Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Computer methods in construction and geotechnics
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GBUD-2-104-GE-s
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Geotechnical Engineering and Underground Construction
Kierunek:
Budownictwo
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Cieślik Jerzy (jerzy.cieslik@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Selected problems of numerical simulations

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 The student has knowledge of the formulation and application of FEM to solve problems of structural mechanics and continuous media BUD2A_W06, BUD2A_W04 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
M_W002 The student understands and can apply computer technology currently used in engineering practice to solve complex problems of structural mechanics, soil mechanics, rock mechanics BUD2A_W03 Wykonanie projektu,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 The student is able to write basic computational procedures in FEM for structural mechanics in the Matlab environment BUD2A_U01 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
M_U002 The student can use computational programs to solve problems in the field of structural mechanics, soil mechanics, rock mechanics BUD2A_U01 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 The student is aware of the scope of their current knowledge and understands the need for constant self-education and self-development BUD2A_K01 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
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
45 15 0 15 15 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 The student has knowledge of the formulation and application of FEM to solve problems of structural mechanics and continuous media + - + + - - - - - - -
M_W002 The student understands and can apply computer technology currently used in engineering practice to solve complex problems of structural mechanics, soil mechanics, rock mechanics + - + + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 The student is able to write basic computational procedures in FEM for structural mechanics in the Matlab environment + - - + - - - - - - -
M_U002 The student can use computational programs to solve problems in the field of structural mechanics, soil mechanics, rock mechanics + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 The student is aware of the scope of their current knowledge and understands the need for constant self-education and self-development + - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 80 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

General characteristics of numerical and computational methods, Finite Element Method (FEM), Finite Difference Method (FDM). Various concepts and formulations in FEM. Algorithm for solving problems of linear static’s in FEM. Description of selected finite elements (shape function, stiffness matrix) for one-dimensional structural elements, rod, bar, frame. Stiffness matrices of selected elements, both flat and 3D, formulation. Methods for solving systems of algebraic equations. FEM algorithm for non-linear problems. Selected issues of elasticity, plasticity and thermal conductivity. Evaluation of results, the reliability of models and the accuracy of calculation with computer methods.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

One-, two-dimensional and three-dimensional problems of the theory of elasticity, verification and accuracy of solutions using methods computing, adaptive techniques used to improve the accuracy of solutions. Thermal stresses in steady state. Elastic -plastic bending of beams. Limit load of the soil foundation. Beam and shell as elements of structural reinforcement of the rock and soil formations and the way to ensure the functionality of a tunnel in plastic media. Problems are solved using the FEM package ABAQUS

Ćwiczenia projektowe (15h):

Implementation of FEM in Matlab for selected types of structures in static analysis. Designing a calculation program for rod systems, flat truss, cantilever beams, flat frame and 2D continua.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: The content presented at the lectures is provided in the form of a multimedia presentation in combination with a classical lecture panel enriched with demonstrations relating to the issues presented.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: During laboratory classes, students independently solve a practical problem, choosing the right tools. The leader stimulates the group to consider the problem deeply, so that the obtained results have a high substantive value.
  • Ćwiczenia projektowe: Students carry out the project on their own without major intervention. This is to create a sense of responsibility for group work and responsibility for making decisions.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Completion of laboratory exercises is based on the implementation and obtaining a positive grade from all laboratory classes / exercises. Completion of laboratory exercises may take place in the form of an oral or written statement in the form of a colloquium.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Students participate in classes learning further content of teaching according to the syllabus of the subject. Students should constantly ask questions and explain doubts. Audiovisual recording of the lectures is not allowed and requires the teacher's consent.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Students perform laboratory exercises in accordance with materials provided by the teacher. The student is obliged to prepare for the subject of the exercise, which can be verified in an oral or written test. Completion of classes is achieved on the basis of presenting a solution to the problem. Completion of the module is possible after completing all laboratory classes.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Students perform practical work aimed at obtaining competences assumed by the syllabus. The project implementation method and the final result are subject to evaluation
Sposób obliczania oceny końcowej:

The final grade is a average rating of the project classes and laboratory exercises

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

Adjustment of arrears resulting from the student’s absence may take place in the form of participation in classes of other classes, with the consent of both lecturers, provided that the same issue is realized.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

-

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

(1) Logan D. L. A first course in the finite element method, PWS-KENT Publishing Company, 1986, (2) O.C. Zienkiewicz; R.L.Taylor, Finite Element Method, Elsevier 2000, (3) Bathe K. J., Finite Element Procedures, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996, (4) Bhatti A., Fundamental finite element analysis and applications with Mathematica and Matlab computations, Wiley&Sons 2005, (5) Kwon Y.W., Bang H., The Finite element Method using Matlab, Second Edition, CRC Press, Boca Raton FL, 2000, (6) EA de Souza Neto, Petrić D., Owen DRJ., Computational Methods for Plasticity, Theory and Applications, Wiley 2008

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Analysis of stability conditions of the selected caverns in the salt mine “Wieliczka” basing on 3D numerical calculations / Jerzy CIEŚLIK, Jerzy FLISIAK, Antoni TAJDUŚ // Budownictwo Górnicze i Tunelowe ; ISSN 1234-5342. — 2010 R. 16 nr 3, s. 25–36
Stability analysis of selected KS Wieliczka caverns with 3D numerical calculations / Jerzy CIEŚLIK, Jerzy FLISIAK, Antoni TAJDUŚ // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN 1732-6702. — Tyt. poprz.: Górnictwo (Kraków). — 2009 R. 33 z. 3/1 s. 91–103.
Highly jointed rock modelling applied to Swinna Poreba hydrotechnical power tunnel / J. CIEŚLIK, J. JAKUBOWSKI, A. TAJDUŚ Rock mechanics : a challenge for society : proceedings of the ISRM regional symposium : EUROCK 2001 : Espoo Finland 4–7 June 2001 / eds.
Jointed material applied in hydrotechnical power tunnel modelling / J. CIEŚLIK, J. JAKUBOWSKI ABAQUS : users’ conference : May 30–June 1, 2001 Maastricht, The Netherlands : proceedings. — [S.l. : s. n., 2001]. — S. 131–140. — s. 136
Application of some FEM and BEM models to the modeling of tunnel cross section deformation in highly jointed rock / Jerzy CIEŚLIK, Jacek JAKUBOWSKI, Antoni TAJDUŚ Mining geotechnics and underground building : XXIV 24th Winter School of Rock Mechanics : Lądek Zdrój, 12–16 marca 2001

Informacje dodatkowe:

-