Рабочая программа учебной дисциплины «численные методы моделирования процессов и аппаратов промышленной теплоэнергетики»

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

• 
  способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности в процессе изменения социокультурных и социальных условий деятельности (ОК-2);
  
• 
  способностью использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, в управлении коллективом, влиять на формирование целей команды, воздействовать на ее социально-психологический климат в нужном для достижения целей направлении, оценивать качество результатов деятельности (ОК-4);
  
• 
  способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);
  
• 
  способностью использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки (ОК-8);
  
• 
  готовностью вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий, способностью анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК-9).
  
• 
  способностью использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);
  
• 
  способностью находить творческие решения профессиональных задач, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4);
  
• 
  способностью анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);
  
• 
  способностью и готовностью применять современные методы исследования, проводить технические испытания и (или) научные эксперименты, оценивать результаты выполненной работы (ПК-6);
  
• 
  готовностью использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии (ПК-9);
  
• 
  способностью формулировать задания на разработку проектных решений, связанных с модернизацией технологического оборудования, мероприятиями по улучшению эксплуатационных характеристик, повышению экологической безопасности, улучшению условий труда, экономии ресурсов (ПК-10);
  
• 
  способностью к определению показателей технического уровня проектируемых объектов или технологических схем (ПК-11);
  
• 
  готовностью к проведению технических расчетов по проектам, технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектных решений (ПК-13);
  
• 
  готовностью использовать прикладное программное обеспечение для расчета параметров и выбора теплоэнергетического, теплотехнического и теплотехнологического оборудования (ПК-14);
  
• 
  готовностью выбирать серийное и проектировать новое энергетическое, теплотехническое и теплотехнологическое оборудование, системы и сети (ПК-15);
  
• 
  готовностью к определению потребности производства в топливно-энергетических ресурсах, подготовке обоснований технического перевооружения, развития энергохозяйства, реконструкции и модернизации предприятий - источников энергии и систем энергоснабжения (ПК-19);
  
• 
  готовностью к обоснованию мероприятий по экономии энергоресурсов, разработке норм их расхода, расчету потребностей производства в энергоресурсах (ПК-20);
  
• 
  готовностью использовать современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-22);
  
• 
  способностью планировать и ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований, давать практические рекомендации по их внедрению в производство (ПК-23);
  
• 
  способностью к выполнению расчетов с необходимыми обоснованиями мероприятий по экономии энергоресурсов, потребности подразделений предприятия в электрической, тепловой и других видах энергии, участию в разработке норм их расхода, режима работы подразделений предприятия, исходя из их потребностей в энергии (ПК-31);
  

• 
  выработать навыки у студентов самостоятельно формулировать задачи расчета и оптимизации систем и процессов промышленной теплоэнергетики (ПТ);
  
• 
  научиться применять численные методы для решения поставленных задач с целью повышения энергетической эффективности установок ПТ.
  
• 
  познакомить обучающихся с принципами построения численных моделей процессов и систем ПТ, создания системы балансовых уравнений и уравнений процессов, с основами численного решения системы уравнений;
  
• 
  научить мыслить системно на примерах повышения энергетической эффективности объектов ПТ с учетом технологических, экологических и экономических факторов;
  
• 
  научить анализировать существующие системы и их элементы, разрабатывать и внедрять необходимые изменения в их структуре с позиций повышения эффективности и энергосбережения;
  
• 
  дать информацию о новых направлениях в совершенствовании данных систем в отечественной и зарубежной практике, развивать способности объективно оценивать преимущества и недостатки систем и их элементов, как отечественных, так и зарубежных.
  

• 
  познакомить обучающихся с различными программами для построения математических моделей. На примере MathCad, MathLab, Bilder C++ 6.0, программной средой разработки Visual Studio; познакомить с программой ISC Manager для расчета рассеивания вредных выбросов в окружающей среде на базе «Панорама» ГИС Карты 2008.
  
• 
  дать информацию о различных средах и методах моделирования теплоэнергетических процессов
  
• 
  научить анализировать результаты моделирования, производить поиск оптимизационного решения с помощью всевозможных методов
  

• 
  способностью использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);
  
• 
  готовностью использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии (ПК-9);
  
• 
  готовностью использовать прикладное программное обеспечение для расчета параметров и выбора теплоэнергетического, теплотехнического и теплотехнологического оборудования (ПК-14);
  

• 
  находить творческие решения профессиональных задач, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4);
  
• 
  анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);
  
• 
  формулировать задания на разработку проектных решений, связанных с модернизацией технологического оборудования, мероприятиями по улучшению эксплуатационных характеристик, повышению экологической безопасности, улучшению условий труда, экономии ресурсов (ПК-10);
  
• 
  способностью к определению показателей технического уровня проектируемых объектов или технологических схем (ПК-11);
  
• 
  способностью к выполнению расчетов с необходимыми обоснованиями мероприятий по экономии энергоресурсов, потребности подразделений предприятия в электрической, тепловой и других видах энергии, участию в разработке норм их расхода, режима работы подразделений предприятия, исходя из их потребностей в энергии (ПК-31);
  

• 
  способностью и готовностью применять современные методы исследования, проводить технические испытания и (или) научные эксперименты, оценивать результаты выполненной работы (ПК-6);
  
• 
  готовностью к проведению технических расчетов по проектам, технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектных решений (ПК-13);
  
• 
  готовностью выбирать серийное и проектировать новое энергетическое, теплотехническое и теплотехнологическое оборудование, системы и сети (ПК-15);
  
• 
  готовностью к определению потребности производства в топливно-энергетических ресурсах, подготовке обоснований технического перевооружения, развития энергохозяйства, реконструкции и модернизации предприятий - источников энергии и систем энергоснабжения (ПК-19);
  
• 
  готовностью к обоснованию мероприятий по экономии энергоресурсов, разработке норм их расхода, расчету потребностей производства в энергоресурсах (ПК-20);
  
• 
  готовностью использовать современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-22);
  
• 
  способностью планировать и ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований, давать практические рекомендации по их внедрению в производство (ПК-23);
  

• 
  Моделирование газотурбинной установки и котла-утилизатора.
  
• 
  Определение числа оптимизируемых переменных в модели газотурбинной установки.
  
• 
  Моделирование задачи оптимизации газотурбинной установки с котлом-утилизатором по суммарному экономическому критерию при варьировании заданных оптимизационных параметров.
  
• 
  Моделирование задачи оптимизации теплоэнергетической системы при ее проектировании.
  
• 
  Моделирование задачи оптимизации действующей теплоэнергетической системы с распределением ресурсов.
  
• 
  Построение структуры канала для течения жидкости в среде Gambit программного комплекса Fluent.
  
• 
  Построение модели двумерного течения жидкости в канале для решения задачи с помощью программного комплекса Fluent.
  

• 
  Численно моделирование газотурбинной установки и котла-утилизатора с помощью математического пакета Mathcad. Построение графиков зависимости суммарного критерия, включающего в себя затраты на топливо, ущерб от выбросов оксидов азота и парниковых газов, от варьируемого параметра (давление за компрессором, расход топлива в камеру сгорания, доля комбинированной выработки тепловой и электрической энергии) в соответствии с заданным вариантом расчета.
  
• 
  Численно моделирование задачи оптимизации теплоэнергетической установки. Отладка и проведение оптимизационных расчетов в соответствии с заданным критерием оптимизации и оптимизируемыми параметрами.
  
• 
  Численно моделирование задачи оптимизации газотурбинной установки с котлом-утилизатором по суммарному экономическому критерию при варьировании заданных оптимизационных параметров.
  
• 
  Проведение оптимизационных расчетов с помощью программно-информационной системы «ОптиМет» для заданного варианта энерготехнологической системы металлургического комбината.
  
• 
  Численное моделирование двумерного течения жидкости в канале с помощью программного комплекса Fluent.
  

1. 
   Султангузин И.А., Яворовский Ю.В. Математическое моделирование и оптимизация промышленных теплоэнергетических систем: Учебное пособие. - М.: Издательство МЭИ, 2009. – 92 с. 7 п.л.
   
2. 
   Спирин Н.А., Швыдкий В.С., Лобанов В.И., Лавров В.В. Введение в системный анализ теплофизических процессов металлургии. – Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. техн. ун-та, 1999. - 205 с.
   
3. 
   Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов и инженеров: русская версия. - С.Петербург: БХВ-Петербург, 2009. – 512 с.
   
4. 
   Бахвалов Н.С., Жидков Н.М., Кобельков Г.М. Численные методы: Учебное пособие – М.: Издательство Московского Университета, 2003. – 632 с.
   
5. 
   Э.Д. Сергиевский, Е.В. Овчинников, А.Н. Крылов Применение комплекса численного моделирования Fluent для задач промышленной теплоэнергетики: Учебное пособие. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 79 с. 5 п.л.
   

1. 
   Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. – М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995. – 384 с.
   
2. 
   Зорин В.М. Исследование и математическое моделирование АЭС на основе системного подхода. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 88 с.
   
3. 
   Архангельский А.Я. Программирование в С++ Builder 6. – М.: Издательство БИНОМ, - 2003. – 1152 с.
   
4. 
   Тимофеев В.В. Язык С/С++. Программирование в среде С++ Builder 5. – М.: Издательство БИНОМ, - 2000. – 368 с.
   
5. 
   Шилдт, Герберт. Полный справочник по C#.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. - 752 с. : ил. – Парал. тит. англ.