Скачать 232.06 Kb.
|
Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный индустриальный университет ГОУ ВПО МГИУ Научно-образовательный материал «Учебно-методический комплекс 150501 «Моделирование и оптимизация свойств материалов и технологических процессов» Состав научно-образовательного коллектива: Дмитриева Ю.В., к.т.н., доцент Стрижевская Е.М., к.п.н., доцент Москва 2010 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ150501Моделирование и оптимизация свойств материалов и технологических процессов 1. Цели и задачи дисциплины1.1. Цели дисциплиныНаучить составлению и использованию основных компьютерных моделей для изучения процессов формирования атомной и кристаллической структуры твердых тел и их изменений при внешних воздействиях, а также для изучения механизмов, связывающих структуру и свойства твердых тел. 1.2. Задачи дисциплиныОвладение теоретическими и практическими методами моделирования; получение навыков составления компьютерных моделей и анализа расчетных результатов; ознакомление с основными методами исследования моделей в материаловедении. 2. Требования к уровню освоения дисциплины2.1. Уровень освоения дисциплиныВ результате изучения дисциплины студенты должны знать: Требования, предъявляемые к компьютерным моделям. Основные принципы компьютерного моделирования. Методы анализа поведения моделей. В результате изучения дисциплины студенты должны уметь: Ставить задачи моделирования и составлять алгоритмы, позволяющие устанавливать механизм процессов, происходящих в твердых телах 2.2. Связь с предшествующими дисциплинамиФизика (механика, основы квантовой механики, статистическая физика) Теория вероятностей Материаловедение Физические свойства материалов 3. Виды учебных занятий по дисциплине и их объёмы (в часах)
4. Содержание дисциплины4.1. Тематическое содержание дисциплиныТема 1. Введение. Принципы создания компьютерных моделей Обзор некоторых научных проблем, решаемых методами компьютерного моделирования. Краткая демонстрация компьютерных моделей: молекулярная динамика и метод Монте-Карло; решеточный газ и метод метрополиса; перколяция на двухмерной решетке и фазовые переходы; фрактальный рост дендритного кристалла. Принципы создания компьютерных моделей ("цель расчетов - понимание , а не числа").Использование размерностей и внутренняя система единиц. Обзор некоторых языков, используемых при компьютерном моделировании, их достоинства и недостатки - удобство среды программирования, визуализация результатов, скорость и т.д. Тема 2. Молекулярная динамика Молекулярная динамика: потенциал менжатомного взаимодействия; центральные и нецентральные потенциалы. Атомная структура, дальний и ближний порядок. Методы интегрирования дифференциальных уравнений движения (Эйлера, Верле, Бимана-Шофилда, Штермера); сохранение энергии в различных методах. Принципиальная структура компьютерной программы. Выводимые значения. Бинарная корреляционная функция. Применение молекулярной динамики: колебания решетки; поверхностное натяжение; термическое расширение. Применение молекулярной динамики: дислокации и их скольжение; границы зерен и их движение. Применение молекулярной динамики: мартенситное превращение; плавление и кристаллизация; испарение и конденсация; распределение скоростей; изменение энергии при нагреве и охлаждении; изменение бинарной корреляционной функции при фазовых превращениях. Тема 3. Методы Монте-Карло Методы Монте-Карло. Примеры применения метода Монте-Карло. Анализ погрешностей и применимость метода. Случайные блуждания. Модель решеточного газа. Метод Метрополиса и его применения для анализа структуры жидкости и твердого тела. Тема 4. Фазовые переходы и перколяция Фазовые переходы и перколяция. Задача о перколяции и ее применения. Критические показатели и понятие о ренорм-преобразовании. Связь с фазовыми переходами. Фракталы, фрактальная размерность и их применение. Рост фрактального дендрита из газовой фазы. (агрегация, ограниченная диффузией). Тема 5. Моделирование диаграмм фазового равновесия Моделирование диаграмм фазового равновесия. Общая теория фазовых переходов I и II рода. Термодинамический потенциал Гиббса в зависимости от состава. Регулярные растворы. Энергия смешения. Типы диаграмм фазового равновесия. 4.2. Разделы дисциплины и виды занятий
4.3. Содержание дисциплины по видам занятий4.3.1. Лекции
4.3.2. Практические занятия (семинары)
4.3.3. Лабораторный практикумНе предусмотрено программой 4.4. Самостоятельная работа студентов
5. Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация5.1. Текущий контроль успеваемости5.1.1. Контроль самостоятельной работы студентов
5.1.2. Текущий контроль знаний студентовТекущий контроль знаний (ТКЗ) студентов (в часы практических занятий)
5.1.3. График текущего контроля успеваемости студентов
5.1.4. График самостоятельной работы студента
5.2. Промежуточная аттестацияПромежуточная аттестация студентов в каждом семестре проводится на основе "Положения о курсовых экзаменах и зачётах", утвержденного решением Учёного совета МГИУ 21.04.2004 10 семестр - зачет 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины6.1. Основная литератураОтсутствует. 6.2. Дополнительная литература1. В.Л.Столяров Компьютерное моделирование в материаловедении. CD, 2000 2. В.Л.Столяров Компьютерное моделирование в материаловедении. - 250c. - литература, не имеющаяся в библиотечном фонде МГИУ и рекомендованная студентам и преподавателям как внешний источник - литература, которую необходимо приобрести в библиотечный фонд МГИУ - литература, планируемая к изданию в РИЦ МГИУ 6.3. Периодические изданияОтсутствует. 6.4. Ресурсы интернет1. 7. Средства обеспечения освоения дисциплиныПрограммы
Методические рекомендации для преподавателя
Методические указания студентам для самостоятельной работы
Дополнительные учебно-методические материалы по дисциплинеТемы рефератов
|
Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных... | Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация... Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных... | ||
Учебно-методический комплекс по дисциплине «технология материалов и покрытий» Целью дисциплины является изучение общих подходов к описанию и анализу технологических процессов, а так же сущности и назначения... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «технология монокристаллов,... Целью данной дисциплины является изучение типовых технологических процессов, используемых в производстве изделий электронной техники,... | ||
Программа научного семинара " Моделирование и оптимизация бизнес процессов " Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 080500. 68 Бизнес-информатика... | Рабоч ая учебная программа дисциплины Технология материалов твердотельной электроники Целью освоения дисциплины является изучение общих подходов к описанию и анализу технологических процессов, а так же сущности и назначения... | ||
«Учебно-методический комплекс дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств» | Учебно-методический комплекс дисциплины «Политология» Специальность: 280102. 65 «Безопасность технологических процессов и производств» | ||
Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по экономическим специальностям Учебно-методический комплекс. Для студентов, обучающихся по экономическим специальностям. – М.: Финансовая академия при Правительстве... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «математические модели... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ||
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями фгос во... Малышева Е. Н. Моделирование 3D объектов. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 02. 03. 01 Математика... | Русская логика – индикатор интеллекта Учебно-методический комплекс. Для студентов, обучающихся по экономическим специальностям. – М.: Финансовая академия при Правительстве... | ||
Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом... Автоматизация технологических процессов и производств и профилю подготовки Автоматизация технологических процессов и производств... | Учебно-методический комплекс дисциплины «Управление и оптимизация налогов на предприятии» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего... | ||
Самостоятельная работа включает в себя составление палитр цветных... Дисциплина способствует формированию у студентов планомерной профессиональной подготовки, умению реализовать в материале художественные... | Тестовый метод контроля знаний учащихся на уроках технологии Учебно-методический комплекс. Для студентов, обучающихся по экономическим специальностям. – М.: Финансовая академия при Правительстве... |