Enkeltfag 7.5 ECTS

Modelanalyse for kemiingeniører

Overordnede kursusmål

Hovedformålet med det indeværende kursus er, at den studerende bliver i stand til at udvikle en matematisk model for et spektrum af komplekse og realistiske kemi- og biotekniske problemstillinger, herunder bæredygtigheden, med vægt på at foretage en numerisk løsning af sådanne modeller.

See course description in English

Udvikle en matematisk model for et system, der beskriver stationære såvel som ikke-stationære processer, hvori stof- og energitransport ved konvektion og diffusion, samt kemisk reaktion er involverede;
Formulere initial- og randbetingelser for den matematiske model, på grundlag af relevante fysiske betragtninger;
Have kendskab til og kunne arbejde, med populationsbalancer. Opstille en matematisk model for et system, hvori populationsbalancer er af betydning. Formulere en numerisk løsningsmetode for problemstillinger, hvor populationsbalancer er af betydning;
Anvende de forskellige diskretiseringsmetoder til løsninger af de ordinære og partielle differentialligninger;
Kunne anvende kvalitativ analyse og numeriske løsningsmetoder til løsning af koblede 1.ordens differentialligninger, herunder stive differentialligninger og differential-algebraiske ligninger;
Have kendskab til de analytiske løsningsmetoder ved systemer, der beskrives ved hyperbolske partielle differentialligninger;
Anvende numeriske værktøjer til løsninger af de parabolske partielle differentialligninger; analysere steady states og stabilitet;
Kunne anvende en moderne programmeringssprog (hovedsagelig, Matlab eller Python) til numerisk løsning af praktiske problemstillinger samt til at grafisk analyse af løsningerne

Undervisningen bliver bygget op om et antal modeleksempler, der bredt beskriver problemstillinger med kemi- og bioteknisk indhold. Disse modeleksempler løses numerisk med MATLAB som redskab, Typiske mulige modelsystemer er (valget kan være forskellig hvert år):

Modellering af enzymatisk hydrolyse af cellulose.

Modellering af forbrændingsprocesser.

Modellering af coating, med agglomerering af partikler.

Chromatografisk separation. Lineære og ulineære isotermer.

Flerfasestrømning i porøse medier, herunder filtration og kuldioxid lagring.

01035, 28160, 28864, eller tilsvarende kurser.Indledende kendskab til programmering (hovedsageligt Matlab eller Python)

“Learn by doing”. Korte forelæsninger. Gruppearbejde på kursusopgaver.