Рабочая программа учебной дисциплины (стр. 1 )

Новокузнецкий филиал-институт ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет» Кафедра математики и математического моделирования Факультет информационных технологий РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины ОПД. В «МЕТОДЫ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ» (шифр и наименование дисциплины по рабочему учебному плану ООП) для специальности (010501)«Прикладная математика и информатика» (шифр и название специальности) для дневной формы обучения Составитель(и)/разработчик(и) программы , ст. преподаватель (Ф. И.О., должность и степень) Новокузнецк

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная и дополнительная учебная литература

Лист-вкладка рабочей программы учебной дисциплины

Методы конечных элементов, ОПД, дисциплина по выбору

название дисциплины, цикл, компонент

Список основной учебной литературы

*Указания о контроле на момент переутверждения программы	Сведения об учебниках	Соответствие ГОС (для федеральных дисциплин) или соответствия требованиям ООП (для региональных и вузовских) - указание на недостаточно отраженные в учебнике разделы	Количество экземпляров в библиотеке на момент переутверждения программы
Дата	Внесение, продление или исключение / Подпись отв. за метод работу	Наименование, гриф	Автор	Год издания
1	2	3	4	5	6	7
	Внесение	1. Основы численных методов: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2002. – 840 с. – Гриф МО «Допущено»		2002	Соответствует ГОС	50

· 

Содержание

1 Рабочая программа учебной дисциплины

1.1 Пояснительная записка

1.2 Виды занятий, формы контроля

1.3 Уровни освоения дисциплины и критерии оценки на экзамене и зачете

1.4 Материалы, определяющие порядок и содержание проведения

промежуточных и итоговых аттестаций в соответствии с требованиями ГОС

1.5 Учебно-тематический план

1.6 Содержание разделов дисциплины

1.7 Средства обучения

1.8 Методические рекомендации преподавателям

2 Тематика и Методические указания студенту по подготовке к семинарским и практическим занятиям

2.1 Тематика практических занятии

2.2 Методические указания студенту по подготовке к практическим занятиям

3 методические указания студенту по организации самостоятельной работы по дисциплине

График самостоятельной работы студентов

3.1 Указания по выполнению самостоятельной работы

3.2 Указания по оформлению работ

3.3 Формы текущего, промежуточного и итогового контроля

4 Задания по установленным формам контроля

4.1 Задания к практическим занятиям (7 семестр)

4.2 Задания к практическим занятиям (8 семестр)

4.3 Курсовая работа

4.4 Перечень вопросов к экзамену и зачету

1.1 Пояснительная записка

Дисциплина «Методы конечных элементов» входит в состав учебного плана для студентов специальности 010501 «Прикладная математика и информатика». Ее место – в ряду общих профессиональных дисциплин по выбору.

Изучение дисциплины «Методы конечных элементов» для специальности «Прикладная математика и информатика» проводится на четвертом курсе. Дисциплина «Методы конечных элементов» является комплексной дисциплиной, объединяющей идеи естественных наук (классической механики, физики) и использующей аппарат алгебры и геометрии, теории дифференциальных уравнений и вариационного исчисления. Изучение дисциплины «Методы конечных элементов» базируется на теоретических материалах, изучаемых в дисциплинах: "Физика", "Дифференциальные уравнения", «Математический анализ», «Геометрия и алгебра», «Численные методы решения краевых задач» и «Уравнения математической физики».

Целью изучения курса «Методы конечных элементов» является численное решение конкретных инженерных и физических задач (от анализа напряжений в конструкциях самолетов или автомобилей до расчета таких сложных систем, как атомная электростанция, рассматривается движение жидкости по трубам, через плотины, в пористых средах, исследуется течение сжимаемого газа, решаются задачи электростатики и смазки, анализируются колебания систем). Она является составной частью общей цели ООП – подготовить высококвалифицированных специалистов – математиков для работы в отраслях народного хозяйства, научных и учебных заведениях соответствующего профиля.

В результате изучения дисциплины выпускаемый специалист должен:

1. Знать вариационные принципы и гипотезы построения конечных элементов.

2. Знать методы решения задач статики, кинематики и динамики движения материальной точки и систем материальных точек.

3. Знать методы приведения задач классической механики к вариационной форме.

4. Уметь строить аппроксимации, удовлетворяющие необходимым условиям гладкости.

5. Уметь строить параметризацию поверхности оболочки в случае дискретного задания ее геометрии.

6. Уметь оценивать адекватность описания существенных свойств механических систем с помощью математических моделей.

1.2 Виды занятий, формы контроля

Курс «Метод конечных элементов» для специальности «Прикладная математика и информатика» состоит из теоретических и практических занятий.

Теоретические занятия проводятся в форме лекций. Практические занятия проводятся в формах – групповое и индивидуальное решение задач по темам курса. Самостоятельная работа студентов осуществляется в выполнении заданий. По дисциплине осуществляется текущий контроль в форме проверки контрольных вопросов и работ по практическим занятиям.

По учебному плану предусмотрено 16 часов лекций, 34 часа практических занятий в седьмом семестре и 16 часов лекций и 32 часа практических занятий в восьмом семестре.

Семестр	Виды учебных занятий	Форма контроля
Аудиторные	Внеаудиторные
Лекции	Практика	Контрольная	Курсовая	Самостоятельная работа
7	17	34	-	+	61	экзамен
8	16	32	-	-	60	экзамен зачет

 

1.3 Уровни освоения дисциплины и критерии оценки на экзамене и зачете

Для успешного использования аппарата Методов конечных элементов в практической деятельности студент должен усвоить дисциплину в объеме тематического плана и получить практические навыки решения задач механики и физики.

Удовлетворительным является уровень освоения дисциплины, при котором студент усваивает:

– теоретические сведения: вариационные принципы построения теоретических моделей статики, кинематики и динамики механических систем; основные методы построения математических моделей равновесия и движения; построение математических моделей сложных естественных и технических объектов на базе фундаментальных физических законов с использованием типовых упрощающих предположений; постановки задач анализа устойчивости равновесия и движения механических систем;

– практические навыки построения теоретических математических моделей механических систем; способность использования типовых вычислительных алгоритмов для решения практических задач.

Хорошим является уровень освоения дисциплины, при котором студент дополнительно усваивает:

– теоретические сведения: методы построения математических моделей на основе феноменологических теорий механики деформируемого тела, теплопроводности, фильтрации;

– практические навыки: построения моделей сопряженных механических, химических и физических процессов в естественных и технических объектах.

Отличным является уровень освоения дисциплины, при котором студент показывает знакомство с дополнительной литературой и способность применять методы естественных наук и математического моделирования к исследованию объекта будущей дипломной работы.

Настоящая рабочая программа предусматривает межсессионную аттестацию на 8 неделе 7-го и 8-го семестра, экзамен в 7-м семестре и в 8-м семестре.

Критерий оценки на экзамене складывается из следующих показателей:

– уровень усвоения теоретических знаний, показанный при ответе на вопросы по билету (применяются критерии, указанные выше);

– уровень практических навыков, контролируемый качеством выполнения практических заданий, предложенных на экзамене.

Оценка «Отлично» на экзамене ставится при отличном ответе на теоретические вопросы.

Оценка «Хорошо» ставится, если студент показывает хорошие теоретические знания при отличных или хороших практических навыках.

Оценка «Удовлетворительно» ставится, если теоретическая или практическая подготовка студента соответствует удовлетворительному уровню.

Оценка «Неудовлетворительно» ставится, если теоретическая или практическая составляющая ниже удовлетворительного уровня.

1.4 Материалы, определяющие порядок и содержание проведения промежуточных и итоговых аттестаций в соответствии с требованиями ГОС

Материалы, определяющие порядок и содержание проведения промежуточных и итоговых аттестаций, соответствуют требованиям ГОС, приказам, распоряжениям и рекомендациям МО РФ, учебно-методического управления КемГУ и учебно-методического отдела НФИ КемГУ.

Материалы, определяющие порядок и содержание промежуточной и итоговой аттестаций, включают:

1.  График самостоятельной работы, определяющий сроки и форму текущих и промежуточных аттестаций.

2.  Расписание зачетов и экзаменов, определяющее сроки итоговой аттестации.

3.  Материалы, определяющие содержание аттестации, включающие:

– Вопросы на экзамен;

– Задания для самостоятельной практической работы по темам;

– Экзаменационные билеты на экзамен.

1.5 Учебно-тематический план рабочей программы учебной дисциплины

№	Название и содержание разделов, тем, модулей	Объем часов	Примечания, дополнительные указания, методические материалы, технические средства и др., необходимые для учебной работы
Общий	Аудиторная работа	Самостоятельная работа
Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия
1	2	3	4	5	6	7	8
Очная форма обучения
7 семестр
1	Метод конечных элементов. Дискретизация области. Типы конечных элементов.		2	2	-	6
2	Линейные интерполяционные полиномы.		2	6	-	8
3	Интерполяционные полиномы для дискретизованной области.		2	4	-	8
4	Пример: перенос тепла в стержне.		2	4	-	8
5	Кручение стержня некругового сечения		2	4	-	8
6	Перенос тепла за счет теплопроводности и конвекции.		2	6	-	8
7	Гидромеханика, безвихревое течение.		2	4	-	8
8	Радиальные и осесимметрические задачи теории поля.		3	4	-	7
	Форма контроля – экзамен, курсовая работа
	Итого по 7 семестру:	112	17	34	-	61

8 семестр
1	Нестационарные задачи теории поля.		2	4		8
2	Механика деформируемого твердого тела. Теория упругости.		2	4		8
3	Элементы высокого порядка. Одномерный элемент.		4	8		14
4	Треугольный и тетраэдральный элементы высокого порядка.		4	8		14
5	Четырехугольные элементы.		4	8		16
	Форма контроля – экзамен, зачет
	Итого по 8 семестру:	108	16	32	-	60
	Итого по курсу	220	32	66	-	122
Рекомендации к перезачету и переаттестации при обучении в сокращенные сроки (дисциплина в целом, разделы и темы)
	Применяются общие требования к перезачету и переаттестации
Формы контроля
	Промежуточное тестирование
	Экзамен, курсовая работа – 7 семестр.
	Экзамен, зачет – 8 семестр

1.6 Содержание разделов дисциплины

7 семестр: