Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody numeryczne w modelowaniu procesów odlewniczych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
OKWP-2-111-WP-s
Wydział:
Odlewnictwa
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Wirtualizacja Procesów Odlewniczych
Kierunek:
Komputerowe wspomaganie procesów inżynierskich
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr Żak Paweł (pawelzak@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Studenci poznają proste metody numeryczne oraz przybliżone algorytmy obliczeniowe wraz z ich zastosowaniem w praktyce.

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 Wie na czym polega dyskretyzacja ciągłego zbioru danych. KWP2A_W03, KWP2A_W01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Zna proste metody przybliżonego rozwiązywania zagadnień początkowych i rozumie sposoby ich wyprowadzania. KWP2A_W01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W003 Zna założenia metod różnic skończonych oraz objętości kontrolnych KWP2A_W03, KWP2A_W01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W004 Wie jakie metody numeryczne stanowią podstawy najpopularniejszych programów symulacyjnych KWP2A_W03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Wynik testu zaliczeniowego,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi zastosować rozwinięcie funkcji w szereg Taylora, w celu wyprowadzenia prostych schematów przybliżonego rozwiązywania równań różniczkowych KWP2A_U08, KWP2A_U01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie projektu,
Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium
M_U002 Umie zastosować metodę różnic skończonych do rozwiązywania prostych zagadnień początkowo-brzegowych KWP2A_U02, KWP2A_U08, KWP2A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U003 Potrafi zastosować schematy różnicowe do rozwiązywania problemów początkowych Eulera. KWP2A_U02, KWP2A_U08, KWP2A_U01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie projektu,
Kolokwium
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
30 15 0 15 0 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 Wie na czym polega dyskretyzacja ciągłego zbioru danych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna proste metody przybliżonego rozwiązywania zagadnień początkowych i rozumie sposoby ich wyprowadzania. + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna założenia metod różnic skończonych oraz objętości kontrolnych + - + - - - - - - - -
M_W004 Wie jakie metody numeryczne stanowią podstawy najpopularniejszych programów symulacyjnych + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi zastosować rozwinięcie funkcji w szereg Taylora, w celu wyprowadzenia prostych schematów przybliżonego rozwiązywania równań różniczkowych + - + - - - - - - - -
M_U002 Umie zastosować metodę różnic skończonych do rozwiązywania prostych zagadnień początkowo-brzegowych + - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zastosować schematy różnicowe do rozwiązywania problemów początkowych Eulera. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 58 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 12 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 4 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):
Opis zagadnień poruszanych podczas wykładu.

Podczas wykładu z opisywanego przedmiotu zostaną przedstawione następujące zagadnienia:

  • Informacje wprowadzające.
  • Przegląd literatury.
  • Zagadnienie binarnego sposobu przechowywania danych oraz obliczeń, wynikające z tego błędy reprezentacji danych.
  • Problem początkowy Eulera oraz rozwinięcie funkcji w szereg Taylora.
  • Koncepcja dyskretyzacji ciągłego zbioru danych oraz rozwiązywania zadań “krok po kroku”.
  • Jawny schemat Eulera.
  • Zamknięty schemat Eulera.
  • Schemat Heuna.
  • Przykłady innych schematów uzyskiwanych dzięki rozwinięciu funkcji w szereg Taylora.
  • Schematy różnicowe dla przybliżania pochodnych funkcji.
  • Metoda różnic skończonych.
  • Dyskretyzacja warunków brzegowych w metodzie różnic skończonych.
  • Bilans ciepła przepływającego pomiędzy elementami o skończonej objętości.
  • Metoda objętości skończonych.
  • Przykłady komercyjnych programów stosowanych do symulacji przebiegu procesów odlewniczych wraz z przyporządkowaniem wykorzystywanych metod numerycznych.
  • Podsumowanie przekazywanych informacji.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):
Opis zagadnień poruszanych podczas ćwiczeń laboratoryjnych

Podczas ćwiczeń laboratoryjnych prezentowane będą przykłady praktycznego zastosowania metod i algorytmów prezentowanych podczas wykładu.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Dopuszczenie do egzaminu na podstawie pozytywnej oceny z laboratorium.
Podczas laboratoriów planowanych jest pięć kolokwiów sprawdzających postępy w przyswajaniu kolejnych porcji materiału. Ocena z laboratorium ustalana jest zgodnie ze wzorem:
OL = (k1 + k2 + k3 + k4 + k5)/5, gdzie: k# oznacza ocenę uzyskaną przez studenta podczas kolokwium o numerze #. Nie jest możliwe uzyskanie oceny pozytywnej jeżeli którakolwiek z ocen k# była negatywna. W takim wypadku student ma prawo podejść do kolokwium poprawkowego: w pierwszym terminie zalicza tylko te kolokwia, z których uzyskał oceny negatywne, w kolejnych terminach całość materiału wymaganego do zdobycia zaliczenia laboratoriów.

Egzamin przeprowadzony zostanie w formie ustnej (ocena z egzaminu OE).

Ocena końcowa zostanie ustalona zgodnie ze wzorem:
OK = (OL + 2*OE)/3

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa na podstawie oceny z kolokwium przeprowadzonego w trakcie laboratoriów (OL), kolokwium zaliczeniowego (OKZ) sprawdzającego stopień opanowania pełnej treści modułu oraz za przygotowanie projektu (OP) wyliczana zgodnie ze wzorem:
OK = (1*OL + 3*OKZ + 1*OP)/5,
warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest oddanie projektu w wyznaczonym terminie.

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

W przypadku nieobecności studenta na zajęciach konieczne jest spotkanie podczas konsultacji pracownika dydaktycznego, które ma na celu ocenę powodu nieobecności i określenie sposobu zaliczenia zajęć przez studenta:
- odrobienie zajęć z inną grupą;
- napisanie testu z zagadnień poruszanych na tych laboratoriach;
- kwestia obniżenia oceny z zaliczenia;
- przygotowanie dodatkowego projektu.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Warunkiem przystąpienia do kolokwium zaliczeniowego jest złożenie i uzyskanie pozytywnej oceny z samodzielnie przygotowanego projektu.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J.: Metody numeryczne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne
2. Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flannery B.P.: Numerical recipes in C. The Art of Scientific Computation. Cambridge University Press.
3. B.Mochnacki, J.S. Suchy,Numerical methods in computations of foundry processes, Ed. By Polish Foundrymen’s Technical Association, Krakow
4. E. Majchrzak, B. Mochnacki: Metody numeryczne. Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i algorytmy. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice
5. Andrzej Palczewski: Równania różniczkowe zwyczajne. Wydawnictwo Naukowo – Techniczne.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

www.bg.agh.edu.pl

Informacje dodatkowe:

Brak