Математическое моделирование в технической физике (стр. 3 )

Планирование самостоятельной работы магистрантов (СРМ)

№	Модули и темы	Виды СРМ	Неделя семестра	Объем часов
обязательные	дополнительные
Первый семестр
Модуль 1
1.1	1.Теория математического моделирования. Концепция и основные подходы математического моделирования.	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций; 3. подготовка к беседе	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет	1,2,3	12
1.2	2.Основные этапы физико-математического моделирования	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций; 3. подготовка к беседе	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет	4,5,6	12
	Всего по модулю 1:	24
Модуль 2
2.1	3.Классификация физико-математических моделей	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. выполнение домашнего задания	7,8,9	12
2.2	4.Методы математического моделирования. Численные методы решения задач в технической физике.	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет; 3. подготовка презентации.	10,11,12	12
	Всего по модулю 2:	24
Модуль 3
3.1	5.Компьютерная реализация математических моделей	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. выполнение домашнего задания	13,14,15	12
3.2	6.Идентификация и обоснование моделей в технической физике	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет; 3. выполнение домашнего задания.	16,17,18	12
	Всего по модулю 3:	24
	ИТОГО:	72
Второй семестр
Модуль 1
1.1	1.Примеры математического моделирования в технической физике. Компьютерное моделирование пластовых систем.	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций; 3. подготовка к беседе	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет	1,2	18
1.2	2.Моделирование скважин и трубопроводов.	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций; 3. подготовка к беседе	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет	3,4,5	18
	Всего по модулю 1:	36
Модуль 2
2.1	3.Математические модели в строительной физике	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. выполнение домашнего задания	6,7,8	18
2.2	4.Моделирование реальных процессов и систем. Моделирование в нефтегазовом комплексе.	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет; 3. подготовка презентации.	9,10,11	18
	Всего по модулю 2:	36
Модуль 3
3.1	5.Моделирование в энергетике	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. выполнение домашнего задания	12,13,14	19
3.2	6.Моделирование в строительстве	1. Работа с учебной литературой. 2. Проработка лекций	1. работа с дополнительной литературой; 2. поиск информации по заданной теме в сети Интернет; 3. выполнение домашнего задания.	15,16,17	19
	Всего по модулю 3:	38
	ИТОГО за второй семестр:	110
	ИТОГО за весь курс дисциплины:	182

4.  Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6
Первый семестр
1.	Тепломасообмен и теплотехника			+		+
2.	Механика деформируемого твердого тела и прочность	+	+		+
Второй семестр
1.	Выпускная квалификационная работа	+	+	+	+	+	+
2.	Физико-математическое моделирование в нефтегазовом и строительном комплексе	+	+	+	+	+	+
3.	Информационные технологии в технической физике	+	+	+	+	+	+

5.  Содержание дисциплины.

Первый семестр:

Модуль 1:

Тема 1. Теория математического моделирования. Концепция и основные подходы математического моделирования. Основы и концептуальные подходы к физико-математическому моделированию процессов и систем. Системный анализ в задачах математического моделирования.

Тема 2. Основные этапы физико-математического моделирования. Основные принципы организации процесса математического моделирования в нефтегазовых и строительных технологиях. Постановка задач, формализация моделей, допущения и ограничения моделей, реализация моделей на компьютерах, проверка адекватности моделей, идентификация параметров модели.

Модуль 2.

Тема 3. Классификация физико-математических моделей. Основания для классификации моделей. Основные типы и классы моделей в нефтегазовой и строительной отрасли.

Тема 4. Методы математического моделирования. Численные методы решения задач в технической физике. Моделирование процессов и систем на различных уровнях сложности. Одномерные, двумерные и трехмерные модели. Нестационарные модели. Современные численные методы решения задач в нефтегазовых и строительных технологиях.

Модуль 3.

Тема 5. Компьютерная реализация математических моделей. Основные принципы и методы компьютерной реализации математических моделей. Базы данных. Языки и среды программирования. Этапы и особенности реализации компьютерных моделей.

Тема 6. Идентификация и обоснование моделей в технической физике. Составления результатов компьютерного моделирования с известными теоретическими и расчетными данными. Основы экспериментального обоснования и идентификации параметров в технической физике.

Второй семестр:

Модуль 1:

Тема 1. Примеры математического моделирования в технической физике. Компьютерное моделирование пластовых систем. Математическое моделирование в подземной гидродинамики и теплофизике. Геологические модели. Гидродинамические модели. Прогнозные экономические модели.

Тема 2. Моделирование скважин и трубопроводов. Модели квазиодномерного течения в трубопроводах. Моделирование течений в нефтяных и газовых скважинах. Моделирование промысловых трубопроводов. Магистральные трубопроводы.

Модуль 2.

Тема 3. Математические модели в строительной физике. Моделирование параметров теплоносителя в системах отопления и газоснабжения. Моделирование тепломасоопереноса в ограждающих конструкциях. Тепловые режимы в помещениях.

Тема 4. Моделирование реальных процессов и систем. Моделирование в нефтегазовом комплексе. Комплексное математическое моделирование в нефтегазовом комплексе. Моделирование осложнений (гидротообразование, парафинообразование, солеотложение) при эксплуатации трубопроводов.

Модуль 3.

Тема 5. Моделирование в энергетике. Моделирование теплоэнергетических установок (паровые, газотурбинные, парогазовые, газопаровые установки). Диагностика параметров при эксплуатации энергоустановок.

Тема 6. Моделирование в строительстве. Моделирование взаимодействия грунтов с инженерными конструкциями. Моделирование оттаивания, промораживание грунтов. Моделирование морозного пучения грунтов.

6.  Планы лабораторных занятий.

Первый семестр

Модуль 1:

Тема 1. Теория математического моделирования. Концепция и основные подходы математического моделирования. Ознакомление с методами контрольных объемов. Изучение основные подходов к математическому моделированию (3 часа)

Тема 2. Основные этапы физико-математического моделирования. Основы программирования задач технической физики. (3 часа)

Модуль 2.

Тема 3. Классификация физико-математических моделей. Методы программной реализации численных методов. Выбор численных методов в задачах технической физики. (3 часа)

Тема 4. Методы математического моделирования. Численные методы решения задач в технической физике. Метод контрольных объемов при решении задач технической физики (3 часа)

Модуль 3.

Тема 5. Компьютерная реализация математических моделей Основы программных комплексов Irap RMS и Tempest More. Разработка блок-схемы и компьютерной модели течения газа в трубопроводах. (3 часа)

Тема 6. Идентификация и обоснование моделей в технической физике. Расчетно-параметрическое исследование течения газа в трубопроводе. (3 часа)

Второй семестр:

Модуль 1:

Тема 1. Примеры математического моделирования в технической физике. Компьютерное моделирование пластовых систем. Основы программных комплексов геологического и гидродинамического моделирования. Гидродинамическое моделирование пласта. (3 часа)

Тема 2. Моделирование скважин и трубопроводов. Методы геологического и гидродинамического моделирования. Моделирование течений нефти в скважине и трубопроводе. (3 часа)

Модуль 2.

Тема 3. Математические модели в строительной физике. Решение реальных задач в строительстве. Моделирование температуры воздуха в помещении. (3 часа)

Тема 4. Моделирование реальных процессов и систем. Моделирование в нефтегазовом комплексе. Решение реальных задач в нефтегазовом комплексе. Геологическое моделирование нефтяного пласта. (3 часа).

Модуль 3.

Тема 5. Моделирование в энергетике Решение реальных задач в энергетике. Моделирование параметров энергетической газотурбинной установки (3 часа)

Тема 6. Моделирование в строительстве Решение реальных задач в строительстве. Моделирование тепловых полей в грунте. (3 часа)

7.  Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

7.1 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля)

Данной рабочей программой предусмотрена самостоятельная работа в объеме 182 часов.

Магистрантам предлагаются следующие формы самостоятельной работы:

·  изучение обязательной и дополнительной литературы;

·  выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях;

·  чтение текстов научно-популярной тематики;

·  поиск информации по заданной теме в сети Интернет;

·  самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий;

·  подготовка к написанию самостоятельных работ, сдача зачета.

Результаты СРМ могут быть представлены в форме презентации, доклада по теме, реферата или иного проекта.

7.2 Формы текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

В качестве форм текущей аттестации используются такие формы, как проверка домашних заданий, самостоятельные работы, устные опросы, доклады и др.

Промежуточный контроль имеет форму самостоятельных работ и коллоквиумов, в которой оценивается уровень овладения обучающимися знаниями по предмету.

Итоговый контроль (экзамен) проводится в устной форме. Экзамен включает устную часть, в которой оценивается знание изученных тем и беседу с преподавателем.

Примерные контрольные вопросы к экзамену:

1.  Теория математического моделирования. Концепция и основные подходы математического моделирования.

2.  Основы и концептуальные подходы к физико-математическому моделированию процессов и систем. Системный анализ в задачах математического моделирования.

3.  Основные этапы физико-математического моделирования. Основные принципы организации процесса математического моделирования в нефтегазовых и строительных технологиях.

4.  Постановка задач, формализация моделей, допущения и ограничения моделей, реализация моделей на компьютерах, проверка адекватности моделей, идентификация параметров модели.

5.  Классификация физико-математических моделей. Основания для классификации моделей.

6.  Основные типы и классы моделей в нефтегазовой и строительной отрасли.

7.  Методы математического моделирования. Численные методы решения задач в технической физике.

8.  Моделирование процессов и систем на различных уровнях сложности. Одномерные, двумерные и трехмерные модели. Нестационарные модели.

9.  Современные численные методы решения задач в нефтегазовых и строительных технологиях.

10.  Компьютерная реализация математических моделей. Основные принципы и методы компьютерной реализации математических моделей.

11.  Базы данных.

12.  Языки и среды программирования.

13.  Этапы и особенности реализации компьютерных моделей.

14.  Идентификация и обоснование моделей в технической физике.

15.  Составления результатов компьютерного моделирования с известными теоретическими и расчетными данными.

16.  Основы экспериментального обоснования и идентификации параметров в технической физике.

17.  Примеры математического моделирования в технической физике. Компьютерное моделирование пластовых систем. Математическое моделирование в подземной гидродинамики и теплофизике. Геологические модели. Гидродинамические модели. Прогнозные экономические модели.

18.  Моделирование скважин и трубопроводов.

19.  Модели квазиодномерного течения в трубопроводах.

20.  Моделирование течений в нефтяных и газовых скважинах. Моделирование промысловых трубопроводов. Магистральные трубопроводы.

21.  Математические модели в строительной физике. Моделирование параметров теплоносителя в системах отопления и газоснабжения.

22.  Математические модели в строительной физике. Моделирование тепломасоопереноса в ограждающих конструкциях. Тепловые режимы в помещениях.

23.  Моделирование реальных процессов и систем. Комплексное математическое моделирование в нефтегазовом комплексе.

24.  Моделирование осложнений (гидротообразование, парафинообразование, солеотложение) при эксплуатации трубопроводов.

25.  Моделирование в энергетике. Моделирование теплоэнергетических установок (паровые, газотурбинные, парогазовые, газопаровые установки).

26.  Моделирование в энергетике. Диагностика параметров при эксплуатации энергоустановок.

27.  Моделирование в строительстве. Моделирование взаимодействия грунтов с инженерными конструкциями.

28.  Моделирование в строительстве. Моделирование оттаивания, промораживание грунтов.

29.  Моделирование в строительстве. Моделирование морозного пучения грунтов.

8.Образовательные технологии.

В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Математическое моделирование в технической физике» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:

·  практические занятия;

·  работа в малых группах.

9.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, включая электронно-библиотечные ресурсы (с исходными данными)	Кол-во экземпляров
Основная литература:
Информационные технологии. Учебник для вузов/под ред. . - М.: ЮРАЙТ, 20 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/57915/.	10
Шабаров : учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Теплофизика" напр. подготовки "Техническая физика" / . - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 20с.	30
Дополнительная литература:
, Лихачева системы и технологии: учебно-методический комплекс. М.: Евразийский открытый институт, 20 с.  [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/90543/.	10
Митюнина, Ирина Юрьевна. Компьютерные технологии в геофизике: учеб.-метод. пособие/ ; Перм. гос. ун-т. - Пермь: Изд-во ПГУ, 20с.	1
Моделирование на ЭВМ в геологии: Фундаментальные труды зарубежных ученых по геологии, геофизике и геохимии/ Д. Харбух, Г. Бонэм-Картер. - Москва: Мир, 19с.	1

10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, компьютерный класс для практических занятий.