Численные методы в механике жидкости и газа (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ //

__________ _____________ 2011г.

Численные методы в механике жидкости и газа

Учебно-методический комплекс

Рабочая программа для студентов направления 011200.62 «Физика», профиль подготовки: «Фундаментальная физика»

очная форма обучения

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы _____________________________/

«______»___________2011г.

Рассмотрено на заседании кафедры Механики многофазных систем

«21» апреля 2011г., протокол № 10.

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем стр.

Зав. кафедрой ______________________________//

«______»___________ 2011г.

Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ «_____» ___________2011г., протокол № __

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ________________________//

«______»_____________2011г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________//

«______»_____________2011г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра механики многофазных систем

Численные методы в механике жидкости и газа

Учебно-методический комплекс

Рабочая программа для студентов направления 011200.62 «Физика», профиль подготовки «Фундаментальная физика»

очная форма обучения

Тюменский государственный университет

2011

Родионов методы в механике жидкости и газа. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 011200.62 «Физика», профиль подготовки «Фундаментальная физика», очная форма обучения. – Тюмень, 2011. – 17 с.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Численные методы в механике жидкости и газа [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой механики многофазных систем. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: зав. кафедрой механики многофазных систем, д. т.н., профессор

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

1. Пояснительная записка

Рабочая программа дисциплины «Численные методы в механике жидкости и газа» составлена в соответствии с требованиями к результатам, условиям и структуре подготовки бакалавров по естественнонаучному циклу дисциплины по выбору Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению:

011200.62 «Физика», профиль подготовки «Фундаментальная физика».

Рабочая программа дисциплины «Численные методы в механике жидкости и газа» подготовки бакалавров предназначена для организации обучения студентов Института математики, естественных наук и информационных технологий, которые продолжают осваивать курс физики. Материал представлен с учетом современных достижений и тенденций развития теории подземной гидродинамики и имеет общенаучную и прикладную направленность.

Программа рассчитана на пятый семестр. Вид аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 ч., зачетных единиц 2.

1.1.  Цели и задачи дисциплины (модуля)

Целью дисциплины – изучение численных методов расчета течений жидкости и газа, особенностей их применения при проектировании и в научном исследовании, научить решать различные задачи механики многофазных систем, рассмотреть методы, позволяющие решать широкий круг задач, как теоретического, так и практического значения

Задачи учебного курса:

- изучить основные законы механики многофазных систем;

- изучить основные понятия и определения, используемые в дисциплине;

- дать студентам необходимые знания, умения и навыки по вопросам применения численных методов в механике жидкости и газа;

- сформировать навыки разработки математических моделей и на их базе алгоритмов и программ гидрогазодинамических процессов и явлений.

1.2.  Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Численные методы в механике жидкости и газа» – это дисциплина, входящая в дисциплины по выбору естественнонаучного цикла.

Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные в результате освоения предшествующих дисциплин: «Общая физика», «Математическая физика».

Освоение дисциплины «Численные методы в механике жидкости и газа» необходимо при параллельном и последующем изучении дисциплин, предусмотренных учебным планом бакалавриата, в частности, «Механика многофазных систем», «Механика сплошных сред», «Математическая физика», а также для подготовки и написания выпускной квалификационной работы.

1.3.  Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО

В результате освоения ООП бакалавриата выпускник должен обладать следующими компетенциями:

·  способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

·  способностью выстраивать и реализовывать перспективные линии интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-5);

·  способностью применить основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-18);

·  способностью использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-20);

·  способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-25).

·  способностью использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач (ПК-1);

·  способностью применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);

·  научно-исследовательская деятельность:

·  способностью эксплуатировать современную физическую аппаратуру и оборудование (ПК-3);

·  способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

ЗНАТЬ особенности математического моделирования одномерных и трехмерных, дозвуковых и сверхзвуковых, ламинарных и турбулентных, внешних и внутренних течений идеальной и реальной несжимаемой и сжимаемой жидкостей; основные законы дисциплины, условия их применимости.

УМЕТЬ проводить расчеты течений жидкости и газа, учитывающие характерные особенности течений в различных системах энергетических установок; анализировать результаты расчетных исследований течений жидкости и газов, делать обоснованные выводы на основе такого анализа; проводить оценку адекватности полученных в результате расчетных исследований течений жидкости и газов данных; применять основные знания к решению практических задач.

ВЛАДЕТЬ математическим моделированием течений жидкости и газа; приемами и навыками решения конкретных задач из разных областей дисциплины, помогающих в дальнейшем решать инженерно-производственные и научные задачи.

2. Структура и трудоемкость дисциплины

Данная дисциплина изучается в 5-ом семестре. Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 ч., зачетных единиц 2, (лекции – 18 ч., лабораторные занятия – 18 ч., самостоятельная работа – 36 час.).

3. Тематический план

Таблица 1

Тематический план. V семестр

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Итого часов по теме	Из них в интерактивной форме	Итого количество баллов
Лекции	Лабораторные занятия	Самостоятельная работа
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Модуль 1	1-5
1.	Введение в курс «Численные мето-ды в механике жидкости и газа»	1-2	2	2	4	8	1	0-10
2.	Основные сведения о методах численного интегрирования дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих процессы распространения волн.	3-5	3	3	6	12	3	0-20
	Всего		5	5	10	20	4	0-30
	Модуль 2	6-11
3.	Методы решения систем линей-ных алгебраических уравнений.	6-7	2	2	4	8	2	0-15
4.	Методы численного интегрирования уравнений параболического типа	8-11	4	4	8	16	2	0-15
	Всего		6	6	12	24	4	0-30
	Модуль 3	12-18
5.	Методы численного интегрирования уравнений эллиптического типа для исследования стационарных фильтрационных течений жидкости и газа.	12-14	3	3	6	12	6	0-20
6.	Методы для исследования дозвуковых течений жидкости и газа.	15-18	4	4	8	16	6	0-20
	Всего		7	7	14	28	12	0-40
	Итого (часов, баллов)		18	18	36	72	20	0-100
	Из них в интерактивной форме		10		10

Таблица 2