Раздел 1. Введение. Цель, задачи и содержание дисциплины. Ее место и роль среди других наук и в подготовке специалиста. Комплексный характер дисциплины: психологические возможности человека, социальные, экологические, технологические, правовые и международные аспекты. Основные понятия науки о безопасности жизнедеятельности. Проблема обеспечения безопасности человека в системе «человек - среда обитания». Опасные и вредные факторы производственной среды. Физические, химические, биологические и психофизиологические опасности.
Условия обеспечения безопасности и здоровья человеку на производстве и в быту (безопасное технологическое оборудование, безопасные рабочие места, правовое и организационное регулирование труда).
Раздел 2. Комфортные и допустимые условия жизнедеятельности. Микроклимат и воздушная среда рабочей зоны. Влияние микроклимата на работоспособность человека. Нормирование параметров микроклимата в конкретном производстве. Тепловые излучения и влияние их на организм человека. Нормирование тепловых излучений. Адаптация и акклиматизация в условиях перегревания и переохлаждения. Действие вредных веществ на организм человека в конкретном производстве. Нормирование концентрации вредных веществ в воздушной среде рабочей зоны. Методы контроля состояния воздушной среды. Производственное освещение. Характеристика электрических источников света и осветительных приборов. Естественное и совмещенное освещение в производственных цехах. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Естественная и механическая вентиляция. Производственный шум. Источники шума и шумовые характеристики в конкретном производстве. Производственная вибрация. Физические характеристики и измерение вибраций в конкретном производстве. Характеристика и опасность совместного воздействия вибраций, шума, ультразвука и инфразвука.
Раздел 3. Электробезопасность. Действие электрического тока на организм человека. Опасность поражения в различных электрических сетях. Заземление и зануление. Классификация помещений по электробезопасности. Квалификационные группы персонала по электробезопасности. Напряжение шага, прикосновения. Защитные меры в электроустановках. Защитные средства, применяемые в электроустановках. Защитная изоляция: виды, роль в обеспечении электробезопасности, критические параметры. Защита от статического электричества. Организационные и технические мероприятия при эксплуатации электроустановок. Средства индивидуальной защиты.
Раздел 4. Радиационная безопасность. Основные понятия, определения, единицы измерения в области радиационной безопасности. Фоновое облучение человека. Нормирование ионизирующих излучений. Защита от воздействия ионизирующего излучения на производстве. Средства индивидуальной защиты.
Защита от лазерных излучений. Применение лазеров в технологических процессах. Биологическое действие лазерного излучения: воздействие на глаза, кожу, внутренние органы и организм человека в целом. Опасные и вредные производственные факторы, сопутствующие эксплуатации лазеров. Основные способы и средства защиты от лазерного излучения: экранирование, блокировка, сигнализация, удаление рабочих мест из лазерно-опасной зоны. Средства индивидуальной защиты.
Раздел 5. Пожаробезопасность и взрывобезопасность.
Причины возникновения пожаров и взрывов в помещениях и в производственных процессах. Опасные факторы при пожарах и взрывах. Основные сведения из теории естественного окисления, теплового самовоспламенения и цепных реакций. Самовоспламенение смеси газов, воспламенение жидкости, вспышка паров. Оценка пожароопасности веществ и материалов. Предупреждение взрывов и пожаров. Ликвидация их последствий. Показатели пожароопасности. Классификация зданий и помещений по пожарной (взрывной) опасности. Прогнозирование пожаров и взрывов. Пожарная безопасность в технологических процессах конкретных производств. Системы и средства пожаротушения, пожарной автоматики и сигнализации. Средства индивидуальной защиты.
Раздел 6. Защита от электромагнитных полей высокой и сверхвысокой частоты. Основные понятия и определения. Физические характеристики электромагнитных полей (ЭМП). Воздействие электромагнитных полей на организм человека. Тепловой и функциональный эффект. Органы человека с повышенной чувствительностью к ЭМП. Организационные, технические и санитарно-гигиенические меры защиты от электромагнитных излучений в конкретном производстве. Нормирование интенсивности ЭМП. Расчет интенсивности ЭМП на рабочих местах в зависимости от параметров источника излучения и среды. Определение границ опасной зоны.
Раздел 7. Оптимизация параметров рабочих мест.
Виды и формы деятельности. Энергетические затраты при различных формах деятельности. Определение категории тяжести труда. Способы оценки тяжести и напряженности трудовой деятельности . Работоспособность и ее динамика. Пути повышения эффективности трудовой деятельности. Эргономические основы безопасности жизнедеятельности.
Правила эвакуации лиц, пострадавших на пожарах, в газоотравленных зонах, при отравлениях.
Раздел 8. Техногенные и природные чрезвычайные ситуации.
Прогнозирование параметров и оценка обстановки при ЧС. Защитные мероприятия при ЧС. Ликвидация последствий ЧС. Защита от терроризма.
Раздел 9. Способы и средства оказания доврачебной помощи.
Способы и средства оказания доврачебной помощи на производстве и в быту. Оказание первой помощи пострадавшим от электрического тока и при других несчастных случаях, возникающих при чрезвычайных ситуациях: ранение, ожоги, обморожения, переломы, вывихи, растяжения связок. Условия успеха при оказании первой помощи: быстрота оказания помощи, обученность персонала методам оказания первой медицинской помощи и др.
|
72 ч.
2 з.е.
1 семестр - зачет
|
Б3.В.1
|
Методы оптимизации
Элементы дифференциального исчисления и выпуклого анализа; гладкие задачи с равенствами и неравенствами; правило множителей Лагранжа; задачи линейного программирования и проблемы экономики; теорема двойственности; классическое вариационное исчисление; уравнение Эйлера; условия второго порядка Лежандра и Якоби; задачи классического вариационного исчисления с ограничениями; необходимые условия в изопериметрической задаче и задаче со старшими производными; классическое вариационное исчисление и естествознание; оптимальное управление; принцип максимума Понтрягина; оптимальное управление и задачи техники; методы решения задач линейного программирования; симплекс-метод; методы решения задач без ограничения; градиентные методы; метод Ньютона; методы сопряженных направлений; численные методы решения задач вариационного исчисления и оптимального управления.
|
180 ч.
6 з.е.
7 семестр - экзамен
|
Б3.В.2
|
Уравнения математической физики
Вывод уравнения колебаний струны, теплопроводности, Лапласа. Постановка краевых задач, их физическая интерпретация.
Приведение к каноническому виду и классификация линейных уравнений с частными производными второго порядка. Понятие характеристики для линейных уравнений и систем. Определения и примеры систем гиперболического и эллиптического типов.
Задача Коши для уравнения колебаний струны. Смешанная задача для уравнения колебаний струны. Интеграл энергии. Метод Фурье для уравнений колебаний струны. Общая схема метода Фурье.
Первая краевая задача для уравнения теплопроводности. Принцип максимума. Метод Фурье для уравнения теплопроводности. Задача Коши для уравнения теплопроводности. Принцип максимума в неограниченной области. Интеграл Пуассона.
Гармонические функции, их свойства. Формулы Грина. Фундаментальное решение оператора Лапласа. Потенциалы. Принцип максимума. Единственность решений основных краевых задач для уравнения Лапласа. Функция Грина задачи Дирихле. Решение задачи Дирихле для уравнения Лапласа в шаре. Единственность решения внешней задачи Дирихле. Обобщенное решение задачи Дирихле.
Задача Коши для волнового уравнения с тремя пространственными переменными. Формула Кирхгофа. Задача Коши для волнового уравнения с двумя пространственными переменными. Метод спуска. Формула Пуассона. Исследование формул Кирхгофа и Пуассона.
Теорема Коши-Ковалевской.
Корректные и некорректные краевые задачи.
|
180 ч.
6 з.е.
7 семестр-зачет,
6 семестр - экзамен
|
Б3.В.3
|
Устойчивость и управление движением
Устойчивость движения: Уравнения в отклонениях, определение устойчивости по Ляпунову, асимптотической устойчивости и экспоненциальной устойчивости, линейные уравнения в отклонениях, критерий Гурвица, влияние структуры сил на устойчивость движения, теоремы Томсона и Тета, функции Ляпунова, достаточные условия асимптотической устойчивости, устойчивость по первому приближению.
Управление в малом и стабилизация движения: линейные уравнения в отклонениях для управляемых механических систем, постановка задачи стабилизации, управляемость, декомпозиция и стабилизируемость линейных систем, активное демпфирование колебаний консервативных систем, одномерные замкнутые управляемые системы и частотные критерии их устойчивости, наблюдаемость линейных систем и их декомпозиция с точки зрения наблюдаемости, несмещенные алгоритмы оценивания и стабилизация по оценке, математическая модель замкнутой многомерной управляемой системы и ее устойчивость.
Оптимизация движения: оптимизация движения на многообразии, принцип максимума Понтрягина, метод моментов, оптимальное управление распределенной колебательной системой, метод динамического программирования Беллмана.
Оптимальная стабилизация движения и устойчивость в целом: математическое описание среды функционирования управляемой механической системы, возмущающие силы и моменты, инструментальные погрешности измерительных устройств и исполнительных органов, оптимальная стабилизация при наличии точной информации об отклонениях, экспоненциальная устойчивость оптимально стабилизируемой системы, абсолютная устойчивость управляемой системы с регулятором, заданным с точностью до функционального множества, круговой критерий, оптимальное оценивание отклонений при отсутствии точной информации, фильтр Калмана.
Двухуровневое управление механическими системами: линейная стратегия синтеза управляющих сил и моментов программное и позиционное управление, двухуровневое управление полетом на постоянной высоте с постоянной скоростью, математическая модель замкнутой системы с двумя уровнями оптимального управления, теорема разделения, стабилизация программного движения управляемой механической системы при непрямом измерении вектора состояния в условиях стационарности, полной управляемости и наблюдаемости, оптимальное управление движением, оптимальное оценивание отклонений от программного движения.
|
180 ч.
5 з.е.
7 семестр-зачет
|
Б3.В.4
|
Начертательная геометрия и инженерная графика
Введение. Предмет начертательной геометрии. Задание точки, прямой, плоскости и многогранников на комплексном чертеже Монжа. Позиционные задачи. Метрические задачи. Способы преобразования чертежа. Многогранники. Кривые линии. Поверхности. Поверхности вращения. Линейчатые поверхности. Винтовые поверхности. Циклические поверхности. Обобщенные позиционные задачи. Метрические задачи. Построение разверток поверхностей. Касательные линии и плоскости к поверхности. Аксонометрические проекции.
Конструкторская документация. Оформление чертежей. Элементы геометрии деталей. Изображения, надписи, обозначения.
Методы компьютерной графики; графические информационные программы, пакеты компьютерной графики, синтез и преобразование изображений; методы визуализации изменяемых объектов.
|
144 ч.
4 з.е.
5,6 семестр - зачеты
|
Б3.ДВ1
|
Аналитические методы гидродинамики
Вычислительные методы механики конструкций и сооружений
|
180 ч.
6 з.е.
8 семестр-зачет,
7 семестр - экзамен
|
|
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ МЕХАНИКИ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Статически определимые системы. Расчет многопролетных шарнирных балок, трехшарнирной арки (рамы), плоской фермы. Определение перемещений и некоторые основы теоремы строительной механики. Статически неопределимые системы. Метод сил, перемещений.
Основы метода конечных элементов. Основы устойчивости сооружений.
|
|
Б3.ДВ2
|
Поземная гидромеханика
Теория колебаний и волн
|
180 ч.
5 з.е.
8 семестр-зачет
|
|
ПОЗЕМНАЯ ГИДРОМЕХАНИКА
Особенности движения жидкости и газа в пористой среде. Физические основы описания фильтрации нефти, газа, воды и их смесей. Вектор скорости фильтрации и дифференциальная форма закона Дарси. Обобщение закона Дарси на случай анизотропных сред. Нелинейные законы фильтрации. Вывод уравнения неразрывности для однофазного флюида. Схемы одномерных фильтрационных потоков: прямолинейно-параллельного, плоскорадиального и радиально-сферического. Дифференциальные уравнения установившейся фильтрации газа. Функция Л.С Лейбензона. Уравнения состояния идеального и реального газа, упругой жидкости. Характерные особенности проявления упругого режима. Определение упругого запаса жидкости. Дифференциальное уравнение неустановившейся фильтрации упругой жидкости. Точные решения уравнения пьезопроводности для одномерных прямолинейно-параллельных и плоскорадиальных потоков. Интерференция скважин в условиях упругого режима. Метод суперпозиции при решении задач неустановившейся фильтрации упругой жидкости; применение при гидродинамических исследованиях скважин. Дифференциальное уравнение Л.С. Лейбензона неустановившейся фильтрации газа. Методы лианеризации. Приближенные методы решения задач неустановившейся фильтрации газа. Изменение давления при остановке и пуске скважины, использование этих формул при исследовании скважин. Гомо- и гетерогенные системы. Насыщенность. Уравнение Дарси для многофазных систем. Зависимость относительных проницаемостей от насыщенности для двух и трёхфазной систем. Капиллярное давление. Вид функции Леверетта. Исходные уравнения многофазной фильтрации. Одномерные модели вытеснения несмешивающихся жидкостей. Основные допущения. Система уравнений. Начальные и граничные условия. Модель Рапопорта-Лиса. Модель Баклея-Леверетта.
|
|
|
ТЕОРИЯ КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН
Гармонические колебания. Виды и признаки колебаний. Параметры гармонических колебаний. Основное уравнение динамики гармонических колебаний. Энергия гармонических колебаний. Гармонический осциллятор. Сложение гармонических колебаний. Влияние внешних сил на колебательные процессы. Свободные затухающие механические колебания. Упругие волны. Распространение волн в упругой среде. Уравнения плоской и сферической волн. Фазовая скорость. Стоячие волны. Волновое уравнение. Эффект Доплера. Электромагнитные волны. Энергия и импульс электромагнитного поля.
|
|
Б3.ДВ3
|
Вычислительная гидродинамика
Экспериментальные методы и исследование механики конструкций
|
144 ч.
6 з.е.
8 семестр - экзамен
|
|
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ГИДРОДИНАМИКА
Область вычислительной гидродинамики. Предварительные замечания об аппроксимации, сходимости и устойчивости решений. Некоторые основные конечно-разностные формулы. Основные конечно-разностные формулы. Основные схемы расчета движений сжимаемой жидкости. Методы численного расчета ударных волн. Размазывание скачков при помощи искусственной диссипации. Схемы с явной искусственной вязкостью. Схема фон Неймана—Рихтмайера. Схемы Ландсхофа и Лонгли. Схема Русанова. Схемы с неявной искусственной вязкостью. Схемы с разностями против потока. Метод частиц в ячейках и метод жидкости в ячейках. Схема Лакса. Схема Лакса—Вендроффа. Двухшаговая схема Лакса—Вендроффа. Члены с вязкостью в уравнениях течения сжимаемой жидкости. Аппроксимации производных по пространственным переменным. Схемы для аппроксимации членов с вязкостью. Граничные условия для течений сжимаемой жидкости. Стенка с условием скольжения. Стенка со скольжением в расчетной сетке первого типа. Стенка со скольжением в расчетной сетке второго типа. Стенка с прилипанием. Стенка с прилипанием в расчетной сетке первого типа. Стенка с прилипанием в расчетной сетке второго типа. Расчет плотности на гибридной сетке. Схемы высокого порядка аппроксимации. Другие расчетные сетки, системы координат и системы уравнений. Специальные расчетные сетки. Рекомендации по программированию, контролю и обработке информации. Составление программы для ЭВМ. Отладка и контроль. Обработка информации. Числовые данные.
|
|
Б3.ДВ4
|
Газовая динамика
Теория пластин и оболочек
|
180 ч.
5 з.е.
7 семестр-зачет
|
|
ГАЗОВАЯ ДИНАМИКА
Математическая модель.
|
