Рабочая программа учебной дисциплины " вычислительная механика" Цикл: профессиональный



Скачать 291.83 Kb.
страница1/3
Дата07.11.2012
Размер291.83 Kb.
ТипРабочая программа
  1   2   3



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Институт Энергомашиностроения и механики (ЭнМИ)


Направление подготовки: 221000 – Мехатроника и робототехника

Профили подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА”


Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

Б 3.15




Часов (всего) по учебному плану:

252




Трудоёмкость в зачётных единицах:

7

6 семестр – 3;
7 семестр – 4


Лекции

81 час

6 семестр – 45;
7 семестр – 36


Практические занятия

66 час

6 семестр – 30;
7 семестр – 36


Лабораторные работы

нет

нет

Расчётные задания, рефераты

18 час самостоят. работы

6 семестр – 8;
7 семестр – 10


Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)

105 час

6 семестр – 33;
7 семестр – 72


Экзамены

6, 7 семестры




Курсовые проекты (работы)

1 з.е. (36 час)

7 семестр


Москва - 2010
1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение численных методов инженерных расчётов и со­путствующего математического аппарата, применяемых при решении задач механики, а также освоение способов построения и компьютерной реализации математических моделей механических систем.

При изучении дисциплины “Вычислительная механика” следует иметь в виду, что это – одна из базовых дисциплин механического цикла. Вычислительная механика – ком­плексная дисциплина, предмет которой включает вопросы, связанные с получением математических моделей механических систем и их исследованием при помощи прикладных алгоритмов численного анализа; наряду с численными методами инженерных расчётов, применяемыми при решении задач механики, в ней излагается и со­путствующий математический аппарат. В ходе изучения понятий, концепций и методов данной дисциплины студент получает возможность освежить в памяти и существенно дополнить знания, полученные им при изучении теоретической механики, высшей и дискретной математики.

Освоение данной дисциплины вносит существенный вклад в формирование у студента следующих компетенций:

Общекультурные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности владеть культурой мышления, способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

–способности иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-5);

–способности использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-9);

Дополнительные общекультурные компетенции:

–владения математической и естественнонаучной культурой (в том числе – в области вычислительной механики) как частью профессиональной и общечеловеческой культуры (ОК-12);

–способности приобретать новые знания (в частности – в области вычислительной механики), используя как традиционные, так и современные образовательные и информационные технологии (ОК-13);

–способности аргументированно – в плане логики и содержания – обосновывать свои рассуждения, логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь, целенаправленно выявлять причинно-следственные связи между явлениями, отличать научный подход к изучению окружающего мира от антинаучного (ОК-14);

–умения разрабатывать и реализовывать алгоритмы достижения поставленных целей (ОК-15);

–готовности к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-16);

–способности и готовности к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-17);

–настойчивости в достижении цели, терпения и выносливости, способности критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-18).

Профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности и готовности проводить кинематические расчёты (ПК-3);

Дополнительные профессиональные компетенции:

–знания – на соответствующем уровне – предметного содержания всех изучаемых в вузе разделов вычислительной механики, её основных понятий, концепций и методов (ПК-6);

–способности собирать и формализовывать имеющуюся информацию механического характера о природных объектах и технических системах с целью последующего создания соответствующих математических моделей (ПК-7);

–способности использовать знания о механической компоненте современной естественнонаучной картины мира для понимания процессов и явлений, происходящих в природе и техносфере (ПК-8);

–способности научно анализировать проблемы, процессы и явления в области вычислительной механики, умения использовать на практике базовые знания, методы и алгоритмы исследования, усвоенные в ходе её изучения (ПК-9);

–способности применять знания о механических явлениях на практике, в том числе выдвигать гипотезы, составлять теоретические и информационные модели, проводить анализ границ их применимости, выбирать подходящие методы для научного анализа данных проблем (ПК-10);

–владения основывающимися на полученных в рамках вычислительной механики теоретических результатах методами и алгоритмами исследования равновесия и движения многозвенных механических систем (ПК-11);

–способности использовать усвоенные при изучении вычислительной механики понятия и методы для решения задач теоретического и прикладного характера, для самостоятельного приобретения новых знаний в области вычислительной механики и её приложений (ПК-12);

–умения самостоятельно строить и исследовать компьютерные математические модели механических систем, квалифицированно применяя при этом численные методы их исследования и алгоритмы решения задач вычислительной механики с использованием со­временных информационных технологий, языков и систем программирования, систем компьютерной математики, инструментальных средств компьютерного моделирования (ПК-13);

–понимания пределов применимости математических моделей механических систем, необходимости проверки адекватности используемых моделей применительно к конкретным задачам и верификации теоретических выводов (ПК-14);

–способности формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчёта с его публикацией (публичной защитой) (ПК-15).

Задачами дисциплины являются:

–изучение основных понятий, концепций и алгоритмов вычислительной механики;

–овладение важнейшими методами решения прикладных задач в области вычислительной механики;

–формирование устойчивых навыков по применению арсенала методов вычислительной механики при научном анализе ситуаций, с которыми инженеру приходится сталкиваться в ходе создания новой техники и новых технологий;

–ознакомление с историей и логикой развития вычислительной механики.

2.МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю подготовки “Ком­пью­тер­ные технологии управления в робототехнике и мехатронике” направления 221000 “Ме­ха­троника и робототехника”.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: “Высшая математика”, “Ин­фор­матика”, “Теоретическая механика”, “Дискретная математика”.

В результате изучения дисциплины “Вычислительная механика” выпускник бакалавриата приобретает способность самостоятельно строить и исследовать при помощи современной компьютерной техники математические модели механических систем, способные адекватно описывать поведение данных систем, а также овладевает необходимым спектром методов исследования, что позволяет ему успешно справляться с решением разнообразных задач механического содержания.

Именно в рамках вычислительной механики студенты приобретают навыки формализованного описания реальных систем, необходимые для успешного применения компьютерного моделирования. С учётом этого дисциплина “Вычислительная механика” играет значительную дидактическую роль. Её изучение способствует развитию у будущих специалистов склонности и способности к творческому мышлению, выработке системного подхода к исследуемым явлениям.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бака­лаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин “Основы меха­тро­ники и ро­бо­то­техники”, “Динамика мехатронных систем”, “Вычислительные методы компьютерного моделирования в механике”, а также при прохождении учебно-произ­вод­ственной практики и выполнении НИРС.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

–основные понятия и концепции вычислительной механики (включая виды погрешностей вычислений, методы численного решения систем линейных и нелинейных уравнений и способы оценивания получаемых при этом погрешностей, методы интерполирования и приближения функций, основы барицентрического исчисления, алгебры дуальных чисел и дуального анализа, элементарной теории винтов и винтового исчисления), порядок применения её теоретического аппарата в важнейших практических приложениях (ОК-12, ПК-6);

–теоретические основы вычислительной механики и используемого в ней вспомогательного математического аппарата (включая необходимый материал линейной и общей алгебры, элементы теории групп и алгебр Ли) (ПК-6);

–основные алгоритмы вычислительной механики (включая алгоритмы статического и кинематического анализа многозвенных механических систем) и условия, при соблюдении которых их применение является оправданным (ПК-3,11,14);

–идеологию компьютерного моделирования механических систем (в его абстрактно-ма­те­матическом и информационном аспектах) и принципы построения математических моделей механических систем (ПК-7,10,13).

Уметь:

–правильно применять основные алгоритмы вычислительной механики, использовать её методы в технических приложениях (ОК-9, ПК-7,9,12);

–составлять уравнения, адекватно описывающие поведение механических систем, применяя необходимый математический аппарат (скаляры, векторы, линейные операторы, винты, дуальные числа) (ПК-7,10,13);

–решать типовые задачи по основным разделам курса (ПК-15);

–анализировать модели механических систем на разных уровнях моделирования – инвариантном, координатном и программном – оперативно переключаясь по мере необходимости с одной точки зрения на другую (ОК-1, ПК-9,13);

–самостоятельно разрабатывать, используя аппарат вычислительной механики, алгоритмы решения практических задач, достигая поставленных целей (ОК-15,18, ПК-9,12);

–применять основные методы исследования равновесия и движения многозвенных механических систем, а также типовые алгоритмы такого исследования при решении конкретных задач (ОК-16, ПК-3,11);

–использовать языки и системы программирования для решения профессиональных задач, квалифицированно применяя программное обеспечение и математические пакеты для компьютерного моделирования механических систем (ОК-5, ПК-13).

Владеть:

–навыками применения основных законов вычислительной механики в важнейших практических приложениях (ОК-9, ПК-9,10,12);

–численными методами решения систем алгебраических уравнений (линейных и нелинейных), методами интерполирования и приближения функций (ПК-6);

–навыками применения численных методов исследования равновесия и движения механических систем для решения естественнонаучных и технических задач (ОК-15,16, ПК-3,8, 11,12);

–навыками построения и исследования с применением компьютерной техники математических моделей механических систем (ОК-5,9, ПК-7,10);

–типовыми алгоритмами исследования равновесия и движения многозвенных механических систем (ПК-3,11);

–навыками использования возможностей со­временных компьютеров и информационных технологий при численном исследования математико-механических моделей технических систем (ОК-5,13, ПК-13);

–навыками письменного аргументирования собственной точки зрения (ОК-14,17, ПК-15);

–навыками практического анализа логики различного рода рассуждений (ОК-1,14,17, ПК-14,15).

4.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1.Структура дисциплины

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 7 зачётных единиц, 252 часа.




п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоёмкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.

Введение в вычислительную линейную алгебру

48

6

19

20



9

Две контрольные работы; защита типовых расчётов

2.

Матрично-оператор­ные методы в геометрии движении и кинематике твёрдого тела

27

6

20

6



1

Индивидуальная домашняя задача

3.

Введение в элементарную теорию винтов

11

6

6

4



1

Индивидуальная домашняя задача




Зачёт

2

6







2







Экзамен

20

6







20

письменный

4.

Введение в теорию интерполяции

26

7

10

8



8

Контрольная работа

5.

Численное решение ли­нейных и нелинейных уравнений

41

7

9

16



16

Две контрольные работы; защита типовых расчётов

6.

Основы винтового исчисления

39

7

17

12



10

Индивидуальная домашняя задача




Зачёт

2

7







2







Экзамен

36

7







36

письменный




Итого:

252




81

66



105




  1   2   3

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины прикладная механика цикл: профессиональный
Целью дисциплины является изучение основных современных методов расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов электроэнергетических...
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины «строительная механика машин» Цикл: профессиональный
Целью дисциплины является изучение методов расчета на прочность статически определимых и статически неопределимых систем, находящихся...
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины "механика композиционных материалов" Цикл: профессиональный
Целью дисциплины является изучение основных положений механики композиционных материалов, необходимых в профессиональной деятельности...
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины «Современная оптоэлектроника» Цикл: профессиональный

Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины " теоретическая механика " Цикл

Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины "элнектрохимические энергоустановки" Цикл: Профессиональный
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины "тепловые и атомные электростанции" Цикл: профессиональный
Целью освоения дисциплины является изучение технологии производства электроэнергии и тепла на тепловых и атомных электростанциях
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины "лопастные насосы" Цикл: профессиональный
Профиль подготовки: Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины " Дискретная математика " Цикл: профессиональный
Профиль(и) подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике
Рабочая программа учебной дисциплины \" вычислительная механика\" Цикл: профессиональный iconРабочая программа учебной дисциплины "основы мехатроники и робототехники" Цикл: профессиональный
Профили подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org