Правительство Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет
Факультет прикладной математики – процессов управления
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙДИСЦИПЛИНЫ
по выбору магистранта
ДВМ-04 «Методы прикладной математики в гидродинамике»
«Methods of applied mathematics in fluid dynamics»
Язык обучения – русский
Трудоемкость 3 зачетных единиц
Регистрационный номер
рабочей программы:
Санкт-Петербург
2012
СОДЕРЖАНИЕ
Раздел 1. Характеристики, структура и содержание учебных занятий
1.1 Цели и задачи учебных занятий ………………………………………
1.2 Требования к подготовленности обучающегося к освоению
содержания учебных занятий………………………………………….
1.3 Перечень формируемых компетенций (результаты обучения)………
1.4 Знания, умения, навыки, осваиваемые обучающимся ………………..
1.5 Перечень и объем активных и интерактивных форм учебных
занятий …………………………………………………………………..
1.6 Организация учебных занятий…………………………………………
1.7 Структура и содержание учебных занятий ……………………………
Раздел 2. Обеспечение учебных занятий
2.1 Методическое обеспечение ……………………………………………
2.1.1.Методическое обеспечение аудиторной работы………………...
2.1.2.Методическое обеспечение самостоятельной работы…………..
2.1.3.Методика проведения текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации и критерия оценивания …………………
2.1.4. Методические материалы для проведения текущего контроля
успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-
измерительные материалы)……………………………………………
2.2 Кадровое обеспечение …………………………………………………
2.2.1 Требования к образованию и (или) квалификации штатных
преподавателей и иных лиц, допущенных к преподаванию
дисциплины……………………………..………………………………
2.2.2 Требования к обеспеченности учебно-вспомогательным и
(или) персоналом………………………..………………………………
2.2.3 Методические материалы для оценки обучающимися
содержания и качества учебного процесса…………………………….
2.3 Материально-техническое обеспечение учебной дисциплины………
2.4 Информационное обеспечение учебной дисциплины…………………
2.4.1. Список обязательной литературы………………………………..
2.4.2. Список дополнительной литературы…………………………….
2.4.3. Перечень иных информационных источников…………………
Раздел 3. Процедура разработки и утверждения рабочей программы
учебной дисциплины
Раздел 1. Характеристики, структура и содержание учебных занятий
1.1. Цели и задачи учебных занятий
Подготовка по данной рабочей программе учебной дисциплины является составной частью практико-ориентированной основной образовательной программы (ООП) высшего профессионального образования «Надежность и безопасность сложных систем» по направлению 010400 «Прикладная математика и информатика» с присвоением квалификации (степени) – магистр прикладной математики и информатики. Данная рабочая программа реализуется на основе требований компетентностно-ориентированного учебного плана и нацелена на приобретение студентами ряда общекультурных и профессиональных компетенций в той мере, в таком ракурсе и объеме, который задается характером проблематики, теоретико-методологическими основаниями и практическими аспектами прикладной математики и сопряженных разделов естествознания. Компетенции, на которых сфокусирована рабочая программа учебной дисциплины, могут наполняться также комплексом знаний, умений, навыков, предоставляемых другими дисциплинами, реализуемыми в рамках ООП подготовки магистра прикладной математики и информатики. Исходя из этого, в данной программе сформулированы следующие цели и задачи.
Основной цельюдисциплины «Методы прикладной математики в гидродинамике» является формирование у студентов навыков решения современных прикладных задач гидродинамики.
Поставленные цели достигаются путём решения следующих задач.
Задачи курса:
сформировать у студентов общее представление о задачах и методах гидродинамики и газовой динамики;
дать представление о классических задачах гидродинамики;
дать представление о классических задачах газовой динамики;
ознакомить с численными методами решения задач гидро- и газодинамики ;
дать представление о существующих вычислительных пакетах по решению задач гидродинамики; способствовать усовершенствованию практических навыков использования персональной вычислительной техники;
развивать способность самостоятельного изучения научной литературы.
1.2. Требования к подготовленности обучающегося к
освоению содержания учебных занятий (пререквизиты)
Данный курс является компонентом совокупности учебных мероприятий (программ, практик, семинаров), самостоятельной и научно-исследовательской работы студентов, обучающихся по ООП «Надежность и безопасность сложных систем» по направлению 010400 «Прикладная математика и информатика» по уровню магистратуры. Дисциплина «Методы прикладной математики в гидродинамике» относится к профессиональному циклу (M2). Для успешного освоения курса ДВМ-04 обучаемый должен иметь предварительную подготовку по физике в объеме, соответствующем не менее чем полному среднему образованию. Также необходимо знание базовых разделов высшей математики: математического анализа, высшей алгебры, аналитической геометрии, теории дифференциальных уравнений, математической физики на уровне образовательных программ бакалавриата (или по специальностям) естественнонаучных факультетов. Кроме того, необходимо освоение курса «Потоки в реальных и абстрактных средах».
Данная дисциплина входит в вариативную часть ООП и является дисциплиной по выбору магистранта. ДВМ-04 рассчитана на изучение во втором семестре первого года обучения в магистратуре. Она является второй из цикла специальных курсов по гидродинамике, читаемых на протяжении двух лет обучения в магистратуре по данной программе. Альтернативой указанному циклу дисциплин служат специальные курсы по механике твердого тела. Формой отчетности является экзамен по всему изученному курсу.
1.3. Перечень формируемых компетенций (результаты
обучения) .
В результате обучения у обучаемого формируются
следующие компетенции :
ОКМ-8 -способность использовать углубленные теоретические и практические знания в области прикладной математики информатики ;
ПК-11 -способность работать в международных проектах по тематике специализации ;
ПК-16-1-Готовность проводить научные исследования, направленные на решение практических задач;
ПК-16-2 Владение навыками создания расчетных схем и моделей исследуемых объектов и процессов;
ПК-16-4 -Способность к проверке достоверности получаемых результатов, к оценке и прогнозу.
1.4. Знания, умения, навыки, осваиваемые обучающимися
В результате освоения курса студенты должны
знать:
основные аналитические решение классических задач гидродинамики и газовой динамики;
известные подходы к численному решению современных задач гидродинамики, возможности прикладных пакетов, типа ANSIS;
методы решения прикладных задач расчета магистральных и морских газопроводов;
уметь:
осуществлять правильную постановку задач гидродинамики и газовой динамики;
подбирать адекватную схему численного решения вышеперечисленных задач;
владеть навыками:
решения классических задач гидродинамики и газовой динамики;
работы с пакетами прикладных программ (ППП) для решения поставленных задач.
1.5. Перечень и объём активных и интерактивных
форм учебных занятий
При проведении занятий и организации самостоятельной работы
слушателей используются электронные версии курса лекций и
практических занятий с элементами тестового контроля. По каждому
занятию предусмотрено выполнение заданий (домашних работ).
В процессе изучения курса ДВМ-04 применяются следующие
активные и интерактивные методы обучения:
интерактивные лекции в компьютерном классе;
составление глоссария по заданной теме;
практические занятия с использованием специализированных пакетов прикладных программ;
самостоятельная работа с высокотехнологичными информационными ресурсами;
взаимное тестирование результатов работы обучающихся.
1.6. Организация учебных занятий
1.6.1. Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся
Код модуля в составе дисциплины, практики и т.п.
|
Аудиторная учебная работа обучающихся
|
Самостоятельная работа
|
Объем активных и интерактивных форм учебных занятий
|
Трудоемкость
|
лекции
|
семинары
|
консультации
|
практические занятия
|
лабораторные работы
|
контрольные работы
|
коллоквиумы
|
текущий контроль
|
промежуточная аттестация
|
под руководством преподавателя
|
в пресудствии преподавателя
|
в т.ч. С использованием методических материалов
|
текущий контроль
|
промежуточная аттестация
|
|
|
очная форма обучения
|
Модуль 1
|
2
|
-
|
-
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
4
|
-
|
-
|
2
|
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
Модуль 2
|
3
|
-
|
-
|
4
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10
|
-
|
-
|
4
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
Модуль 3
|
4
|
-
|
-
|
4
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10
|
-
|
-
|
4
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
Модуль 4
|
7
|
-
|
-
|
4
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
8
|
-
|
-
|
4
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
Модуль 5
|
2
|
|
-
|
2
|
-
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5
|
-
|
-
|
2
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
Экзамен
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
18
|
-
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
ИТОГО:
|
18
|
0
|
0
|
16
|
0
|
2
|
0
|
0
|
2
|
0
|
0
|
37
|
0
|
18
|
16
|
3
|
1.6.2. Виды, формы и сроки текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации
 Форма итогового контроля: Для контроля усвоения дисциплины
учебным планом предусмотрен экзамен принимается в устной
форме, в виде ответа на вопросы, указанные в билете. Билеты содержат
по два вопроса из приводимого в программе списка.
Студенты, систематически посещавшие в течение всего семестра
лекционные занятия, активно работавшие на практических и семинарских занятиях, успешно справившиеся со всеми заданиями, имеют право
выбора на зачете одного из двух предложенных в билете вопросов.
Студенты, не выполнявшие текущие задания, не посещавшие лекции и
семинары, на зачете получают дополнительное задание –
решение практической задачи.
1.7. Структура и содержание учебных занятий
(Темы дисциплины, их краткое содержание и виды занятий)
Междисциплинарная связь изучаемых модулей с обеспечиваемыми
( последующими) дисциплинами
Код (наименование )
модуля
|
Наименование обеспечиваемой
( последующей) дисциплины
|
Модуль 1 – Модуль 5 ДВМ 04
|
ДВМ.06. Компьютерные методы решения нелинейных краевых задач
ДВМ.09. Промышленные пакеты прикладных программ
ДВМ.05. Наноструктурные материалы
ДВМ 06 . Современные задачи гидродинамики
ДВМ 09 . Связанные междисциплинарные задачи
ДВМ 05 «Актуальные проблемы прочности»
Научно-производственная практика
Итоговая (государственная аттестация)
|
Модуль 1: Классические задачи гидростатики
Лекц. – 2 ч.; практ. – 2 ч.; с/р – 4 ч., акт.з. – 2 ч.
Реологическая модель капельной жидкости. Упрощение общей математической модели движущейся сплошной среды на случай механического равновесия среды. Решения прикладных задач гидростатики о равновесии жидкости в поле силы тяжести; о равновесии неравномерно нагретой жидкости; расчет силы, действующей на тело, погруженное в жидкость.
Модуль 2: Прикладные задачи, решаемые в рамках модели идеальной несжимаемой жидкости
Лекц. – 3 ч.; практ. – 4 ч.; с/р – 10 ч. ., акт.з. – 4 ч.
Математическая модель идеальной жидкости. Уравнение Эйлера, форма Громека-Лэмба.
Интегралы Бернулли, Эйлера-Бернулли и Лагранжа-Коши. Классические задачи обтекания цилиндра и крылового профиля.
Одномерное течение газа в канале произвольного сечения. Прикладные задачи энергетики. Волны на воде и волновые гидродинамические силы.
Модуль 3: Прикладные задачи газовой динамики
|
