KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet Kurssiesite 2016 Menestyminen nykypäivän poikkitieteellisissä työtehtävissä vaatii vahvan ymmärryksen eri insinöörialojen perusteista. Mekaniikan perusteiden ymmärtäminen antaa valmiudet työskennellä vaativissa tehtävissä tieteen ja insinöörityön rajapinnalla. Kontinuumimekaniikka on perusta kaikille kiinteän aineen mekaniikan ja virtausmekaniikan teorioille. Osaamistavoitteet ymmärtää kontinuumimekaniikan keskeiset käsitteet: materiaalinen (Lagrange) ja spatiaalinen (Euler) esitystapa, siirtymä- ja nopeuskenttä ymmärtää muodonmuutos- ja jännitystilan käsitteet ja matemaattiset esitysmuodot: muodonmuutos- ja muodonmuutosnopeustensori, traktio ja jännitystensori ymmärtää kontinuumin säilymis- ja taseyhtälöiden käsitteet ja matemaattiset esitysmuodot: massan säilyminen, liikemäärän ja liikemäärän momentin taseet, energian tase tuntee kontinuumin konstitutiivisen mallinnuksen peruskäsitteet sekä kiinteän aineen ja nesteen termomekaaniset perusmallit ymmärtää, miten kuvata matemaattisesti insinööritieteiden materiaalien käyttäytymistä kontinuumimekaniikan periaatteita soveltaen Sisältö Kontinuumin käsite Kontinuumin kinematiikka: siirtymä, nopeus, muodonmuutos, muodonmuutosnopeus, Lagrangen ja Eulerin tarkastelutavat; Jännitystila; traktio ja jännitystensori Säilymis- ja taseyhtälöt: massan säilymisen, liikemäärän, liikemäärän momentin ja energian taseyhtälöt Konstitutiiviset mallit lineaariselle kimmoiselle aineelle, ideaali- ja viskoosiselle nesteelle ja kaasulle (esim. Hooken laki, Newtonin nestemalli, Fourierin lämmönjohtumisyhtälö); Esimerkkejä eri insinöörialojen sovellutuksista - kiinteän aineen mekaniikan, nestemekaniikan ja lämmönsiirron aloilta. Tiedotus Kurssin kotisivu https://mycourses.aalto.fi/course/view.php?id=13879
Kurssimateriaali Reddy, J. N. Principles of Continuum Mechanics: A Study of Conservation Principles with Applications (kirja). Kirjastossa on 27 kappaletta, joita voi lainata 2 viikon ajaksi. Kirja on saatavilla myös e-kirjana Aalto-yliopiston kirjaston sivuilla. E-kirja on rajoitettu niin, että vain yksi henkilö voi lukea sitä kerrallaan. Luentokalvot tulevat MyCoursesiin Materiaalit-osioon. Kurssilla on käytössä kaavakokoelma, joka päivittyy sitä mukaa kun luennot etenevät. Kaavakokoelma jaetaan tenttipaperin mukana tentissä. Luennoilla käytetään Presemo-työkalua. Presemoa voi käyttää älypuhelimella, tabletilla tai kannettavalla tietokoneella nettiselaimen kautta osoitteessa presemo.aalto.fi/esimerkki (osoite annetaan luennolla). Presemolla osallistuminen on suositeltavaa, mutta ei pakollista, joten tarvittavan laitteen puuttuminen ei ole este kurssin suorittamiselle. Henkilökunta Vastuuopettaja: Susanna Hurme, puh. 0504663640, susanna.hurme@aalto.fi Pääassistentti: Markku Malmivuori, markku.malmivuori@aalto.fi Assistentit: Joel Salonen, Miika Koljonen, Hermanni Morander, Patrik Sahiluoma, Eetu Kivelä, Roosa Närhi, Risto Syrjä Laskutehtäviin liittyviin kyselyihin vastaa Markku Malmivuori, muihin Susanna Hurme. Assistentit auttavat tehtävien ratkaisemisessa laskutuvissa. Assistentit eivät vastaa sähköposteihin. Aikataulu ja työtunnit Kurssin kesto on kuusi viikkoa, 31.10.-9.12. Joka viikolle on oma aihealueensa. Aihealueet viikoittain: Viikko 1 31.10.-4.11.2016: Johdanto kontinuumimekaniikkaan ja matemaattisia työkaluja Viikko 2 7.11.-11.11.2016: Kontinuumin kinematiikka Viikko 3 14.11.-18.11.2016: Jännitys Viikko 4 21.11.-25.11.2016: Massan, liikemäärän ja energian säilymislait Viikko 5 28.11.-2.12.2016: Lujuusopin ja virtausmekaniikan esimerkkejä sekä konstitutiiviset yhtälöt Viikko 6 5.12.-9.12.2016: Lämmönsiirron esimerkkejä ja konstitutiiviset yhtälöt, kertaus
Opiskelutunnit Viikkoaikataulu: Ma Ti Ke To Pe 8.15-10 Laskutupa H9, Sali R3 Luento, C-sali Laskutupa H2, Sali U9 Laskutupa H4, 10.15-12 Luento, Aaltosali Laskutupa H1, Sali U3 Laskutupa H3, Laskutupa H5, 12.15-14 Laskutupa H8, Laskutupa H6, 14.15-16 Luento, C-sali Laskutupa H7, Opiskeluun käytettävä aika 5 opintopistettä vastaa 135 työtuntia. Työmäärä jakaantuu kurssin ajalle seuraavasti (esimerkki, jokainen opiskelee itselleen sopivimmalla tavalla) 25 Työmäärän jakaantuminen 20 15 10 5 0 Luennot Laskutupa Itsenäinen opiskelu Tenttiin kertaaminen Tentti Laskuharjoitukset Joka viikko on laskuharjoitukset. Viikon laskutehtävät laitetaan kurssin kotisivulle kohtaan Tehtävät viimeistään edeltävän viikon torstaina (siten ensimmäiset laskuharjoitukset julkaistaan 27.10.).
Maanantain luennolla esitellään viikon laskutehtävät, ja luennoilla ma, ti ja ke annetaan niiden ratkaisemiseksi tarvittavat tiedot. Assistentit neuvovat laskutuvissa kotitehtävien tekemisessä. Kaikissa laskutuvissa saa käydä, ei pelkästään siinä, mihin olet ilmoittautunut Oodissa. Tarkoitus ei kuitenkaan ole mennä laskutupaan valmistautumatta, vaan tehtävien tekeminen tulee aloittaa itsenäisesti tai ryhmässä. Laskutuvassa käydään kysymässä neuvoa, assistentti ei ratkaise tehtävää puolestasi. Laskutehtävien palautus on henkilökohtainen. Tehtäviä saa ratkoa ryhmässä, ja se on jopa suositeltavaa, mutta palautetun tehtävän pitää olla itse kirjoitettu. Jos kaksi opiskelijaa palauttavat saman tehtäväpaperin, tämä tulkitaan plagioinniksi ja molemmat tehtävät hylätään. Laskutehtävien pisteet julkaistaan palautuspäivää seuraavana keskiviikkona. Sen jälkeen malliratkaisut julkaistaan MyCoursesissa. Laskutehtävän arvostelusta voi keskustella assistentin kanssa laskutuvassa tai ottamalla yhteyttä pääassistenttiin viikon ajan tulosten julkistamisen jälkeen. Laskutehtävien palautus Vaihtoehto 1: Palauta tehtävät MyCoursesin Tehtävät-osiossa harjoituskierrosta seuraavana lauantaina klo 23.55 mennessä. Palauta tehtävät pdf-muodossa. Nimeä tehtävät sukunimi_etunimi_tehtx_y.pdf, missä X on tehtävän numero ja Y kierroksen numero. Kirjoita nimesi ja opiskelijanumerosi myös tehtäväpaperiin. Voit skannata käsin kirjoittamasi tehtävän, skannereita löytyy opiskelijakäyttöön Maarintalosta (4 kpl) sekä kandikeskuksesta (Otakaari 1) hubista 1 kpl, huoneesta U106 1 kpl ja huoneesta U353 3 kpl. Toinen vaihtoehto on ottaa kännykällä kuva tehtävästä, liittää se esim. Wordiin ja tallentaa pdf-muodossa. Pidä huoli, että palauttamasi tiedosto on selkeästi luettavissa ja teksti on tiedostossa oikein päin! Assistentilla on oikeus jättää pisteet antamatta, jos hän ei saa selvää palautetusta tehtävästä. Vaihtoehto 2: Palauta laskutehtävät paperisena kyyhkyslakkaan, Otakaari 1, harjoituskierrosta seuraavaan perjantaihin, kello 18 mennessä. Palauta jokainen tehtävä erillisellä paperilla omaan lokeroonsa. Lokerossa lukee kurssin nimi ja koodi sekä tehtävän numero. Kyyhkyslakka löytyy Y-käytävältä. HUOM! Rakennuksen ovet menevät lukkoon kello 18 perjantaisin, siitä syystä paperilla palautettujen tehtävien palautusaika on lyhempi kuin sähköisesti palautettujen tehtävien. Paperissa pitää lukea tehtävän numero, oma nimi ja opiskelijanumero sekä oman harjoitusryhmän numero (ryhmä, johon ilmoittauduit WebOodissa). Jos tehtävä ratkaistaan laskutuvassa assistentin avustuksella niin, että assistentti pystyy toteamaan tehtävän oikein ratkaistuksi, voit jättää kyseisen tehtävän assistentille. Arvostellut kotitehtävät palautetaan opiskelijalle siinä laskutuvassa, johon opiskelija on ilmoittautunut WebOodissa.
Laskutehtävien palautuspäivämäärät Laskuharjoitus Palautus MyCoursesiin Palautus Kyyhkyslakkaan Harjoitus 1 la 5.11. klo 23.55 mennessä pe 4.11. klo 18.00 mennessä Harjoitus 2 la 12.11. klo 23.55 mennessä pe 11.11. klo 18.00 mennessä Harjoitus 3 la 19.11. klo 23.55 mennessä pe 18.11. klo 18.00 mennessä Harjoitus 4 la 26.11. klo 23.55 mennessä pe 25.11. klo 18.00 mennessä Harjoitus 5 la 3.12. klo 23.55 mennessä pe 2.12. klo 18.00 mennessä Harjoitus 6 la 10.12. klo 23.55 mennessä pe 9.12. klo 18.00 mennessä Palaute Kurssia pyritään jatkuvasti kehittämään paremmaksi. Voit osallistua tähän työhön antamalla palautetta luennoista, harjoituksista, kurssin tiedotuksesta, tai mistä vaan kurssiin liittyvästä jo kurssin aikana. Palautteen voi antaa MyCoursesissa etusivun Palaute laatikkoon. Kurssin loppupuolella jokaiselle lähetetään henkilökohtainen Webropol-palautelinkki. Muista antaa kurssille palautetta. Opiskelijoiden palaute on yksi merkittävimmistä tekijöistä kurssin kehittämisen kannalta. Vastapalaute2015-dokumentista löytyy viime vuoden palautteen tärkeimmät kohdat ja niiden perusteella tehdyt muutokset kurssissa. Vuoden 2016 kurssista annetaan myös vastapalaute, kun Webropol-kyselyn tulokset on analysoitu ja kehityskohteista päätetty. Suorittaminen Kurssi arvostellaan asteikolla 0-5, missä nolla on hylätty arvosana ja 1-5 ovat hyväksyttyjä arvosanoja. Tenttioikeus Tenttioikeuden edellytys ensimmäiseen tenttiin 14.12. osallistumiseksi on, että kurssin laskuharjoitusten ensimmäisiltä viideltä kierrokselta on saatu vähintään 1/3 pisteistä. Yhdellä kierroksella on neljä tehtävää, á 3p, eli tenttioikeuden vaatima pistemäärä on (1/3)*(5*4*3) = 20p. Kurssista järjestetään lisää tenttejä 2.2.2017, 18.5.2017 ja mahdollisesti syyskuussa 2017. Niihin saa osallistua, jos edellinen ehto toteutuu tai jos kaikilta laskuharjoituskierroksilta on saatu vähintään 1/3 pisteistä, eli kierroksilta 1-6 yhteensä (1/3)*(6*4*3) = 24p. Laskuharjoituspisteet ja tenttioikeus vanhenevat, kun kurssi alkaa uudelleen seuraavana lukuvuonna. Pisterajat Tentissä on neljä tehtävää, joista saa enintään 24 pistettä. Tentistä on saatava vähintään 1/3 pisteistä, eli vähintään 8 pistettä. Lopullinen arvosana määräytyy laskuharjoitusten lisäpisteiden ja tenttipisteiden perusteella siten, että laskuharjoitusten painotus on 40% ja tenttipisteiden painotus 60%. Tenttioikeuden edellytyksen täytyttyä laskuharjoituspisteet lisätään tentistä saatuihin pisteisiin kaavan mukaisesti: tenttipisteet + (lh pisteet -20)/52*16,
Lopullinen arvosana määräytyy seuraavasti: Pisteet Arvosana 0 7,5 0 Huom! Tentistä pitää saada vähintään 8 pistettä. Laskuharjoituspisteitä ei lisätä, jos tenttipisteet ovat alle 8 8 15 1 15,5 22 2 22,5 28 3 Huom! Pelkästään tenttipisteillä voi saada max. arvosanan 3 28,5 34 4 34,5 40 5 Tentit Tenttipäivät 14.12.2016 klo 9-12, o salit B(Y203a), C(Y205), D(Y122) ja E(Y124) o salijako sukunimen mukaan ilmoitetaan myöhemmin 2.2.2017 klo 16.30-19.30 18.5.2017 klo 16.30-19.30 syyskuussa 2017 mahdollisesti neljäs tenttimahdollisuus Tenttiohjesääntöön on tulossa muutoksia 1.1.2017 alkaen. Tutustukaa tenttiohjesääntöihin into.aalto.fi - > Kandidaatti ja maisteriopiskelijalle -> Insinööritieteiden korkeakoulu -> Opintojen ja opiskelun säännöstö -> Tenttiohjeet. Ensimmäiseen tenttiin, 14.12.2016, sovelletaan vanhaa Insinööritieteiden korkeakoulun tenttiohjesääntöä, jonka mukaisesti tenttiin tulee ilmoittautua WebOodin kautta viimeistään viikkoa ennen tenttitilaisuuden järjestämistä. Ilmoittautumatta jättäneiden tenttipapereita ei tarkasteta. Opettajien kanssa ei voi neuvotella eri järjestelyistä. Seuraaviin tentteihin sovelletaan Aalto-yliopiston tenttiohjetta, joka tulee voimaan 1.1.2017. Ilmoittautuminen on edelleen pakollista ja tapahtuu WebOodin kautta vähintään 7 päivää ennen tenttiä. Saliin ei päästetä ilmoittautumatta jättäneitä opiskelijoita. Tenttiin saa ottaa mukaan funktiolaskimen ja kirjoitusvälineet. Kaavakokoelmat jaetaan tenttipaperin mukana.