Правительство Российской Федерации

Правительство Российской Федерации
Санкт – Петербургский государственный университет
Математико-механический факультет
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
«Пакеты прикладных программ»
«Applied Software»
Язык(и)обучения – Русский
Трудоёмкость (границы трудоемкости) в зачётных единицах:
Регистрационный номер рабочей программы:
Санкт – Петербург
2014 г.
025848
2
Раздел 1. Характеристики учебных занятий
1.1. Цели и задачи учебных занятий
Цельюучебных занятий является подготовка аспирантов к использованию компьютерноориентированных вычислительных алгоритмов и пакетов прикладных программ для решения
задач механики деформируемого твердого тела.
Задачей учебных занятий являетсяознакомление слушателей с основными пакетами
прикладных программ, применяемых для решения задач механики деформируемого твердого
тела.
1.2. Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных
занятий (пререквизиты).
Слушатели курса должны иметь представление о роли численных методов в исследовании
сложных математических моделей реальных процессов и объектов; о современных численных
методах решения прикладных задач; о пакетах прикладных программ для моделирования задач
механики материалов.
Построение курса подразумевает, что аспиранты получают возможность разрабатывать
вычислительные алгоритмы решения задач, возникающих в процессе математического
моделирования прикладных проблем механики и применять пакеты прикладных программ для
решения практических задач механики.
1.3. Перечень результатов обучения (learningoutcomes)
ОКA-1 – готовность применять научный подход в своей профессиональной деятельности,
разделять ценности научно-педагогического сообщества
ОКA-2 – готовность работать с текстами профессиональной направленности и сообщать о
результатах своей учебной и научной работы на английском/иностранном и русском языках;
ОКA-3– готовность исполнять обязанности исследователя в соответствии с научной
специальностью, в том числе обеспечение руководства обучением в индивидуальном порядке и в
форме семинаров, проведение исследований по специальности, разработка и подготовка к
изданию научных трудов и статей.
1.4. Перечень активных и интерактивных форм учебных занятий
Лекции в виде диалога и дискуссии с аудиторией.
Лекции-консультации.
Интерактивные лекции в компьютерных классах.
Практические занятия
Раздел 2.Организация, структура и содержание учебных занятий
2.1. Организация учебных занятий
2.2. Структура и содержание учебных занятий
2.1.1 Основной курс 1 год обучения
Трудоёмкость
итоговая аттестация
(сам.раб.)
промежуточная аттестация
(сам.раб.)
текущий контроль (сам.раб.)
сам.раб. с использованием
методических материалов
Самостоятельная работа
итоговая аттестация
под руководством
преподавателя
в присутствии
преподавателя
промежуточная
аттестация
текущий контроль
коллоквиумы
контрольные работы
лабораторные работы
консультации
практические
занятия
семинары
лекции
Период обучения (модуль)
Контактная работа обучающихся с преподавателем
Объём активных и интерактивных
форм учебных занятий
Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
очная форма обучения
18
1
18
Семестр 1
1
18
1
18
Семестр 2
ИТОГО
1
36
2
36
2
Формы текущего контроля успеваемости, виды промежуточной и итоговой аттестации
Виды итоговой аттестации
Формы текущего
Виды промежуточной
(только для программ итоговой
Период обучения (модуль)
контроля
аттестации и дополнительных
аттестации
успеваемости
образовательных программ)
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
очная форма обучения
Семестр 1
зачет
зачет
Семестр 2
Основной курс Основная траектория Очная форма обучения
Период обучения (модуль): Семестр 1
№
п/п
Наименование темы (раздела, части)
Вид учебных занятий
лекции
1
2
Уравнения с частными производными как основа
прикладных математических моделей.
Характерные особенности математических моделей
практические занятия
по методическим
материалам
лекции
Количество
часов
4
4
4
реальных сложных задач: многомерность,
нелинейность, нерегулярность области, неизвестная
граница.
3
4
5
Исследование математических моделей с помощью
вычислительных программ
Применение разностных методов решения задач
математической физики для изучения
математических моделей.
Требования к разностным схемам: аппроксимация,
устойчивость, асимптотическая устойчивость,
эффективность, однородность, консервативность,
возможность достаточно простого обобщения на
многомерный случай, возможность
распараллеливания алгоритма для реализации на
параллельных ЭВМ, технологичность.
практические занятия
по методическим
материалам
лекции
4
4
практические занятия
по методическим
материалам
0
лекции
2
практические занятия
по методическим
материалам
0
лекции
2
практические занятия
0
по методическим
материалам
4
4
4
Период обучения (модуль): Семестр2
№
п/п
1
2
3
4
№
п/п
5
Наименование темы (раздела, части)
Общая характеристика пакетов прикладных
программ для моделирования задач механики.
Устройство пакета программ. Правило проведения
вычислений. Визуализация результатов расчетов.
Обзор пакетов программ для задач механики
сплошных сред. Назначение
ивозможностипакетовABAQUS, ADINA, ANSYS,
DYNA2D/3D, JAS3D, NASTRAN,
NIKE2D/3D,PRONTO3D.
Обзор пакетов программ для задач гидродинамики.
Назначение и возможности пакетов ANSYS, CFX-5,
COYOTE, FIDAP, FLUENT, LINFLOW, NASTRAN,
STAR-CD.
Использование пакета ANSYS для решения задач
механики разрушения.Упругая задача: расчет
коэффициентов интенсивности напряжений методом
аппроксимации перемещений берегов трещины.
Прямой метод вычисления J-интеграла и расчет
коэффициентовинтенсивности напряжений.
Упругопластическая задача. Термоупругая задача.
Основыязыка APDL. Использование APDL для
создания макросов. Шифрование макросов.
Перечень команд APDL.
Наименование темы
(раздела, части)
Использование языков
программирования
Вид учебных занятий
лекции
2
практические занятия
по методическим
материалам
4
лекции
2
практические занятия
по методическим
материалам
лекции
4
2
практические занятия
по методическим
материалам
4
лекции
4
практические занятия
0
по методическим
материалам
4
Вид учебных занятий
лекции
Количество
часов
Количество часов
2
№
п/п
Наименование темы (раздела, части)
высокого уровня при
решении задач
механики
деформируемого
твердого тела.
Вид учебных занятий
Количество
часов
практические занятия
по методическим материалам
1
Раздел 3.Обеспечение учебных занятий
3.1. Методическое обеспечение
3.1.1. Методические указания по освоению дисциплины
Для преподавателей имеются электронные презентации всех лекций.
3.1.2. Методическое обеспечение самостоятельной работы
Контрольные вопросы и задания для текущей самостоятельной работы слушателей по всем
модулям выбираются согласно темам основного курса (см. п. 2.2).
3.1.3. Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
и критерии оценивания
Реализацию текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации согласно
графику преподаватель осуществляет за счет часов, предусмотренных нормами времени на
рецензирования контрольных работ (домашних заданий, тестов), проведение консультаций и пр.
3.1.4. Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные средства)
Приводится описание контрольно-измерительных материалов.
На первом
занятиипреподаватель доводит до сведения студентов график (сроки) текущего контроля их
самостоятельной работы и критерии оценки знаний по всем формам контроля иучебным
процедурам (устный опрос, контрольная работа, тест, проверка домашних заданий.
Преподаватель имеет право устанавливать количество модулей по дисциплине, количество
контрольных точек в семестре по различным формам контроля.
3.1.5. Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества
учебного процесса
3.2.
Кадровое обеспечение
3.2.1. Образование и (или) квалификация преподавателей и иных лиц, допущенных к
проведению учебных занятий.
К чтению лекций должны привлекаться преподаватели, имеющие ученую степень доктора
или кандидата наук (в том числе степень PhD, прошедшую установленную процедуру признания
и установления эквивалентности) и/или ученое звание профессора или доцента. Преподаватели,
привлекаемые к проведению практических занятий, должны иметь базовое образование и/или
ученую степень, соответствующие профилю преподаваемой дисциплины.
3.2.2. Обеспечение учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом.
Учебно-вспомогательный
и
инженерно-технический
персонал
соответствующее высшее образование.
3.3.
должен
иметь
Материально-техническое обеспечение
3.3.1. Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий
Лекционные аудитории оборудованные для проведения интерактивных
видеопроектор, экран настенный, др. оборудование.
лекций:
3.3.2. Характеристики аудиторного оборудования, в том числе неспециализированного
компьютерного оборудования и программного обеспечения общего пользования
3.3.3. Характеристики специализированного оборудования
Для проведения лабораторного практикума необходим
современным оснащением.
компьютерный класс с
3.3.4. Характеристики специализированного программного обеспечения
В компьютерном классе должна быть установлено программное обеспечение: Maple,
ANSYS, AdobeAcrobatReader, PowerPoint и др. Каждый обучающийся во время занятий и
самостоятельной подготовки должен быть обеспечен рабочим местом в компьютерном классе с
выходом в Интернет и корпоративную сеть факультета.
3.3.5. Перечень и объемы требуемых расходных материалов.
Фломастеры цветные, губки, бумага формата А4,канцелярские товары, картриджи
принтеров, диски, флеш-накопители и др. в объёме, необходимом для организации и проведения
занятий, по заявкам преподавателей, подаваемым в установленные сроки.
3.4.
Информационное обеспечение
3.4.1. Список обязательной литературы
Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности. Изд-во МГУ, 1995.
Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях. Учеб.
пособие / Под ред. В.А. Садовничего. –М.: Высшая школа, 2000. – 190 с.
Киреев В.И. Численные методы в примерах и задачах: Учеб.пособие / В.И. Киреев, А.В
Пантелеев. 2-е изд. стер. - М.: Высш. шк., 2006. —480 с.
А.В.Чигарев, А.С.Кравчук, А.Ф.Смалюк. ANSYS для инженеров. M, 2004.
3.4.2. Список дополнительной литературы
Басов К.А. ANSYS: справочник пользователя. — ДМК Пресс, 2005.
3.4.3. Перечень иных информационных источников
Раздел 4. Разработчики программы:
Л.А. Венатовская, кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры теоретической и прикладной
механики
Н.В.Наумова, кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики