Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)






Скачать 124.15 Kb.
НазваниеМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Дата публикации07.12.2014
Размер124.15 Kb.
ТипДокументы
ley.se-todo.com > Физика > Документы



М.1; 2


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ)
____________________________________________________________________
_______________________________________


Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Магистерская программа: все программы направления

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ МАТЕМАТИКИ"


Цикл:

М.1 Общенаучный

семестр

Часть цикла:

М.1 Базовая часть




дисциплины по учебному плану:

ИЭЭ; М.1. 2




^ Часов (всего) по учебному плану:

72




Трудоемкость в зачетных единицах:

2

1 семестр – 2

Лекции

18 час

1 семестр

Практические занятия

18 час

1 семестр

Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)

36 час

1 семестр

Зачёт




1 семестр


Москва – 2011

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является формирование знаний об основных понятиях и методах конечно-разностного (КР) подхода к решению дифференциальных уравнений в частных производных (ДУЧП), находящих применение при решении научных и инженерных задач электроэнергетики и электротехники.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в области КР решения ДУЧП, расширять и углублять свои познания, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

  • вести библиографическую работу в области КР решения ДУЧП с привлечением современных информационных технологий, анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию в указанной области (ОК-9);

  • использовать углубленные знания в области КР решения ДУЧП в профессиональной деятельности (ПК-1);

  • находить творческие решения задач, требующих решения ДУЧП, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4);

  • анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности в электроэнергетике и электротехнике (ПК-5);

  • оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);

  • использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии при КР решении ДУЧП (ПК-9);

  • применять методы создания и анализа КР моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности в области электроэнергетики и электротехники (ПК-13);

  • использовать прикладное программное обеспечение для расчета параметров устройств электротехнического и электроэнергетического оборудования на основе КР решения ДУЧП (ПК-14);

  • использовать современные достижения КР методов решения ДУЧП в научно-исследовательских работах (ПК-36);

  • самостоятельно выполнять исследования для решения научно-исследовательских задач с использованием современных КР методов решения ДУЧП при выполнении исследований в области проектирования и технологии изготовления электротехнической продукции и электроэнергетических объектов (ПК-38).

^ Задачами дисциплины являются:

  • ознакомить обучающихся с основными понятиями и методами КР решения ДУЧП, находящих применение при решении научных и инженерных задач электроэнергетики и электротехники (волновое уравнение, уравнение теплопроводности, уравнения диффузии и направленного переноса носителей зарядов, уравнение Пуассона);

  • привить практические навыки решения типовых задач электроэнергетики и электротехники, требующих КР решения ДУЧП;

  • привить практические навыки использования программы Scilab для КР решения ДУЧП.


^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.1 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю “Техника и электрофизика высоких напряжений” направления 140400 Электроэнергетика и электротехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: “Высшая математика”, “Информационные технологии”, “Физика”, “Теоретические основы электротехники”.

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертационной работы и при изучении дисциплины “Математическое моделирование”, “Спецвопросы математического моделирования”, “Спецвопросы программного обеспечения в электроэнергетике”.

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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

Знать:

  • основные источники научно-технической информации по КР методам решения волнового уравнения, уравнения теплопроводности, уравнений диффузии и направленного переноса носителей зарядов, уравнения Пуассона (ОК-6, ОК-9, ПК-9);

  • КР методы решения названных ДУЧП (ПК-1, ПК-2, ПК-13, ПК-36);

  • основные информационные технологии, методы, способы и средства компьютерной обработки информации с целью обоснования технических решений в электроэнергетике и электротехнике, базирующихся на КР решении указанных ДУЧП (ОК-9, ПК-6, ПК-9, ПК-13, ПК-19).

Уметь:

  • составлять КР аппроксимации волнового уравнения, уравнения теплопроводности, уравнений диффузии и направленного переноса носителей зарядов, уравнения Пуассона и решать полученные системы алгебраических уравнений (ПК-13);

  • использовать компьютерную программу Scilab для КР решения упомянутых ДУЧП (ПК-9, ПК-14, ПК-36);

  • выполнять расчеты и численные научные эксперименты для обоснования технических решений при участии в проектировании и исследовании электроэнергетических и электротехнических систем и их компонентов (ПК-6, ПК-13, ПК-38).

Владеть:

  • навыками постановки и решения задач, сводящихся к решению волнового уравнения, уравнения теплопроводности, уравнений диффузии и направленного переноса носителей зарядов, уравнения Пуассона (ОК-4, ОК-6, ПК-6, ПК-38);

  • терминологией в области методов КР решения этих уравнений (ОК-9);

  • навыками выполнения расчетов и численных научных экспериментов для решения упомянутых ДУЧП в одномерной и двумерной постановке (ПК-38);

  • навыками применения компьютерной программы Scilab для решения названных задач (ПК-9, ПК-14, ПК-19).

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачётных единицы, 72 часа.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

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

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Принципы разностного решения дифференциальных уравнений в частных производных

13

1

4

4

--

5

Тест: основные понятия разностных методов решения дифференциальных уравнений

2

Разностное решение волнового уравнения

9

1

2

2

--

5

Тест: разностные схемы решения волнового уравнения

3

Разностное решение уравнения теплопроводности

16

1

2

4

--

10

Контрольная работа

4

Разностное решение уравнений переноса и диффузии

10

1

4

2

--

4

Тест: разностные схемы решения уравнений переноса и диффузии

5

Разностное решение уравнения Пуассона

22

1

6

6

--

10

Контрольная работа




Зачет

2

1

--

--

--

2

Дифференцир. зачет




Итого:

72




18

18

--

36





^ 4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1 семестр

1. Принципы разностного решения дифференциальных уравнений в частных производных

Классификация дифференциальных уравнений в частных производных, их применение в электроэнергетике и электротехнике. Способы конечно-разностной аппроксимации производной, порядок точности разностной аппроксимации. Примеры разностных аппроксимаций дифференциальных уравнений. Требования, предъявляемые к разностной аппроксимации. Основы анализа устойчивости разностных схем.

2. Разностное решение волнового уравнения

Постановка задачи. Трёхслойные разностные схемы для волнового уравнения. Условие устойчивости. Разностное решение для переходного процесса в длинной линии.

3. Разностное решение уравнения теплопроводности

Постановка задачи. Явная схема. Неявные схемы. Уравнения с переменными коэффициентами и нелинейные уравнения. Трёхслойные разностные схемы для уравнения теплопроводности.

4. Разностное решение уравнений переноса и диффузии

Постановка задачи. Разностные схемы для уравнения диффузии и уравнения переноса. Анализ устойчивости разностных схем. Методы решения трёхточечных разностных уравнений: метод стрельб, метод прогонки, итерационные методы. Разностные схемы для уравнения, одновременно учитывающего диффузию и направленное движение носителей заряда. Решение нелинейных разностных уравнений. Решение двумерного уравнения диффузии методом продольно-поперечной прогонки (методом переменных направлений).

5. Разностное решение уравнения Пуассона

Постановка задачи. Прямые методы. Пятиточечная разностная схема аппроксимации уравнения Пуассона. Решение разностных уравнений методами прогонки и быстрого преобразования Фурье. Итерационные методы, явные и неявные разностные схемы. Методы Якоби и Зейделя. Метод верхней релаксации. Применение явного итерационного метода с оптимальным набором параметров (чебышевский метод). Итерационный метод переменных направлений. Попеременно-треугольный итерационный метод.

^ 4.2.2. Практические занятия:

1 семестр

№1. Применение программы Scilab для разностного решения дифференциальных уравнений в частных производных.

№2. Конечно-разностная аппроксимация производной. Решение обыкновенного дифференциального уравнения методом Эйлера в среде Scilab.

№3. Расчёт переходного процесса в длинной линии в среде Scilab.

№4. Решение одномерного уравнения теплопроводности в среде Scilab.

№5. Контрольная работа: основные понятия разностного решения дифференциальных уравнений в частных производных, методы разностного решения волнового уравнения и уравнения теплопроводности.

№6. Решение одномерного уравнения, учитывающего диффузию и направленное движение носителей заряда, в среде Scilab.

№7. Решение двумерного уравнения Пуассона итерационными методами Якоби, Зейделя и верхней релаксации в среде Scilab. Сопоставление сходимости методов.

№8. Решение двумерного уравнения Пуассона итерационным методом переменных направлений в среде Scilab.

№9. Контрольная работа: методы разностного решения уравнений, учитывающих диффузию и направленное движение носителей заряда.

^ 4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

Расчётные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций в традиционной форме, а также с использованием компьютерных презентаций в формате Microsoft PowerPoint.

^ Практические занятия предусматривают решение студентами задач на персональных компьютерах с применением программы Scilab.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к зачету.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются письменные тесты и контрольные работы.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на дифференцированном зачете в 1 семестре.

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Самарский А.А. Введение в численные методы: учебное пособие для вузов. – М.: Лань, 2005.

  2. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

  3. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. – М.: Наука, 1989.

  4. Физико-математические основы техники и электрофизики высоких напряжений. Учебное пособие для вузов / В.В. Базуткин, К.П. Кадомская, Е.С. Колечицкий и др. Под ред. К.П. Кадомской. – М.: Энергоатомиздат, 1995.

  5. Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику. – М.: Издательство МФТИ, 1994.

б) дополнительная литература:

  1. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В., Рудченко Е.А. Scilab: Решение инженерных и математических задач. – М.: ALT Linux; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Программное обеспечение – программа Scilab.

Интернет-ресурс www.tvn-moscow.ru, www.scilab.org.

б) другие:

не предусмотрены.

^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной персональными компьютерами для проведения практических занятий, а также мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и магистерской программе «Техника и электрофизика высоких напряжений».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Белогловский А.А.
СОГЛАСОВАНО:

к.т.н. с.н.с. Кузнецов О.Н.
"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Техника и электрофизика высоких напряжений

к.т.н., профессор Хренов С.И.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Целью дисциплины является изучение основ менеджмента и маркетинга для последующего их использования в работе

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Целью дисциплины является изучение принципов работы электротехнологических промышленных установок для последующего использования...

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Целью дисциплины является изучение принципов работы электротехнологических промышленных установок для последующего использования...

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Целью дисциплины является изучение правил охраны труда и техники безопасности при работе в электроустановках напряжением до и выше...

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б. 3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по...

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМинистерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет)
Целью дисциплины является формирование знаний об особенностях работы, конструктивном исполнении, технологии изготовления и основах...

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) российско-германский...

Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ)



Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
ley.se-todo.com

Поиск