske studenter. All undervisning vil foregå på engelsk og være felles for siv.ing.- og MSc-studentene.

Øvinger

Marin dynamikk

Teknologiske fag

Marin teknikk - masterstudium (5-årig)

Marin teknikk - masterstudium (2-årig)

Marine Technology (Master's Programme)

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(26804)/FieldValuesAsText

Tiltak

endre karaktergivende øvinger til obligatoriske øvinger

reduser mengde rapportskriving for lab-øvinger

Emnet har fulgt en normalt god og inkrementell utvikling det siste året.Grunnet endring tilbake til normal undervisning etter corona-årene er alle forelesninger oppdatert (inkrementelt forbedret) Vi har ikke tatt inn tellende quiz, slik vi hadde for to og tre år siden.Erfaringen med dette er noe delt. Enkelte synes uanmeldt quiz er stressende og negativt for læringen, mens andre synes dette er en "pisk" som faktisk virker og får folk til å møte opp. En gledelig observasjon er at studentene er tilbake i forelesningene! Høsten 2021 var oppmøtet meget dårlig, med rundt 15-25 studenter i auditoriet og rundt 2-3 på zoom.I år, høst 2022, har vi ikke holdt hybride forelesninger (kun fysisk). Det har typisk vært 45-65 studenter tilstede. Dette er oppmøte på nivå med 2019 og 2020. 109 studenter var oppmeldt til eksamen. Forelesningene ble tatt opp med zoom og gjort tilgjengelig som panopto-opptak i BlackBoard i én uke etter selve forelesningen. Vi har ikke vært inne i Panopto og sett hvor mye dette er brukt.Men begrensningen med én uke mener vi kan ha gitt positiv effekt i form av fysisk oppmøte. I tillegg har vi tydelig oppfordret studentene til å møte fysisk gjennom Blackboard og i selve forelesningene.

Emnet ble etter vårt skjønn som tidligere år gjennomført på en god måte gjennom fysiske forelesninger og et godt øvingsopplegg.Øvingsopplegget ble noe redusert i fjor, noe som ble godt mottatt (se emnerapport fra i fjor).Vi laget noen nye øvinger i et forsøk på å redusere negative konsekvenser for læringen fra "koking". Studentene synes å sette pris på dette. Det virker som om læringsutbyttet i år er tilbake til nivået fra 2020. Høst 2021 virker (heldigvis) å være et unntaksår med meget dårlig score på eksamen.I år er eksamensresultatene tilbake til normafordeling rundt C, en god og tilstrekkelig mengde A og normalt mange F. Det ble avholdt to referansegruppemøter (10.10.2022 og 14.11.2022), med tre studentrepresentanter: Anna Halleraker Vihovde, Mathea Elise Uglem Skoglund og Mohamed Maktabi. Tilbakemeldingene fra studentene er gode. Både gjennom referansegruppen og direkte tilbakemelding.Det trekkes spesielt fram at de synes fagene i marinstrengen nå henger godt sammen med en passe mengde repetisjon og nytt stoff som blir introdusert for hvert fag. De synes også matematikk 4 henger godt sammen med Marin dynamikk.Det bemerkes at faget er godt over gjennomsnittlig krevende, men at studentene støtter dette da de ser at innholdet er essensielt for en master innen marin teknologi. De prioriterer derfor å jobbe mer med Marin dynamikk enn i andre fag gjennom høsten i tredje klasse.

Vårt inntrykk er at fire stud-ass er tilstrekkelig, men at en ikke kan redusere antallet. Det er mulig de bør få noen fler timer enn i år og tidligere år.Dette virker rimelig gitt antall studenter (rundt 100) samt et godt over gjennomsnittlig krevende øvingsopplegg. En god vit.ass i faget er også helt nødvendig. Timebruk - anslag:<ul><li>Koordinator: 40</li><li>Faglærere: 450 (29 x 2t forelesning + normal forberedelse ca 29 x 6t = 232t + en betydelig mengde ekstra arbeid med omgjøring av forelesninger gjennom sommer og hele høst 2022, for tredje år på rad grunnet covid19)</li><li>Vit.ass: 240</li><li>Stud.ass: 130</li></ul> Kompendiet blir årlig inkrementelt oppdatert og forbedret. Ingen store endringer ble utført fra 2021 til 2022.Ingen større endringer er tiltenkt fra 2022 til 2023.På sikt vil en lærebok i Marin dynamikk være gunstig. Det eksisterer et godt utvalg med fagbøker innen vårt felt, men de er alle enten på et noe for høyt nivå eller er for snevre i innhold.

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(21310)/FieldValuesAsText

Sammenlignet med 2020, var de viktigste endringene i 2021:1) timeplanen ble endret slik at vi hadde 2x2 timer "sanntids" forelesning + 2 øvingstimer (todelt). I 2020 var det 2x1 time forelesning, og hver forelesningstime var etterfulgt av 1 øvingstime2) ingen karaktergivende quiz3) oppdateringer til kompendiet4) redusert arbeidsomfang øving 3 og 55) noen videoer ble spilt inn på nytt, og kompleks tall ble innført i kap. 176) skoleeksamen med tilsyn i 2021 (hjemmeeksamen i 2020), men med 1 A-4 ark som studenten kan ta med som referanse. Vurdering av disse tiltakene: 1) Endringen ga mer tid til eksempler, men ikke alle de timene ble faktisk brukt. Det vurderes som om timeplanen fra 2020 var bedre bruk av ressurser. 2) Pga flere endringer samtidig er det vanskelig å vite nøyaktig hvilken effekt tiltaket hadde. 2021 hadde mye dårligere oppmøte i forelesningene, og det virkert som om færre "heng med" - men det er mange faktorer som kan skyldes. 2-sensor ordningen betyr uansett at vi fortsetter uten karaktergivende quiz. 3) Kompendiet er blitt bedre å lese, og studentene setter pris på den. 4) Redusert omfang har ført til mer rimelig tidsbruk blant studentene. 5) Disse vurderes som positive endringer og gir bedre forståelse. 6) Det er som regel ønskelig med skoleeksamen med tilsyn, som skal være mer rettferdig. Å lage egen "jukselapp" gjør eksamen mindre skummel og oppfordrer til bedre lesing mot eksamen.

Arbeidsinnsatsen for karaktergivende øvinger var generelt god, men oppmøte i både øvingstimer og forelesninger var skuffende lavt, og betydelig lavere enn i de to foregående årene. Eksamensresultatene var også betydelig dårligere enn i de to foregående årene, spesielt innen de to delemnene av faget «mekaniske systemer med en eller flere frihetsgrader», samt «legemer i bølger». Det er grunn til å tro at det er en sammenheng mellom de dårlige resultatene og lavt oppmøte, og vi vil i kommende år presisere ytterligere overfor studentene viktigheten av å jevnlig følge forelesninger og øvingstimer gjennom semesteret.

Tilbakemelding fra referansegruppen er positiv, og studentene vurderer læringsaktivitetene som relevante.

Mappeevaluering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår digital eksamen som teller 80% og øvinger (problem sets) som teller 20 %. Resultatet for delene angis i %-poeng. Vurdering for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. 10 øvinger må godkjennes for å få tilgang til eksamen. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan eksamen bli endret til muntlig eksamen. Ved gjentak må alle vurderinger i emnet gjentas.

Grunnleggende kunnskaper i fluiddynamikk, konstruksjonsmekanikk, matematikk (andre ordens differensialligning), fysikk og matematisk statistikk. 

Fri og tvungne vibrasjoner av en-frihetsgradsystemer og enkle flere-frihetsgradsystemer (FFG). Likevektsligning. Beregning av egenverdier og egenvektorer for FFG systemer. Isolering av vibrasjoner. Stivlegemebevegelser - opplagring og  flytende legeme i bølger. Koblete bevegelser i 6 frihetsgrader. Egenfrekvens-beregning for bjelker ved bruk av differensialligninga og energimetoden. Modellering av kontinuerlige systemer ved bruk av generaliserte koordinater. Beregning av tvungen respons i tids- og frekvensplan, modal superposisjon. Numeriske metoder for beregning av tvungen respons. Modellering av utvalgte marine konstruksjoner. Irregulære bølger og bølgespektra, korttids- og langtidsstatistikk for bølger. Stokastisk analyse, utmattingsberegning og ekstremrespons. 

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(15774)/FieldValuesAsText

Forelesninger og øvinger virker nyttig og engasjerende basert på tilbakemeldinger fra studentene. Innholdet i emnet er stort. Overgang til 50% asynkrone (forhåndsinnspilt) og 50% sanntid gikk bedre enn forventet, men krevde store resursser. Flere detaljer er gitt i vedlagt rapport.

LUB er oppdatert og relevant, og kommunisert ved første forelesning (samt lenke i BB). Det er god sammenheng mellom emnets læringsutbytte og tidligere emner. Noe overlap med matte 4N angående Laplace transformasjoner.

Video forelesninger er brukt til grunnleggende teori, mens gjennomgang av eksempler, quiz, og øvinger/lab brukes til å anvende og reflektere over teorien. Studentenes egeninnsats er veldig høy. Læringsmiljøet i fysiske forelesninger ser ut til å fungere bra, mens heldigitale forelesninger og øvingstimer fører til mindre diskusjon.

Kombinasjonen av øvinger og eksamen dekker et stort pensum samt programmeringsaspektene som er langsgående i utdanningsløpet.

Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

TMR4247 Marin teknikk  Hydrodynamikk.
TFY4104 Fysikk

Mappeevaluering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår skriftlig avsluttende eksamen som teller 75%, øvinger (problem sets) som teller 20 % og uannonserte semesterprøver (in-class quizzes) som teller 5 %. Resultatet for delene angis i %-poeng. Vurdering for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. Ved gjentak må alle vurderinger i emnet gjentas. 

Marin dynamikk  kompendium/
Rao  Mechanical Vibrations 
.


Forelesninger, regne- og dataøvinger. Laboratorieforsøk. Et gitt antall øvinger må være bestått for å få adgang til eksamen. Emnet inngår også i et MSc-program for utenlandske studenter. All undervisning vil foregå på engelsk og være felles for siv.ing.- og MSc-studentene. 


Etter å ha gjennomført emnet skal studenten være i stand til å: 

- formulere likevektsligningen for enkle systemer med en eller flere frihetsgrader 

- forklare betydning av varierende lastfrekvens, stivhet, demping og masse for dynamisk respons av systemer med en frihetsgrad, samt kjenne til eksempler av kilder for stivhet, dempning, treghet og eksterne laster for marine konstruksjoner

- anvende frekvensplanmetoder, Laplace transformasjoner, tilstands-rom modeller, numeriske integrering, Runge-Kutta, eller konstant gjennomsnittlig akselerasjon for å beregne dynamisk respons for systemer med en frihetsgrad under forskjellige typer eksterne laster

- forklare begrepene egenfrekvens, modeform, og ortogonale eigenformer for systemer med flere frihetsgrader

- anvende frekvensplanet for å beregne dynamisk respons av systemer med to frihetsgrader under harmoniske laster

- etablere og løse differensialligninger for fri svingning av kabler, bjelker og staver; 

- beregne respons i kontinuerlige systemer ved generaliserte koordinater og modal superposisjon; og forstå begrensningene ved bruk av unøyaktige modeformer ved bruk av generaliserte koordinater

- redegjøre for at et stivt legeme beskriver et legeme med bevegelser som kan beskrives fullstendig av 6 frihetsgrader, som følge av Newtons andre lov 

- forstå sammenheng mellom virkelig væskestrømning og lineær potensialteori, og formulere det lineære grenseverdiproblemet for et flytende legeme i bølger

- utlede lineære, koblete ligninger for stivlegeme bevegelser i bølger i 6 frihetsgrader, og forklare den fysiske betydningen av hvert ledd (tilleggsmasse, dempning, tilbakeføring, eksitasjon)

- redegjøre for begrensinger og anvendelser av Morisons ligning, både for treghetsleddet og det viskøse leddet

- forstå de fysiske forutsetningene som ligger til grunn for hvordan irregulære bølger beskrives ved et bølgespekter; 

- benytte matematiske modeller for kortkammete og langkammete bølger; 

- benytte standardspektra av typen JONSWAP og Pierson-Moskowitz, samt beherske begreper som spektrets båndbredde, momenter og parametere som signifikant bølgehøyde Hs, nulloppkryssingsperiode Tz og peakperiode Tp; 

- anvende statistisk beskrivelse av bølgeprosessen, individuelle maksima og ekstremverdier for en gitt varighet basert på korttidsstatistikk; 

- beskrive bølgers langtidsstatistikk basert på frekvenstabeller for Hs og Tp, og benytte langtidsstatistikk til å bestemme returperiode for gitte bølgehøyder. 

- bestemme transferfunksjoner for dynamisk respons og benytte disse til stokastisk responsanalyse; 

- benytte statistiske metoder for beregning av ekstremrespons og utmatting av konstruksjoner.


Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(10163)/FieldValuesAsText

Marin dynamikk - TMR4182