Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии»





Скачать 138.48 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии»
Дата публикации05.11.2014
Размер138.48 Kb.
ТипРабочая программа
100-bal.ru > Математика > Рабочая программа
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано
_____________________________

Руководитель ООП

по направлению 151000

профессор Максаров В.В.

Утверждаю
___________________________

Зав. кафедрой информатики и компьютерных технологий

доцент Маховиков А.Б.



РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Математические методы в инженерии»

Направление подготовки: 151000 - Технологические машины и оборудование

Программа подготовки:

«Металлургические машины и оборудование»

«Оборудование нефтегазопереработки»

«Технологические машины и оборудование для разработки торфяных месторождений»

«Технологические процессы в машиностроении»
Квалификация (степень) выпускника: магистр

Составитель: доцент Журов Г.Н.


Санкт-Петербург

2012
1. Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является изучение и освоение студентами современных математических методов решения инженерно-технических задач.

Основной задачей изучения дисциплины является приобретение навыков решения инженерно-технических задач на персональных компьютерах, как с использованием имеющихся программных пакетов, так и путем самостоятельной разработки новых программных модулей.
2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Математические методы в инженерии» относится к профессиональному циклу дисциплин и входит в его базовую часть. Для изучения дисциплины магистр должен обладать знаниями, устанавливаемыми ФГОС для высшего профессионально образования по математическим и естественнонаучным дисциплинам «Высшая математика» и «Информатика».
3. Требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения данной ООП магистратуры выпускник должен обладать следующими компетенциями:

общекультурными компетенциями (ОК):

  • способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

  • способен к обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию при постановке целей в сфере профессиональной деятельности с выбором путей их достижения (ОК-2);

  • способен собирать, обрабатывать с использованием современных информационных технологий и интерпретировать необходимые данные для формирования суждений по соответствующим социальным, научным и этическим проблемам (ОК-4);

  • способен выбирать аналитические и численные методы при разработке математических моделей машин, приводов, оборудования, систем, технологических процессов в машиностроении (ОК-6);

  • способен на научной основе организовывать свой труд, самостоятельно оценивать результаты свой деятельности, владеть навыками самостоятельной работы в сфере проведения научных исследований (ОК-7);

  • способен получать и обрабатывать информацию из различных источников с использованием современных информационных технологий, умеет применять прикладные программные средства при решении практических вопросов с использованием персональных компьютеров с применением программных средств общего и специального назначения в том числе в режиме удаленного доступа (ОК- 8);

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

Производственно-технологическая деятельность:

  • умеет разрабатывать методические и нормативные материалы, а также предложения и мероприятия по осуществлению разработанных проектов и программ (ПК-4);

Научно-исследовательская и педагогическая деятельность:

  • способен разрабатывать физические и математические модели исследуемых машин, приводов, систем, процессов, явлений и объектов, относящихся к профессиональной сфере, разрабатывать методики и организовывать проведение экспериментов с анализом их результатов (ПК-20);

  • способен разрабатывать методические и нормативные документы, предложения и проводить мероприятия по реализации разработанных проектов и программ (ПК-25);

Выпускник должен обладать следующими профильными профессиональными компетенциями:

– готовность участвовать в составлении аналитических обзоров и научно-технических отчетов по результатам выполненной работы, в подготовке публикаций результатов исследований и разработок в виде презентаций, статей и докладов (ПКД-2).

– способность производить расчеты и проектировать отдельные узлы и устройства технологических машин и оборудования в соответствии с техническим заданием (ПКД-5);

– способность разрабатывать прикладные (функциональные) программы с использованием сред программирования, осуществлять моделирование технических объктов и их элементов с использованием математических методов в инженерии (ПКД-8).
В результате изучения дисциплины магистр должен:

знать: основные принципы построения математических моделей и способы их выбора, основные методы численного решения нелинейных уравнений, систем линейных уравнений, вычисления определенных интегралов, решения обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнений в частных производных, способы интерполяции, условной и безусловной оптимизации, области применения численных методов;

уметь: правильно сформулировать математическую постановку задачи, эффективно использовать в практических расчетах математическое программное обеспечение, составлять программные реализации алгоритмов изучаемых методов, проводить статистическую обработку экспериментальных данных;

владеть: методами численного решения задач, умением реализовывать алгоритмы численных методов на одном из алгоритмических языков.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц.


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

1

2

Аудиторные занятия (всего)

36

-

36

В том числе:

-

-

-

Лекции

18

-

18

Практические занятия (ПЗ)

18

-

18

Семинары (С)

-

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

-

-

-

Самостоятельная работа (всего)

72

-

72

В том числе:

-

-

-

Курсовой проект (работа)

-

-

-

Расчетно-графические работы

-

-

-

Реферат

-

-




Другие виды самостоятельной работы

-

-

-

Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

зачет

-

зачет

Общая трудоемкость час

зач. ед.

108

3

-

-

108

3


5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины


п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

2

3

1.

Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ).

Классификация, состав, структура, организация. АСНИ как элемент современных информационных технологий. Системы для решения прикладных задач. Интегрированные системы. Языки программирования. Графические системы. Базы данных, оболочки баз данных. Пакеты программ численных методов. Текстовые и графические редакторы. Интерфейсные средства. Технические средства.

2.

Классы и происхождение задач.

Автоматизация функционального проектирования. Оптимизация проектно-конструкторских решений. Оценка динамических характеристик систем. Задачи анализа структуры моделируемых систем. Задачи синтеза оптимальных систем.

3.

Математические модели физических явлений.

Основные этапы расчета. Понятие математической модели. Понятие корректно поставленной задачи. Общие замечания и некоторые принципы построения математических моделей. Выбор математической модели. Анализ математической модели. Выбор переменных, размерные и безразмерные переменные. Понижение размерности системы.

4.

Методы оценки адекватности математических моделей.

Метод покоординатного спуска. Метод прямого поиска. Метод Монте-Карло. Безусловная и условная оптимизация. Многокритериальная оптимизация. Ошибки моделирования.

5.

Особенности вычислительного этапа на ЭВМ.

Представление чисел в ЭВМ.О погрешности вычислений. Относительная и абсолютная ошибки. Ошибки в исходной информации, обусловленные точностью знаний исходных данных. Ошибки ограничения и ошибки округления. Распространение ошибок. Практические рекомендации по организации вычислений с минимальной потерей точности.

6.

Решение уравнений.

Решение нелинейных уравнений. Решение систем линейных алгебраических уравнений. Численное интегрирование. Обработка результатов эксперимента. Аппроксимация функции. Интерполяция функции. Интегрирование.

7.

Моделирование инженерных задач, приводящих к дифференциальным уравнениям.

Дифференциальные уравнения в прикладных научно-технических задачах. Аналитическое и численное решение дифференциальных уравнений. Обыкновенные дифференциальные уравнения (одношаговые и многошаговые, явные и неявные). Жесткие уравнения. Уравнения в частных производных.

8.

Программное обеспечение.

Использование компьютерных сред для моделирования инженерных задач. Выбор языка программирования и методов программирования. Концептуальная модель программы. Данные и алгоритмы. Особенности реализации алгоритмов на ПК. Конкретизация программы.


5.2. Разделы дисциплин и виды занятий


п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ. зан.

Лаб.

зан.

Семин

СР

Всего

час.

1.

Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ).

1

-

-

-

5

6

2.

Классы и происхождение задач.

1

-

-

-

5

6

3.

Математические модели физических явлений.

2

-

-

-

6

8

4.

Методы оценки адекватности математических моделей.

2

4

-

-

8

14

5.

Особенности вычислительного этапа на ЭВМ.

2

-

-

-

4

6

6.

Решение уравнений.

4

6

-

-

14

24

7.

Моделирование инженерных задач, приводящих к дифференциальным уравнениям.

4

8

-

-

16

28

8.

Программное обеспечение.

2

-

-

-

14

16


6. Лабораторный практикум Не предусмотрен учебным планом.

7. Практические занятия (семинары).

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1

4

Методы оценки адекватности математических моделей.

2

2

4

Безусловная и условная оптимизация. Многокритериальная оптимизация.

2

3

4

Решение нелинейных уравнений.

2

4

6

Решение систем линейных алгебраических уравнений.

2

5

6

Численное интегрирование.

2

6

7

Обработка результатов эксперимента. Аппроксимация функции. Интерполяция функции.

2

7

7

Обыкновенные дифференциальные уравнения.

2

8

7

Уравнения в частных производных. Метод конечных элементов.

4

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ). Не предусмотрены учебным планом.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Галанин М.П., Савенкова Е.Б. Методы численного анализа математических моделей. М: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010, 592 с.

2. Зарубин В.С, Кувыркин Г.Н. Математические модели механики и электродинамики сплошной среды. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008, 512 с.

3. Чашкин Ю.Р. Математическая статистика. Анализ и обработка данных. Издательство Феникс, 2010, 240 .
б) дополнительная литература

1. Акулич И.Л.. Математическое программирование в примерах и задача. Издательство: Лань, 2009, 352 стр.

2. Алексеев Е.Р., О. В. Чеснокова О.В. Решение задач вычислительной математики в пакетах Mathcad 12, MATLAB 7, Maple 9. Издательство: НТ Пресс, 2006, 496 с.

3. Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях. Издательство: Бином. Лаборатория знаний, 2010,240 с.

4. Зекевич О. Метод конечных элементов в технике. Пер. с англ., М.: "Мир", 1975.

5. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 15: Учебный курс. – СПб.: Питер, 2011, 400 с.

6. Калиткин Н.Н. Численные методы. Издательство: БХВ-Петербург, 2011, 592 с.

7. Соболь Б.В., Месхи Б.Ч., Пешхоев И.М. Практикум по вычислительной математике. Издательство: Феникс, 2008, 352 с.
в) программное обеспечение

Математические пакеты для автоматизации научных и инженерных расчетов MathCAD, MatLAB, Mathematica, Maple.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Специализированные лаборатории учебного компьютерного центра.
Разработчики:







Доцент

каф. И и КТ




Г.Н. Журов







(занимаемая должность)




(инициалы, фамилия)

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconРабочая программа дисциплины специальность 08. 00. 13 «Математические...
Рабочая программа дисциплины по специальности 08. 00. 13«Математические и инструментальные методы экономики». – М.: Финансовый университет,...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconО. Д. Дербенева
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в лингвистике» составлена в соответствии с требованиями ооп: 035700....
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconРабочая программа учебной дисциплины «информационная безопасность и защита информации»
«Теория и математические методы системного анализа и управления в технических и социально-экономических системах»
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconУчебной дисциплины пс рпуд рабочая программа учебной дисциплины (модуля)...
Математические методы в экономике, экономика труда, экономика организаций и предприятий, бухгалтерский учет, анализ и аудит, налоги...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconПлан чтения лекции по учебной дисциплине «Математические методы» Раздел №2
Учебные и воспитательные цели: изучить основные виды задач линейного программирования, их математические модели
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconДисциплины «математические методы в инженерных задачах» Кафедра математики Направление
Математические методы в инженерных задачах – это прикладная математическая дисциплина, в которой изучаются, способствующая развитию...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconРабочая программа по учебной дисциплине Электронная коммерция
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Электронная коммерция» аспирантам очной и заочной форм обучения по специальности...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconПрограмма дисциплины «математические методы в инженерных расчетах»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 222900. 62 «Электроника...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconОпыт использования учебно-методического интернет-ресурса в преподавании...
Оценочные средства для контроля успеваемости и результатов освоения учебной дисциплины 28
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconУчебно-методический комплекс учебной дисциплины «Математические методы в экономике»
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconМатематические методы и модели
Габрин К. Э., Математические методы и модели: Семестровое задание и методические рекомендации к решению задач. – Челябинск: Издательство...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconМетодические рекомендации по изучению дисциплины «экономико-математические...
Методические рекомендации по изучению дисциплины «экономико-математические методы и модели»
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconКурса «Математические методы в психологии»
Выписка из образовательного стандарта по дисциплине «Математические методы в психологии»
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconРабочая программа учебной дисциплины пс рпуд рекомендовано
Математические методы в экономике, экономика труда, экономика организаций и предприятий, бухгалтерский учет, анализ и аудит, налоги...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconРабочая программа дисциплины «математические методы в экономике» направление
Основная цель дисциплины обучить студентов алгоритмам использования математических методов и моделей применительно к экономической...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические методы в инженерии» iconРабочая программа дисциплины
Программа изучения дисциплины должна обеспечить приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск