Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modeling in Geophysics
Tok studiów:
2013/2014
Kod:
BGF-2-102-AG-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Applied geophysics
Kierunek:
Geofizyka
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Gołębiowski Tomisław (tomgoleb@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Gołębiowski Tomisław (tomgoleb@agh.edu.pl)
dr inż. Puskarczyk Edyta (puskar@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Posiada wiedzę nt. podstaw koncepcyjnych różnych technik modelowania numerycznego stosowanych w geofizyce, hydrogeologii, geomechanice GF2A_W02, GF2A_U02, GF2A_K01 Egzamin
Umiejętności
M_U001 Potrafi przeprowadzić transformację ciągłego modelu geologicznego na dyskretny model numeryczny; posiada wiedzę nt. dobory odpowiednich warunków początkowych i brzegowych dla numerycznego rozwiązania wybranych problemów z zakresy nauk o Ziemi. GF2A_U03, GF2A_K04, GF2A_W05, GF2A_W09 Egzamin
M_U002 Potrafi obsługiwać wybrane programy komputerowe służące do modelowania procesów fizycznych zachodzących w górotworze GF2A_U03, GF2A_W06 Kolokwium
M_U003 Potrafi przeprowadzić modelowanie numeryczne dla rozwiązania wybranych problemów z zakresu określonych zagadnień nauk o Ziemi. GF2A_U04, GF2A_W08 Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Posiada wiedzę nt. wykorzystania wyników syntetycznych dla zwiększenia możliwości interpretacji danych pomiarowych GF2A_K07, GF2A_U11, GF2A_W10 Kolokwium
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Inne
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
E-learning
Wiedza
M_W001 Posiada wiedzę nt. podstaw koncepcyjnych różnych technik modelowania numerycznego stosowanych w geofizyce, hydrogeologii, geomechanice + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi przeprowadzić transformację ciągłego modelu geologicznego na dyskretny model numeryczny; posiada wiedzę nt. dobory odpowiednich warunków początkowych i brzegowych dla numerycznego rozwiązania wybranych problemów z zakresy nauk o Ziemi. + - - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi obsługiwać wybrane programy komputerowe służące do modelowania procesów fizycznych zachodzących w górotworze - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi przeprowadzić modelowanie numeryczne dla rozwiązania wybranych problemów z zakresu określonych zagadnień nauk o Ziemi. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Posiada wiedzę nt. wykorzystania wyników syntetycznych dla zwiększenia możliwości interpretacji danych pomiarowych - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Introduction to numerical methods which are common used in computer simulations, i.e. Finite Different Method (FDM), Finite Element Method (FEM), Boundary Element Method (BEM), Tomography Algorithms, Ray Tracing and Wave Front Inversion as well as a review of other modeling techniques, between others: Pseudo-Spectral Technique, Distinct Element Method, Particle Flow Technique. (10h)
Detailed description of using of FDM and FEM for solving different geophysical and geo-engineering problems, i.e. computer analysis of: wave fields (seismic and electromagnetic), electrical, thermal fields and analysis of underground flow in porous media as well as stress-strain analysis in geological media.(6h)
Description of initial and boundary conditions applied in numerical modeling. (4h)
Introduction to time-frequency methods of signal processing. (2h)
Comparison of Fourier Transform with Wavelet Transform. (2h)
Principles of Continuous and Discrete Wavelet Transform. (4h)
Principles of Matching Pursuit algorithm. (2h)

Ćwiczenia laboratoryjne:

Description of methodology of numerical models construction for proper transformation of geological information into computer model; description of gridding techniques. (4h)
Way of choosing and fitting material properties and techniques of geophysical sources construction for numerical modeling. (2h)
Practical application of Finite Different Method (using ReflexW program) for modeling of wave fields (seismic and electromagnetic) in order to computer analysis of surface and borehole reflection profiling, simulation for refraction recordings and geophysical tomography. (6h)
Numerical modeling (using FEM and FDM programs: MATLAB and FLAC) of electrical, thermal fields and analysis of underground flow in porous media as well as stress-strain analysis in geological media. (6h)
Visualization and interpretation of the results of modeling. (4h)
Analysis of frequency content various geophysical signals with the use of Fourier Transform. (2h)
Decomposition of acoustic full waveforms with the use of Continuous and Discrete Wavelet Transform. (4h)
Decomposition of acoustic full waveforms with the use of Matching Pursuit algorithm. (2h)

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Udział w wykładach 30 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa = 0,5 * ocena z egzaminu + 0,5 * średnia z kolokwiów z ćwiczeń

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Odpowiednia wiedza z zakresu: fizyki, matematyki, metod numerycznych, geofizyki, geologii, hydrogeologii, geomechaniki, komputerowych aplikacji obliczeniowych, petrofizyki, teorii pól geofizycznych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

R.J. LeVeque, 2007. Finite Difference Methods for Ordinary and Partial Differential Equations, Steady State and Time Dependent Problems. Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), Philadelphia.
Allen M.B., Herrera I., Pinder G.F., 1988. Numerical Modeling in Science and Engineering. John Wiley & Sons. New York.
K.R. Kelly, K.J. Marfurt 1990. Numerical Modeling of Seismic Wave Propagation. Geophysics Reprints Series, no. 13, Society of Exploration Geophysicists, Tulsa.
Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z., 2005. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Elsevier Ed., Oxford.
Kattan P.I., 2007. MATLAB Guide to Finite Elements: An Interactive Approach. Springer-Verlag, Berlin.
Carcione J.M., 2007. Wave Fields in Real Media. Theory and Numerical Simulation of Wave Propagation in Anisotropic, Inelastic, Porous and Electromagnetic Media. Elsevier Ed., Amsterdam.
Mallet, J.L., 2002. Geomodeling, Oxford University Press, New York
ReflexW – Manual, PDF format, www.sandmeier-geo.de
FLAC – Manuals, PDF format, www.itascacg.com
MATLAB – Library of CYFRONET, www.cyfronet.pl

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak