Geofysica en computermodelleren

2018-2019

Doel vak

Computermodelleren:
1. Het verwerven van basiskennis van constructie en toepassing van
computermodellen van processen in de Aardwetenschappen.
2. Leren programmeren, en toepassing daarvan in het ontwikkelen en
testen van een eenvoudig model.
3. Technieken voor data-uitwisseling voor model-toepassingen, koppeling
van modellen met GIS en internet, gebruik van digitale gegevensbestanden
4. Leren de toepassing van modellen in de Aardwetenschappen kritisch te
beoordelen.
Geofysica:
1. Kennismaking met een aantal geofysische methoden in onderzoek naar de
opbouw van de ondergrond, water, atmosfeer, en basiskennis electronische
data-acquisite (data logging)
2. Kennismaking met de vier steen planeten (“rocky planets”) en een
aantal “rocky satelites” van ons zonnestelsel en de verschillende
soorten mantel convectie die op deze planeten en satellieten
plaatsvinden.
2. Kennismaking met een aantal non-dimensionale getallen uit de
stromingsleer die belangrijk zijn in de geodynamica en geofysische
vloeistof dynamica.
3. Introductie van “channel flow” en “Couette flow”.
4. Introductie van de Stokes oplossing en “Stokes flow” voor
zinkende/stijgende objecten in een vloeistof tijdens laminaire stroming
met verwaarloosbaar kleine kinetische energie.

Inhoud vak

Mathematische modellen en computersimulaties worden steeds vaker
toegepast in de Aardwetenschappen. Denk bijvoorbeeld aan modellen voor
het voorspellen van rivierafvoer, modellen van grondwaterreservoirs of
klimaatmodellen. Die modellen zijn ook steeds meer verbonden met
geautomatiseerde systemen voor het verkrijgen van gegevens, en met
databases op internet.
In de geofysica zijn modeltoepassingen al heel lang gemeengoed. De basis
van die modellen zijn vaak gegevens uit geofysisch onderzoek en
geofysische en geochemische theorie.
Dit vak geeft je een inleiding in de ontwikkeling van computermodellen,
hun toetsing aan meetresultaten en de toepassing ervan in het
wetenschappelijk onderzoek en in de praktijk. Voorbeelden van
toepassingen in de Aardwetenschappen worden besproken. Bijvoorbeeld
modellen van erosie- en sedimentatieprocessen, processen in de bodem en
klimaatmodellen.
Tijdens het practicum doe je ervaring op met het construeren van
computermodellen. Je leert zelf een eenvoudig model te bouwen, inclusief
het schrijven van een computerprogramma. Het vak geeft daarmee een goede
basis voor op modelleren gerichte studie-onderdelen in de masters fase.
Daarnaast leer je de conclusies die uit modelstudies getrokken worden op
hun wetenschappelijke waarde te beoordelen.

Voor de geofysica maak je kennis met een aantal, in Nederland veel
gebruikte methoden voor onderzoek van de ondergrond: cone penetration
tests, geo-electrische sonderingen en de interpretatie van gegevens
daaruit, en meetmethoden voor water en lucht. Daarnaast maak je kennis
met methoden voor automatische registratie van gegevens (dataloggers).

Verder maak je bij het onderdeel Geofysica kennis met met de vier steen
planeten (“rocky planets”) en een aantal “rocky satelites” van ons
zonnestelsel en de verschillende soorten mantel convectie die op deze
planeten en satellieten plaatsvinden. Er worden een aantal
nondimensionale getallen uit de stromingsleer geintroduceerd om de stijl
van mantel convectie, en ook andere stromingen die op aarde dichter bij
het aardoppervlak plaatsvinden, beter te begrijpen. Tevens worden de
stromings types “channel flow” en “Couette flow” geintroduceerd om
stromingssnelheden in een kanaal te kunnen kwantificeren. Tenslotte
wordt de Stokes oplossing en “Stokes flow” geintroduceerd. De Stokes
oplossing wordt gebruikt voor het berekenen van de snelheid van
zinkende/stijgende objecten in een vloeistof tijdens laminaire stroming
met verwaarloosbaar kleine kinetische energie.

Bij dit vak wordt uitgegaan van wiskundige en natuurkundige voorkennis
op het niveau van het wiskunde en natuurkunde onderwijs in het eerste en
tweede jaar van de studie.

Onderwijsvorm

Colleges; practica. Deelname aan de colleges en practica is verplicht.

Toetsvorm

Schriftelijk tentamen over theorethische kennis, en kwaliteit van de
ingeleverde practicumopgaven.
Voor het practicum wordt geen beoordeling in de vorm van een cijfer
gegeven. Alle practicumopgaven moeten gemaakt en ingeleverd zijn, en als
voldoende beoordeeld zijn door de docenten. Het is mogelijk dat na
beoordeling gevraagd wordt de ingeleverde opgaven te verbeteren tot ze
voldoende bevonden worden. Alle practicum opgaven moeten worden
ingeleverd voor de datum van het eerste tentamen. De uiterste datum
waarop verbeterde versies van de opgaven ingeleverd kunnen worden, is de
datum van het herkansingstentamen. Zijn dan niet alle opgaven ingeleverd
of voldoende bevonden, dan wordt het practicum als onvoldoende
beoordeeld, en is het eindresultaat van de cursus een onvoldoende.
Het schriftelijk tentamen bepaalt het eindcijfer. Men is alleen geslaagd
als voor het schriftelijk tentamen een voldoende is behaald en het
practicum als voldoende beoordeeld is.

Vereiste voorkennis

Voorkennis op het niveau van het wiskunde en natuurkunde onderwijs in
het eerste en tweede jaar van de studie.

Literatuur

Collegesheets, syllabus.

Doelgroep

Bachelors studenten Aardwetenschappen

Aanbevolen voorkennis

Tijdens het practicum wordt gewerkt met de programmeertaal Python. Enige
voorkennis hiervan, en beschikbaarheid op uw eigen computer, kan het
maken van de practicumopgaven versnellen.

Algemene informatie

Vakcode AB_1173
Studiepunten 6 EC
Periode P4
Vakniveau 300
Onderwijstaal Nederlands
Faculteit Faculteit der Bètawetenschappen
Vakcoördinator dr. P. Bakker
Examinator dr. P. Bakker
Docenten prof. dr. R.T. van Balen
prof. dr. W.P. Schellart
dr. P. Bakker

Praktische informatie

Voor dit vak moet je zelf intekenen.

Voor dit vak kun je last-minute intekenen.

Werkvormen Hoorcollege, Computerpracticum
Doelgroepen

Dit vak is ook toegankelijk als: