Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modelling in Geophysics
Course of study:
2015/2016
Code:
BGF-2-102-AG-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Applied Geophysics
Field of study:
Geophysics
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
English
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Krakowska Paulina (krakow@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Porzucek Sławomir (porzucek@agh.edu.pl)
dr inż. Krakowska Paulina (krakow@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Posiada wiedzę nt. wykorzystania wyników syntetycznych dla zwiększenia możliwości interpretacji danych pomiarowych. GF2A_U11, GF2A_W10, GF2A_K07 Test
Skills
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 Test
M_U002 Potrafi obsługiwać wybrane programy komputerowe służące do modelowania procesów fizycznych zachodzących w górotworze. GF2A_U03, GF2A_W06 Test
M_U003 Potrafi przeprowadzić modelowanie numeryczne dla rozwiązania wybranych problemów z zakresu określonych zagadnień nauk o Ziemi. GF2A_U04, GF2A_W08 Test
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę nt. podstaw koncepcyjnych różnych technik modelowania numerycznego stosowanych w geofizyce, hydrogeologii, geomechanice GF2A_W02, GF2A_U02, GF2A_K01 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Posiada wiedzę nt. wykorzystania wyników syntetycznych dla zwiększenia możliwości interpretacji danych pomiarowych. - - + - - - - - - - -
Skills
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. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę nt. podstaw koncepcyjnych różnych technik modelowania numerycznego stosowanych w geofizyce, hydrogeologii, geomechanice - - + - - - - - - - -
Module content
Laboratory classes:
  1. 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)

  2. 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)

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 116 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in laboratory classes 28 h
Participation in lectures 28 h
Preparation for classes 20 h
Realization of independently performed tasks 40 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

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

Prerequisites and additional requirements:

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

Recommended literature and teaching resources:

Recommended literature and teaching resources not specified

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None