Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Advanced materials modeling
Course of study:
2017/2018
Code:
CIM-2-104-FM-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Functional Materials
Field of study:
Materials Science
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
English
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Filipek Robert (rof@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Filipek Robert (rof@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Lech Ryszard (lech@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 Rozumie znaczenie wpływu inżynierii materiałowej na rozwój nowoczesnych technologii. Rozumie potrzebę dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i społecznych IM2A_K08, IM2A_K06 Activity during classes,
Examination,
Test,
Scientific paper,
Completion of laboratory classes
Skills
M_U001 Potrafi komunikować się w języku matematyki ze specjalistami z różnych dziedzin, w tym także z przemysłu. IM2A_U14 Activity during classes,
Examination,
Test,
Scientific paper,
Involvement in teamwork
Knowledge
M_W001 Ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki wyższej obejmującą: m.in. równania różniczkowe zwyczaje i cząstkowe, istnienie i jednoznaczność problemów początkowych, brzegowych oraz początkowo-brzegowych, zagadnienia optymalizacji oraz metody ich rozwiązywania IM2A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Scientific paper
M_W002 Ma wiedzę nt. technik i narzędzi programowania z wykorzystaniem programowania równoległego, wykorzystania maszyn wieloprocesorowych, klastrów obliczeniowych i innych zaawansowanych technik obliczeniowych. Ma poszerzoną wiedzę w zakresie metod obliczeniowych i narzędzi informatycznych niezbędnych do projektowania materiałów i modelowania procesów. IM2A_W13, IM2A_W12 Activity during classes,
Examination,
Test,
Scientific paper
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 Rozumie znaczenie wpływu inżynierii materiałowej na rozwój nowoczesnych technologii. Rozumie potrzebę dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i społecznych + - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi komunikować się w języku matematyki ze specjalistami z różnych dziedzin, w tym także z przemysłu. + - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki wyższej obejmującą: m.in. równania różniczkowe zwyczaje i cząstkowe, istnienie i jednoznaczność problemów początkowych, brzegowych oraz początkowo-brzegowych, zagadnienia optymalizacji oraz metody ich rozwiązywania + - - - - + - - - - -
M_W002 Ma wiedzę nt. technik i narzędzi programowania z wykorzystaniem programowania równoległego, wykorzystania maszyn wieloprocesorowych, klastrów obliczeniowych i innych zaawansowanych technik obliczeniowych. Ma poszerzoną wiedzę w zakresie metod obliczeniowych i narzędzi informatycznych niezbędnych do projektowania materiałów i modelowania procesów. + - - - - + - - - - -
Module content
Lectures:

Modelowanie geometrii wyrobów:
- Podstawowe zasady modelowania bryłowego. Powstawanie modeli bryłowych.
- Modelowanie hybrydowe – połączenie modelowania powierzchniowego i bryłowego.
- Podstawowe zasady tworzenia złożeń, stosowania relacji oraz więzów jak również odbierania stopni swobody współpracujących ze sobą elementów.
- Podstawy tworzenia i formatowania wyglądu własnego dokumentu 2D. Przykłady wykonania dokumentacji 2D na podstawie istniejącego modelu 3D.

Modelowanie procesów:
- Modelowanie i optymalizacja procesu przepływu ciepła w materiałach wielofazowych.
- Modelowanie przepływów laminarnych i turbulentnych
- Sformułowanie modelu. Warunki początkowe i brzegowe. Rozwiązania stacjonarne i ewolucyjne.
- Metody numerycznego rozwiązywania. Specjalistyczne oprogramowanie.
- Techniki i narzędzia programowania z wykorzystaniem programowania równoległego.
- Wykorzystanie maszyn wieloprocesorowych, klastrów obliczeniowych i zaawansowanych technik obliczeniowych do rozwiązywania problemów.
- Zagadnienia odwrotne i optymalizacja procesów.
- Metody i narzędzia optymalizacji.

Seminar classes:

Prezentacje studentów – zilustrowanie na przykładach zagadnień omówionych na wykładzie z zakresu modelowania geometrii wyrobów (na przykładzie oprogramowania SolidWorks) oraz modelowania procesów transportu ciepła i przepływów laminarnych i turbulentnych z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS Fluent. Omówienie wybranych metod numerycznych.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 60 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Examination or Final test 2 h
Realization of independently performed tasks 8 h
Participation in lectures 15 h
Participation in seminar classes 15 h
Preparation for classes 10 h
Contact hours 5 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 5 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Podstawą oceny przedmiotu jest średnia ocena z egzaminu i seminarium z następującymi wagami: 0.6 i 0.4. Ocena z seminarium uwzględnia: wyniki kolokwiów, ocenę z prezentacji oraz ocenę za aktywność studenta na zajęciach.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

1. M. Rappaz, M. Bellet, M. Deville, Numerical Modeling In Materials Science and Engineering, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003
2. R.L. Burden, J.D. Faires, Numerical Analysis third edition, Prindle, Weber & Schmidt, Boston 1988.
3. R. Barret, M. Berry, T.F. Chan, J. Demmel, J.M. Donato, J. Dongarra, V. Eijkhout, R. Pozo, Ch. Romine, H. Vorst, Templates for the Solution of Linear Systems: Buildind Blocks for Iterative Methods, http://www.netlib.org:templates/templates/Templates.html.
4. P. Šolin, Partial Differential Equations and Finite Element Method, Wiley-Interscience, 2006.
5. P. A. Nikrityuk, Computational Thermo-Fluid Dynamics, in Materials Science and Engineering,Wiley-VCH 2011.
6. E.B. Tadmor, R.E. Miller, R.S. Elliott, MContinuum Mechanics and Thermodynamics: From Fundamental Concepts to Governing Equations, Cambridge University Press 2012.
7. Specialized Journals in the field of materials technology and modelling.

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None