Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Zaawansowane metody obliczeń w inżynierii
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MIS-1-706-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
7
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Milenin Andriy (milenin@metal.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Milenin Andriy (milenin@metal.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 Podstawowe zasady wykorzystania MES w zagadnieniach teorii sprężystości. IS1A_W03 Egzamin
M_W002 Zna podstawowe zasady wykorzystania MES w zagadnieniach teorii płynów nieściśliwych (teorii plastycznego płynięcia). IS1A_W03 Egzamin
M_W003 Podstawy metody elementów brzegowych. IS1A_W03 Egzamin
Umiejętności
M_U001 Potrafi napisać prosty program do rozwiązania dwuwymiarowego zadania wymiany ciepła IS1A_W03 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie
M_U004 Potrafi napisać prosty program do rozwiązania dwuwymiarowego zadania teorii sprężystości IS1A_U06, IS1A_W03, IS1A_U16 Sprawozdanie,
Egzamin
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 Podstawowe zasady wykorzystania MES w zagadnieniach teorii sprężystości. + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna podstawowe zasady wykorzystania MES w zagadnieniach teorii płynów nieściśliwych (teorii plastycznego płynięcia). + - - - - - - - - - -
M_W003 Podstawy metody elementów brzegowych. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi napisać prosty program do rozwiązania dwuwymiarowego zadania wymiany ciepła - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi napisać prosty program do rozwiązania dwuwymiarowego zadania teorii sprężystości - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. Zaawansowane zagadnienia z zakresu metody elementów skończonych.

    Zaawansowane zagadnienia z zakresu metody elementów skończonych. Rozwiązanie stacjonarnych i niestacjonarnych zadań, w których niewiadomą jest funkcja skalarna.

  2. Struktura kodu MES

    Struktura kodu MES do rozwiązania dwuwymiarowego nieustalonego zadania przepływu ciepła.

  3. Zagadnienie teorii sprężystości dla zadania trójwymiarowego.

    Zaawansowane zagadnienia z zakresu metody elementów skończonych. Rozwiązanie zadań, w których niewiadomą jest funkcja wektorowa. Zagadnienie teorii sprężystości dla zadania trójwymiarowego.

  4. Osobliwości wykorzystania elementów wyższego rzędu.

    Osobliwości wykorzystania elementów wyższego rzędu. Przekształcenie izoparametryczne, calkowanie numeryczne, funkcji kształtu. Przykład oprogramowania.

  5. Równania MES dla teorii plastycznego płynięcia w formie macierzowej.

    Równania MES dla teorii plastycznego płynięcia w formie macierzowej. Wariacyjne sformułowanie. Warunek nieściśliwości. Matryca sztywności.

  6. Osobliwości wykorzystania elementów wyższego rzędu w zadaniach teorii plastycznego płynięcia nieściśliwych materiałów.

    Osobliwości wykorzystania elementów wyższego rzędu w zadaniach teorii plastycznego płynięcia nieściśliwych materiałów. Pojęcie blokady objętości (locking). Stabilne i niestabilne elementy przy rozwiązania zadani teorii plastycznego płynięcia.

  7. Przykład oprogramowania do modelowania za pomocą MES zadania spęczania próbki

    Przykład oprogramowania do modelowania za pomocą MES zadania spęczania próbki z nieściśliwego materiału.

  8. Trudnosci modelowania MES zagadnień teorii plastycznego płynięcia

    Problemy z ograniczeniami, nieściśliwość, metoda mnożnika Lagrange’a, funkcji kary i metoda mieszana.

  9. Metoda XFEM

    Cele XFEM. Idea i algorytm.

  10. Uwzględnienie tarcia w MES

    Uwzględnienie tarcia za pomocą metody funkcji kary w zadaniach teorii plastycznego płynięcia.

  11. Metoda elementów brzegowych.

    Metoda elementów brzegowych. Fundamentalne rozwiązania zadań teorii sprężystości.

  12. Idea metody MEB.

    Idea metody MEB. Modelowanie procesu spęczania próbki z materiału liniowo- lepkiego.

  13. Bezpośrednia metoda MEB.

    Bezpośrednia metoda MEB. Układ równań MEB.

  14. Wyznaczenie niewiadomych w punktach wewnętrznych.

    Wyznaczenie niewiadomych w punktach wewnętrznych. Twierdzenie Somiliany.

  15. Przykład oprogramowania MEB.

    Przykład oprogramowania MEB. Struktura danych. Układ równań.

Ćwiczenia laboratoryjne:

Napisanie kodu MES i modelowanie nagrzewania (chłodzenia) ciała, zadanie 2d. (10)

Napisanie kodu MES i modelowanie procesu spęczania próbki w stanie sprężystym. (10)

Napisanie kodu MES i modelowanie procesu spęczania próbki z materiału nieściśliwego. (10)

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 132 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa = 0.4*Ocena z zaliczenia+0.6*Ocena z egzaminu

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Kleiber M. Komputerowe metody mechaniki ciał stałych, PWN, Warszawa 1995
2. O.C.Zienkiewicz, R.Taylor, The Finite Element Method: I Basis, II Solid Mechanics, III Fluid Dynamics.
3. A.Milenin Podstawy metody elementów skończonych, Wydawnictwa AGH, 2010.
4. K.J. Bathe, Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice Hall Inc.
5. A.A.BECKER The Boundary Element Method in Engineering
6. http://www.boundary-element-method.com/
7. Trevelyan J. Boundary Elements for Engineers (Theory and Applications): Computational Mechanics Publications, 1994 – 228 p.
8. S.L.Crouch and A.M.Starfield Boundary element methods in solid mechanics, George Allen & Unwin, London, 1983. 322 p.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. FEM-BEM code for the multiscale modeling and computer aided design of wire drawing technology for magnesium alloys / Andrzej MILENIN, Piotr KUSTRA, Dorota BYRSKA-WÓJCIK // Advanced Engineering Materials ; ISSN 1438-1656. — 2014 vol. 16 iss. 2, s. 202–210. — Bibliogr. s. 209–210
2. The multi-scale physical and numerical modelling of fracture phenomena in the MgCa0.8 alloy / A. MILENIN, D. J. BYRSKA, O. Grydin // Computers & Structures ; ISSN 0045-7949. — 2011 vol. 89 spec. iss. 11–12, s. 1038–1049
3. Comparative analysis of ventricular assist devices (POLVAD and POLVAD_EXT) based on multiscale FEM model / Andrzej MILENIN, Magdalena KOPERNIK // Acta of Bioengineering and Biomechanics ; ISSN 1509-409X. — 2011 vol. 13 no. 2, s. 13–23. — Bibliogr. s. 22-23. — tekst: http://www.actabio.pwr.wroc.pl/Vol13No2/2.pdf

Informacje dodatkowe:

Brak