Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody obliczeniowe i planowanie eksperymentu
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-1-501-n
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Czajka Ireneusz (iczajka@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot daje wiedzę i umiejętności z zakresu klasycznych metod numerycznych i podstaw planowania eksperymentu. Pozwala na samodzielne rozwiązywanie złożonych problemów inżynierskich.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna podstawy planowania eksperymentu MBM1A_W01, MBM1A_W06 Projekt,
Egzamin
M_W002 Zna podstawowe metody numeryczne stosowane do rozwiązywania problemów inżynierskich MBM1A_W01, MBM1A_W06 Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi rozwiązać numerycznie proste problemy inżynierskie MBM1A_U03, MBM1A_U01
M_U002 Umie napisać prosty program implementujący metodę numeryczną MBM1A_U03, MBM1A_U10 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Umie planować zadania by zrealizować projekt w określnym czasie MBM1A_K05, MBM1A_K01 Projekt
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
40 16 8 8 8 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna podstawy planowania eksperymentu + - - + - - - - - - -
M_W002 Zna podstawowe metody numeryczne stosowane do rozwiązywania problemów inżynierskich + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi rozwiązać numerycznie proste problemy inżynierskie - + + - - - - - - - -
M_U002 Umie napisać prosty program implementujący metodę numeryczną - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Umie planować zadania by zrealizować projekt w określnym czasie - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 152 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 40 godz
Przygotowanie do zajęć 40 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (16h):
  1. Wprowadzenie w problematykę metod numerycznych. Błędy. Dokładność obliczeń
  2. Rozwiązywanie równań nieliniowych: metoda iteracji prostej, metoda Newtona, metoda siecznych, regula falsi, metoda bisekcji
  3. Rozwiązywanie układów rownań liniowych i nieliniowych
  4. Całkowanie numeryczne: kwadratury Newtona-Cotesa, kwadratury Gaussa
  5. Różniczkowanie numeryczne
  6. Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych
  7. Interpolacja i aproksymacja
  8. Planowanie eksperymentu
  9. Powierzchnia odpowiedzi i modele zastępcze
  10. Podstawy statystyki, estymacja, hipotezy, rozkłady
Ćwiczenia audytoryjne (8h):
  1. Wprowadzenie w problematykę metod numerycznych. Błędy. Dokładność obliczeń
  2. Rozwiązywanie równań nieliniowych: metoda iteracji prostej, metoda Newtona, metoda siecznych, regula falsi, metoda połowienia
  3. Całkowanie numeryczne: kwadratury Newtona-Cotesa, kwadratury Gaussa
  4. etody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych
  5. Aproksymacja i interpolacja
Ćwiczenia laboratoryjne (8h):
  1. Wprowadzenie do środowiska obliczeniowego MATLAB
  2. Rozwiązywanie równań nieliniowych: metoda iteracji prostej, metoda Newtona, metoda siecznych, regula falsi, metoda połowienia
  3. Całkowanie numeryczne: kwadratury Newtona-Cotesa, kwadratury Gaussa
  4. Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych
  5. Aproksymacja i interpolacja
Ćwiczenia projektowe (8h):
  1. Analiza obiektu z jednym wejściem
  2. Analiza obiektu z wieloma wejściami
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Wykład z dużą interakcją ze słuchaczami wzbogacony prezentacją multimedialną
  • Ćwiczenia audytoryjne: Samodzielne rozwiązywanie problemów pod opieką prowadzącego
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Samodzielne rozwiązywanie problemów związanych z implementacją metod oraz wykorzystywanie zaimplementowanych w pakietach numerycznych metod do rozwiązywania problemów praktycznych
  • Ćwiczenia projektowe: Student samodzielnie rozwiązuje problem związany z przeprowadzeniem eksperymentu i opracowaniem modelu matematycznego badanego układu.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zajęcia laboratoryjne i ćwiczenia audytoryjne zaliczane są na podstawie kolokwium zaliczeniowego i bieżącej aktywności na zajęciach.
Zaliczenie odbywa się najpóźniej ostatniego dnia zajęć w semestrze.
Student ma prawo do jednego terminu zaliczenia poprawkowego w pierwszej części sesji.

Zajęcia projektowe zaliczane są na podstawie sprawozdań i ustnego kolokwium dotyczącego tych projektów.
Student ma prawo do jednego zaliczenia poprawkowego w pierwszej części sesji o ile oddał wszystkie sprawozdania przed końcem zajęć z semestru.

Do egzaminu są dopuszczani studenci, którzy uzyskali pozytywne oceny z zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych, laboratoryjnych i projektowych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia są nieobowiązkowe, chociaż bardzo zwiększają zrozumienie tematu.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia są obowiązkowe
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia są obowiązkowe, student powinien być przygotowany do każdych zajęć.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia są obowiązkowe, student powinien być przygotowany do każdych zajęć.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia arytmetyczna ocen z zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych, laboratoriów i zajęć projekowych, przy czym oceny muszą być pozytywne.
Ocena końcowa jest obliczana jako 60% średniej z zajęć oraz 40% oceny z egzaminu.

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

Student zobowiązany jest samodzielnie uzupełnić braki wynikające z nieobecności na zajęciach.
Każdą nieobecność należy usprawiedliwić.
Nieobecność na 30% zajęć daje uzasadnioną podstawę do przeprowadzenia kolokwium sprawdzającego, czy student osiąga wymagane efekty uczenia się.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student powinien posiadać umiejętność posługiwania się komputerem. Niezbędna jest również wiedza z matematyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

#I. Czajka, A. Gołaś: Inżynierskie metody analizy numerycznej, Wydawnictwa AGH, Kraków 2017

  1. Kincaid D., Cheney W., Analiza numeryczna, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005
  2. Mrozek B., Mrozek Z., Matlab i Simulink. Poradnik użytkownika, Wyd. HELION, Gliwice 2005
  3. Bjorck A., Dahlquist G., Metody nmeryczne, PWN, Warszawa 1987
  4. Legras J., Praktyczne metody analizy numerycznej, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 1975
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  1. Dawid ROMIK, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Badania numeryczne wpływu parametrów konstrukcyjnych wentylatora promieniowego na generowany hałas — [Numerical investigations of the design parameters’ influence on the noise of radial fan] , W: Aktualności inżynierii akustycznej i biomedycznej [Dokument elektroniczny] / red. Katarzyna Suder-Dębska. Monografia Polskiego Towarzystwa Akustycznego. Oddział w Krakowie, vol. 2.
  2. Ireneusz Czajka: Modelowanie zjawisk akustycznych w przepływach aerodynamicznych, Rozprawy i Monografie, Wydawnictwo AGH, Kraków 2019
Informacje dodatkowe:

Brak