Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Open Source CAE rools
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-112-II-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Informatyka w inżynierii mechanicznej
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Czajka Ireneusz (iczajka@agh.edu.pl)
Module summary

Student nauczy się przygotowywać modele i przeprowadzać analizy numeryczne za pomocą otwartego oprogramowania. Student podniesie umiejętności prezentowania wyników swojej pracy.

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: is able to
M_K001 Dokonać podziału zadań i zrealizować złożony projekt w kilkuosobowym zespole projektowym MBM2A_K06, MBM2A_K03 Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 Wykorzystać narzędzia OpenSource do modelowania geometrycznego MBM2A_U02, MBM2A_U20, MBM2A_U18, MBM2A_U03 Activity during classes
M_U002 Posłużyć oprogramowaniem z otwartymi źródłami do generowania siatek obliczeniowych MBM2A_U18, MBM2A_U14 Completion of laboratory classes
M_U003 Zmodyfikować źródła programu lub posłużyć się językiem skryptowym by dodać potrzebną funkcjonalność MBM2A_U16, MBM2A_U09, MBM2A_U03 Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Jak Rozwiązać równania różniczkowe opisujące zjawiska fizyczne przy pomocy otwartego oprogramowani MBM2A_W12, MBM2A_W05, MBM2A_W04 Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
28 14 0 0 0 0 14 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Dokonać podziału zadań i zrealizować złożony projekt w kilkuosobowym zespole projektowym - - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Wykorzystać narzędzia OpenSource do modelowania geometrycznego + - - - - + - - - - -
M_U002 Posłużyć oprogramowaniem z otwartymi źródłami do generowania siatek obliczeniowych + - - - - + - - - - -
M_U003 Zmodyfikować źródła programu lub posłużyć się językiem skryptowym by dodać potrzebną funkcjonalność + - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Jak Rozwiązać równania różniczkowe opisujące zjawiska fizyczne przy pomocy otwartego oprogramowani + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 75 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 25 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (14h):
  1. OpenSource toolchain for mathematical modeling.

    Selected tools for various parts of mathematical modeling process

  2. Opensource toolchain for geometrical modeling.

    Selected tools for various parts of geometrical modeling process

  3. Selected OpenSource software CAE environments

    CAE environments like Salome

Seminar classes (14h):
  1. Installation of selected software packages.

    Latex and Sage, Salome, Code Aster, OpenFOAM, FreeCAD installation process

  2. Report generation with LaTeX and Sage.

    Example reports generated by LaTeX, Sage and Octave.

  3. Salome as CAD and CAE environment.

    Examples of use of the Salome environment

  4. Salome, Code Ater, OpenFoam integration.

    Salome as Integrated Environment for numerical simulations

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zajęcia seminaryjne zaliczane są na podstawie obecności i przedstawionej prezentacji wyników swojej pracy. Bardzo cenna jest aktywność polegająca na zadawaniu przemyślanych pytań.

Zaliczenie odbywa się najpóźniej ostatniego dnia zajęć w semestrze.

Student ma prawo do jednego terminu zaliczenia poprawkowego w pierwszej części sesji.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Ocenę końcową stanowi ocena z seminarium zmodyfikowana w trakcie rozmowy dotyczącej zrealizowanych projektów

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Student ma obowiązek zapoznać się z wynikami prac prezentowanymi podczas jego nieobecności.
Nieobecność na 30% zajęć daje podstawę do wątpliwości dotyczących uzyskania założonych efektów uczenia się, co może wymagać sprawdzenia za pomocą kolokwium ustnego lub pisemnego.

Prerequisites and additional requirements:

Zalecana umiejętność pracy w środowisku Linux. Wymagane środowisko do uruchamiania maszyn wirtualnych w formacie vmware.

Recommended literature and teaching resources:
  1. Czajka I., Gołaś A. Inżynierskie metody analizy numerycznej i planowanie eksperymentu, Wydawnictwa AGH, Kraków 2017
  2. Kincaid D., Cheney W., Analiza numeryczna , Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005
  3. Mrozek B., Mrozek Z., Matlab i Simulink. Poradnik użytkownika , Wyd. HELION, Gliwice 2005
  4. Bjorck A., Dahlquist G., Metody nmeryczne , PWN, Warszawa 1987
  5. Legras J., Praktyczne metody analizy numerycznej, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa
    1975
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Dawid ROMIK, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Badania numeryczne wpływu parametrów konstrukcyjnych wentylatora promieniowego na generowany hałas, W: Aktualności inżynierii akustycznej i biomedycznej, red. Katarzyna Suder-Dębska. Polskie Towarzystwo Akustyczne. Oddział w Krakowie, 2018.

Dawid ROMIK, Ireneusz CZAJKA, Andrzej GOŁAŚ: Badania numeryczne wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych na hałas aerodynamiczny wentylatora promieniowego, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Kraków 2016

Konrad JAROSZ, Ireneusz CZAJKA, Andrzej GOŁAŚ: Implementation of Ffowcs Williams and Hawkings aeroacoustic analogy in OpenFOAM, W: Vibrations in physical systems XXVII symposium Bedlewo (near Poznan), May 9–13, 2016, red. Czesław Cempel, Marian W. Dobry, Tomasz Stręk, Poznań University of Technology 2016.

Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Modelling of acoustical wind turbine emission, W: Energetyka i ochrona środowiska, red. t. Marian Banaś. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Monografie / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, nr 61, Kraków 2013

Mateusz CZECHOWSKI, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA, Andrzej GOŁAŚ: Modelling of an aerodynamic noise generated by the aircraft engine turbine wreath, W: 7th forum acusticum 2014, 61st open seminar on acoustics, Polish Acoustical Society, Kraków, 7–12.09.2014

Ireneusz CZAJKA, Konrad Jarosz, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Modelling of an aerodynamic noise of a horizontal axis wind turbine using ANSYS/Fluent and OpenFOAM packages, W: 7th forum acusticum 2014, 61st open seminar on acoustics, Polish Acoustical Society, Kraków, 7–12.09.2014

Mateusz CZECHOWSKI, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Numeryczne badanie wrażliwości pola akustycznego w pomieszczeniu na zmianę warunków brzegowych, W: XX Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej, Kraków–Zakopane, 15–19 kwietnia 2013

Ireneusz CZAJKA: O wykorzystaniu płaskich modeli wentylatorów promieniowych do projektowania i optymalizacji, W: Zagadnienia budowy i eksploatacji wentylatorów, red. t. Marian Banaś. Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, Kraków 2016.

M. PLUTA, B. BORKOWSKI, I. CZAJKA, K. SUDER-DĘBSKA: Sound synthesis using physical modeling on heterogeneous computing platforms, Acta Physica Polonica A, Warszawa 2015

Additional information:

None