Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy systemów modelowań geodynamicznych
Tok studiów:
2015/2016
Kod:
BIT-1-511-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Leśniak Andrzej (lesniak@uci.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Leśniak Andrzej (lesniak@uci.agh.edu.pl)
mgr inż. Krawiec Krzysztof (krzysztof.krawiec@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 Opisać metodologię modelowania numerycznego procesów geodynamicznych, jego matematyczne podstawy oraz zalety i ograniczenia IT1A_W19, IT1A_W08 Kolokwium
M_W002 Zdefiniować podstawowe elementy modelowania numerycznego procesów geodynamicznych wraz ze sposobami ich deklaracji IT1A_W08, IT1A_W13 Kolokwium
M_W003 Rozróżnić i opisać podstawowe etapy realizacji modelowania numerycznego IT1A_W19 Kolokwium,
Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Zaprojektować siatkę obliczeniową oraz wprowadzić warunki brzegowe i początkowe modelu IT1A_U13, IT1A_U05 Kolokwium,
Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Interpretować wyniki modelowania numerycznego zagadnień geodynamicznych. IT1A_U04, IT1A_U03 Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Współpracować w grupie oraz mieć zdolność do wyrażania ocen i opinii na temat otrzymanych wyników obliczeń IT1A_K02, IT1A_K03 Projekt
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
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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 + - - - - - + - - - -
Umiejętności
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. - - - - - - + - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Współpracować w grupie oraz mieć zdolność do wyrażania ocen i opinii na temat otrzymanych wyników obliczeń - - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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.

Zajęcia praktyczne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 115 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 godz
Udział w zajęciach praktycznych 30 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zaliczenie przedmiotu matematyka i geologia ogólna

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

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