Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Introduction to geodynamic modelling systems
Course of study:
2015/2016
Code:
BIT-1-511-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Applied Computer Science
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Leśniak Andrzej (lesniak@uci.agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Leśniak Andrzej (lesniak@uci.agh.edu.pl)
mgr inż. Krawiec Krzysztof (krzysztof.krawiec@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 Współpracować w grupie oraz mieć zdolność do wyrażania ocen i opinii na temat otrzymanych wyników obliczeń IT1A_K02, IT1A_K03 Project
Skills
M_U001 Zaprojektować siatkę obliczeniową oraz wprowadzić warunki brzegowe i początkowe modelu IT1A_U13, IT1A_U05 Test,
Project,
Execution of laboratory classes
M_U002 Konstruować algorytmy nieskomplikowanych modeli numerycznych na podstawie danych geologiczno – geotechnicznych posługując się dwuwymiarowym systemem do modelowania numerycznego IT1A_U16, IT1A_U13, IT1A_U04, IT1A_U05 Project,
Execution of laboratory classes
M_U003 Interpretować wyniki modelowania numerycznego zagadnień geodynamicznych. IT1A_U04, IT1A_U03 Project
Knowledge
M_W001 Opisać metodologię modelowania numerycznego procesów geodynamicznych, jego matematyczne podstawy oraz zalety i ograniczenia IT1A_W19, IT1A_W08 Test
M_W002 Zdefiniować podstawowe elementy modelowania numerycznego procesów geodynamicznych wraz ze sposobami ich deklaracji IT1A_W08, IT1A_W13 Test
M_W003 Rozróżnić i opisać podstawowe etapy realizacji modelowania numerycznego IT1A_W19 Test,
Project,
Execution of laboratory classes
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 Współpracować w grupie oraz mieć zdolność do wyrażania ocen i opinii na temat otrzymanych wyników obliczeń - - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Zaprojektować siatkę obliczeniową oraz wprowadzić warunki brzegowe i początkowe modelu - - - - - - + - - - -
M_U002 Konstruować algorytmy nieskomplikowanych modeli numerycznych na podstawie danych geologiczno – geotechnicznych posługując się dwuwymiarowym systemem do modelowania numerycznego - - - - - - - - - - -
M_U003 Interpretować wyniki modelowania numerycznego zagadnień geodynamicznych. - - - - - - + - - - -
Knowledge
M_W001 Opisać metodologię modelowania numerycznego procesów geodynamicznych, jego matematyczne podstawy oraz zalety i ograniczenia + - - - - - - - - - -
M_W002 Zdefiniować podstawowe elementy modelowania numerycznego procesów geodynamicznych wraz ze sposobami ich deklaracji + - - - - - - - - - -
M_W003 Rozróżnić i opisać podstawowe etapy realizacji modelowania numerycznego + - - - - - + - - - -
Module content
Lectures:

1. Przedmiot i zakres modelowania numerycznego procesów geodynamicznych. Modelowanie komputerowe. Procesy geodynamiczne. Techniki i programy komputerowe do obliczeń numerycznych. Jawny i niejawny schemat rozwiązania. Zalety i ograniczenia metod modelowania numerycznego.
2. Matematyczne podstawy modelowania zagadnień dynamicznych. Zagadnienia dynamiczne i statyczne.
3. Etapy realizacji modelowania numerycznego. Model fizyczny. Model obliczeniowy. Model matematyczny. Kalibracja i skalowanie modelu. Obliczenia i weryfikacja wyników.
4. Równania równowagi. Równania stanu. Cykl obliczeniowy.
5. Konstrukcja modelu. Projektowanie siatki obliczeniowej. Warunki brzegowe i początkowe. Sposób obliczania naprężenia.
6. Stałe materiałowe. Moduł sprężystości i deformacji. Gęstość objętościowa. Spójność i kąt tarcia wewnętrznego. Moduł odkształcenia objętościowego. Moduł odkształcenia postaciowego.
7. Analiza wyników obliczeń. Rodzaje naprężeń. Związek naprężenia i odkształcenia. Płaski i przestrzenny stan naprężenia i odkształcenia. Liniowe i nieliniowe zachowanie się ośrodka geologicznego.
8. Podstawowe założenia modelowania w systemie do modelowania numerycznego. Moduły podstawowe i specjalne programowania. Język wewnętrzny – budowa polecenia, przegląd poleceń, biblioteki zagadnień geoinżynierskich, przykłady realizacji zagadnień geodynamicznych. Moduł graficzny systemu do modelowania numerycznego.
9. Proste analizy dynamiczne. Uwarunkowania obliczeń analiz dynamicznych. Efekt wielkości oczka. Efekt ramek modelu i granic materiałowych. Efekt plastyczności materiału. Impuls Rickera.
10. Tłumienie modelu. Tłumienie Rayleigha. Tłumiące ramki. Tłumienie wewnętrzne. Dynamiczna reakcja modelu. Źródła drgań wewnętrzne i zewnętrzne. Naprężenie a prędkość drgań.
11. Rodzaje elementów strukturalnych. Elementy belkowe. Elementy liniowe. Elementy palowe. Elementy podporowe.
12. Interakcja ośrodek – obiekt.
13. Modelowanie ośrodka dwufazowego.

Practical classes:

1. Podstawy systemu FLAC
2. Wprowadzenie do praktycznych aspektów modelowania numerycznego. Model fizyczny. Model obliczeniowy. Model matematyczny. Kalibracja i skalowanie modelu. Obliczenia i weryfikacja wyników.
3. Podstawy konstrukcji modelu. Projektowanie siatki obliczeniowej. Warunki brzegowe i początkowe. Sposób obliczania naprężenia.
4. Metody analizy wyników obliczeń. Rodzaje naprężeń. Związek naprężenia i odkształcenia. Płaski i przestrzenny stan naprężenia i odkształcenia. Liniowe i nieliniowe zachowanie się ośrodka geologicznego.
5. Podstawowe założenia modelowania w systemie do modelowania numerycznego. Moduły podstawowe i specjalne programowania. Język wewnętrzny – budowa polecenia, przegląd poleceń, biblioteki zagadnień geoinżynierskich, przykłady realizacji zagadnień geodynamicznych. Moduł graficzny systemu do modelowania numerycznego.
9. Proste analizy dynamiczne. Uwarunkowania obliczeń analiz dynamicznych. Efekt wielkości oczka. Efekt ramek modelu i granic materiałowych. Efekt plastyczności materiału. Impuls Rickera.
10. Analiza modeli z tłumieniem. Tłumiące ramki. Tłumienie wewnętrzne. Dynamiczna reakcja modelu. Źródła drgań wewnętrzne i zewnętrzne. Naprężenie a prędkość drgań.
11. Rodzaje elementów strukturalnych. Elementy belkowe. Elementy liniowe. Elementy palowe. Elementy podporowe.
12. Interakcja ośrodek – obiekt.
13. Modelowanie ośrodka dwufazowego.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 115 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 15 h
Realization of independently performed tasks 40 h
Participation in practical classes 30 h
Preparation for classes 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa = 50% kolokwium zaliczeniowe z materiału wykładów + 50% ocena z ćwiczeń

Prerequisites and additional requirements:

Zaliczenie przedmiotu matematyka i geologia ogólna

Recommended literature and teaching resources:

1 Jeager J. C. i Cook N. G. W. 1976: Fundamentals of rock mechanics. Chapman and Hall, London.
2 Jing L., 2003: A review of techniques, advances and outstanding issues in numerical modelling for rock mechanics and rock engineering. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 40 (2003) 283–353
3 Pande G.N., Beer G., Williams J.R.1990: Numerical methods in rock mechanics, Wíley, New York .
4 Podręcznik – FLAC Fast Lagrangian Analysis of Continua, Version 5.0, Itasca Consulting Group, Inc., Minneapolis, Minnesota, USA.
5 Zienkiewicz O., 1972: "Metoda Elementów Skończonych. Wydawnictwo Arkady, Warszawa.

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

udział „praktycznych” punktów ECTS: 2
udział „teoretycznych” punktów ECTS: 2