Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody optymalizacji eksperymentów numerycznych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-111-II-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Informatyka w inżynierii mechanicznej
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Wołoszyn Jerzy (jwoloszy@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach modułu przedstawiane są podstawowe jak i zaawansowane metody planowania eksperymentów komputerowych, aproksymacji wyników obliczeń, analizy wrażliwości oraz optymalizacji. Zajęcia prowadzone są w pakietach ANSYS WB, MATLAB oraz PYTHON.

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 ma wiedzę z zakresu metod planowania eksperymentów numerycznych MBM2A_W05, MBM2A_W03, MBM2A_W02 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin
M_W002 posiada wiedzę związaną z optymalizacją jedno i wielokryterialną MBM2A_W03, MBM2A_W02 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 posiada umiejętność planowania eksperymentów numerycznych i optymalizacji MBM2A_U10, MBM2A_U20, MBM2A_U18, MBM2A_U21, MBM2A_U05, MBM2A_U03 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 ma potrzebę ciągłego dokształcania się, potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy MBM2A_K02 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin
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 14 0 26 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 ma wiedzę z zakresu metod planowania eksperymentów numerycznych + - + - - - - - - - -
M_W002 posiada wiedzę związaną z optymalizacją jedno i wielokryterialną + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 posiada umiejętność planowania eksperymentów numerycznych i optymalizacji - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 ma potrzebę ciągłego dokształcania się, potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 107 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 40 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Pojęcie i rola eksperymentów numerycznych
  2. Metody analizy wrażliwości
  3. Podstawy planowania eksperymentu, charakterystyka obiektu badań, metoda analizy regresji
  4. Metody planowania eksperymentów numerycznych
  5. Plany doświadczeń czynnikowych na dwóch i trzech poziomach
  6. Plany wielopoziomowe – kompozycyjne
  7. Plany optymalne – podstawowe założenia i kryteria optymalności
  8. Zaawansowane algorytmy aproksymacji wyników oblczeń numerycznych
  9. Metody optymalizacji jedno i wielokryterialne
  10. Metody analizy wrażliwości
Ćwiczenia laboratoryjne (26h):
  1. Wprowadzenie do planowania eksperymentów w pakiecie ANSYS i MATLAB
  2. Planowanie eksperymentów z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS Workbench, Matlab, Python
  3. Badanie wrażliwości i istotności parametrów modelu z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS Workbench, Matlab, Python
  4. Przeprowadzenie optymalizacji wielokryterialnej z wykorzystaniem pakietu ANSYS Workbench, Matlab, Python
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci poznają odpowiednie metody i narzędzia informatyczne na podstawie przykładów następnie samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny. 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:

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczenie kolokwium końcowego na ocenę pozytywną. Dodatkowo konieczne jest zaliczenie zadań umieszczonych na platformie AGH UPEL.

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 poprzez platformę AGH UPEL. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej, pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Dodatkowo na platformie AGH UPEL umieszczone są zadania sprawdzające opanowanie poszczególnych bloków tematycznych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest średnią ważoną ocen z egzaminu 60% i ćwiczeń laboratoryjnych 40%.

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

Zaległości powstałe wskutek nieobecności studenta na laboratoriach nadrabiane są przez studenta indywidualnie, co sprawdzane jest poprzez rozwiązanie dodatkowych zadań.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student powinien posiadać ogólną wiedzę z matematyki oraz inżynierii mechanicznej, umiejętnością dodatkową jest posługiwanie się środowiskiem inżynierskim ANSYS Workbench oraz MATLAB/GNU Octave lub Python.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Kazimierz Mańczak. Technika Planowania Eksperymentu. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1976.
2. Kazimierz Mańczak. Metody Identyfikacji Wielowymiarowych Obiektów Sterowania. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, wydanie wyd. 2 częściowo zm., 1979.
3. Montgomery, D.C., Design and Analysis of Simulation Experiments (Wiley), 2009.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Global sensitivity analysis of borehole thermal energy storage efficiency on the heat exchanger arrangement / Jerzy WOŁOSZYN // Energy Conversion and Management ; ISSN 0196-8904. — 2018 vol. 166, s. 106–119.

Badanie wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych i materiałowych na głębokość otworowego wymiennika ciepła — Research the influence of several designs and material parameters of calculated borehole heat exchanger depth / Jerzy WOŁOSZYN // Modelowanie Inżynierskie / Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej ; ISSN 1896-771X. — 2016 t. 27 nr 58, s. 139–144.

Sensitivity analysis of efficiency thermal energy storage on selected rock mass and grout parameters using design of experiment method / Jerzy WOŁOSZYN, Andrzej GOŁAŚ // Energy Conversion and Management ; ISSN 0196-8904. — 2014 vol. 87, s. 1297–1304. — Bibliogr. s. 1304, Abstr.. — tekst: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S019689041400260X/pdfft?md5=04b9fc98a5dbc79e5bf809614300fbd8&pid=1-s2.0-S019689041400260X-main.pdf

Influence of several designs and material parameters on borehole heat exchanger efficiency / Jerzy WOŁOSZYN, Andrzej GOŁAŚ // W: ENTECH’14 : Energy Technologies conference : December 22–24, 2014, Yildiz : proceedings / ed. Ahmet Selim Dalkiliç. — Istanbul : DAKAM Publishing, 2014. — ISBN: 978-605-5120-98-6. — S. 123–135. — Bibliogr. s. 135,

Sensitivity analysis of ground source heat pump performance on selected soil and operating parameters / Jerzy WOŁOSZYN, Andrzej GOŁAŚ // W: SGEM 2015 : 15\textsuperscript{th} international multidisciplinary scientific geoconference : energy and clean technologies : nuclear technologies, renewable energy sources and clean technologies, recycling, air pollution and climate change : 18–24, June, 2015 Albena, Bulgaria : conference proceedings. — Sofia : STEF92 Technology Ltd., cop. 2015. — (International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM ; ISSN 1314-2704). — ISBN: 978-619-7105-38-4. — S. 511–518. — Bibliogr. s. 518,

Informacje dodatkowe:

Brak