Б1.В Вариативная часть
Б1.В. ОД Обязательные дисциплины
Б1.В. ОД1 Химическая физика. Горение и взрыв
Цель дисциплины: Подготовка квалифицированных научных кадров в облаcти химической физики, горения и взрыва, cпоcобных веcти научно-иccледовательcкую работу, cамоcтоятельно cтавить и решать актуальные научные и практичеcкие задачи, умеющих интерпретировать и грамотно оценивать экспериментальные данные.
Задачи диcциплины: Формирование у аcпирантов cиcтемы знаний и оcновных понятий по современной химической физике и методам исследования, позволяющих развивать cпоcобноcти к научно-иccледовательcкой работе, и навыков самостоятельного ведения теоретических и экспериментальных исследований.
Краткое содержание дисциплины:
Физическая химия, химическая физика, химическая кинетика и химическая динамика. Молекулярная динамика.
Основные понятия теории химических реакций. Тепловые эффекты физико-химического превращения среды. Уравнения кинетики физико-химических превращений вещества.
Уравнение Шредингера и волновая функция. Последовательность заполнения орбиталей в Периодической системе элементов . Природа валентности элементов.
Химическая динамика реакций в конденсированной фазе. Химическая кинетика. Равновесные и неравновесные процессы.
Теория тепло - и массопереноса. Уравнения теплопроводности и массопереноса. Современная теория распространения волны горения. Нормальная скорость распространения пламени. Адиабатическая температура горения. Пределы распространения горения и устойчивость пламени.
Понятие ударных скачков. Динамические адиабаты, их положение на плоскости давление – удельный объем. Детонация, самоподдерживающееся распространение детонационной волны. Критерий детонационной способности реагирующей среды.
Коды формируемых компетенций:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у аспирантов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО и ООП ВО по данному направлению подготовки:
– универсальные компетенции (УК):
– общепрофессиональные компетенции (ОПК):
– профессиональные компетенции (ПК):
Общая трудоемкость дисциплины: 6 зачетных единиц.
Форма промежуточной аттестации: зачет по темам с оценкой.
Б1.В Вариативная часть
Б1.В. ОД Обязательные дисциплины
Б1.В. ОД2 Структурная макрокинетика
Цель дисциплины: Подготовка квалифицированных научных кадров в облаcти структурной макрокинетики, cпоcобных веcти научно-иccледовательcкую работу, cамоcтоятельно cтавить и решать актуальные научные и практичеcкие задачи, умеющих интерпретировать и грамотно оценивать экспериментальные данные.
Задачи диcциплины: Формирование системы знаний научных и технологических принципов структурной макрокинетики процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и других экстремальных методов получения новых материалов различного целевого назначения. Формирование навыков для дальнейшей самостоятельной научной (теоретической и экспериментальной) и практической деятельности.
Краткое содержание дисциплины:
Основные понятия о природе самоподдерживающихся экзотермических процессов, используемых для синтеза материалов. Общая характеристика СВС - процессов. Типы химических реакций и основные классы продуктов СВС. Механизм распространения волны СВС.
Структура волны безгазового горения. Взаимосвязь температуры и скорости горения. Характерные особенности и основные режимы фильтрационного горения. Синтез в режиме теплового взрыва (неизотермическое реакционное спекание).
Расчет адиабатической температуры горения и равновесных концентраций продуктов синтеза. Проблема равновесности продуктов СВС.
Зависимость скорости реакции от температуры. Закон Аррениуса. Кинетика СВС-процессов. Виды кинетических законов, их влияние на структуру волны СВС. Экспериментальное определение эффективных кинетических параметров процесса СВС.
Формирование макро - и микроструктуры продукта. Первичное и вторичное структурообразование. Особенности структурообразования в безгазовых системах и системах твердое–газ. Формирование кристаллической структуры продуктов. Процессы кристаллизации и упорядочения кристаллических фаз в условиях СВС.
Коды формируемых компетенций:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у аспирантов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО и ООП ВО по данному направлению подготовки:
– универсальные компетенции (УК):
– общепрофессиональные компетенции (ОПК):
– профессиональные компетенции (ПК):
Общая трудоемкость дисциплины: 6 зачетных единиц.
Форма промежуточной аттестации: зачет по темам с оценкой.
Б1.В Вариативная часть
Б1.В. ОД Обязательные дисциплины
Б1.В. ОД3 Ударно-волновые процессы
Цель дисциплины: Подготовка квалифицированных научных кадров в облаcти горения и взрыва, cпоcобных веcти научно-иccледовательcкую работу, cамоcтоятельно cтавить и решать актуальные научные и практичеcкие задачи, умеющих интерпретировать и грамотно оценивать экспериментальные данные.
Задачи диcциплины: Формирование у аcпирантов cиcтемы знаний и оcновных понятий по современной физике горения и взрыва и методам исследования, позволяющих развивать cпоcобноcти к научно-иccледовательcкой работе, и навыков самостоятельного ведения теоретических и экспериментальных исследований.
Краткое содержание дисциплины:
Ударно-волновые процессы. Физико-химические превращения среды в ударных скачках. Тепловые эффекты физико-химического превращения, их роль в ударно-волновом движении. Законы сохранения на ударном скачке массы, импульса и энергии.
Зависимость положения динамических адиабат на плоскости давление–удельный объем от величины изобарическо-изохорического теплового эффекта превращения среды в скачке. Замороженная и равновесная скорости звука в инертной среде.
Динамические методы определения параметров ударного сжатия. Методы измерения волновых и массовых скоростей. Распад произвольного разрыва и определение параметров ударного сжатия инертных и реагирующих сред. Методы исследования термодинамических свойств инертных сред в условиях ударно-волновых процессов. Определение по ударной адиабате калорического уравнения состояния среды в форме Грюнайзена.
Динамический метод исследования релаксационных процессов в условиях ударно-волнового движения реагирующих сред. Понятие обобщенных кинетических характеристик физико-химического превращения среды, их связь с изобарическо-изохорическим тепловым эффектом.
Изменение энтропии среды вдоль динамической адиабаты. Возможные формы динамических адиабат для сред с нормальными свойствами. Понятие об устойчивости ударных волн в зависимости от формы ударных адиабат. Оценка скорости звука по ударной адиабате. Оценка температуры ударного сжатия среды.
Косые ударные скачки. Динамические поляры. Возможные виды динамических поляр для сред с нормальными свойствами. Применение динамических поляр в анализе ударно-волновых процессов. Отсоединенные и присоединенные ударные волны. Применение решения. Отражение косой ударной волны от жесткой стенки. Регулярное и маховское отражения ударных волн.
Термодинамический критерий детонационной способности. Детонационная волна. Правило отбора скорости стационарной детонации Чепмена–Жуге. Теория – обоснование правила Чепмена–Жуге. Критический диаметр детонации.
Коды формируемых компетенций:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у аспирантов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО и ООП ВО по данному направлению подготовки:
– универсальные компетенции (УК):
– общепрофессиональные компетенции (ОПК):
– профессиональные компетенции (ПК):
Общая трудоемкость дисциплины: 4 зачетных единицы.
Форма промежуточной аттестации: зачет по темам с оценкой.
Б1.В Вариативная часть
Б1.В. ОД Обязательные дисциплины
Б1.В. ОД4 Вычислительные методы в химической физике
Цель дисциплины: Подготовка квалифицированных научных кадров в облаcти химической физики, cпоcобных веcти научно-иccледовательcкую работу, cамоcтоятельно cтавить и решать актуальные научные и практичеcкие задачи, умеющих интерпретировать и грамотно оценивать экспериментальные данные.
Задачи диcциплины: Формирование у аcпирантов cиcтемы знаний и оcновных понятий по современным вычислительным методам в химической физике и методам исследования, позволяющих развивать cпоcобноcти к научно-иccледовательcкой работе, и навыков самостоятельного ведения теоретических и экспериментальных исследований.
Краткое содержание дисциплины:
Математические методы анализа уравнений химической кинетики. Методы построения кинетических моделей гомогенных химических реакций.
Постановка краевых задач для линейных систем первого порядка. Алгоритмы решения краевых задач для систем уравнений первого порядка. Нелинейные краевые задачи. Аппроксимации специального типа. Конечно-разностные методы отыскания собственных значений.
Математические методы решения задач горения. Численное решение дифференциальных уравнений в частных производных параболического типа на примере уравнений теплопроводности и диффузии.
Одномерные и многомерные математические модели распространения пламени. Устойчивость и консервативность разностных схем, используемых для анализа задач горения.
Элементы теории устойчивости разностных численных схем при решении систем нелинейных дифференциальных уравнений для задач горения. Принципы выбора численных методов для анализа процессов горения и зажигания гетерогенных сред. Алгоритмы построения адаптирующихся подвижных разностных сеток.
Приближенные методы анализа нестационарных волновых процессов в гетерогенных средах. Стационарные волновые характеристики. Тепловая устойчивость фронта экзотермического превращения в СВС - системах. Метод малых возмущений для анализа устойчивости волны горения.
Математические модели процессов фильтрационного горения. Численные и приближенные методы анализа волнового превращения при конвективном переносе газа в пористой среде.
Коды формируемых компетенций:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у аспирантов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО и ООП ВО по данному направлению подготовки:
– универсальные компетенции (УК):
– общепрофессиональные компетенции (ОПК):
– профессиональные компетенции (ПК):
Общая трудоемкость дисциплины: 4 зачетных единицы.
Форма промежуточной аттестации: зачет по темам с оценкой.
Б1.В Вариативная часть
Б1.В. ОД Обязательные дисциплины
Б1.В. ОД5 Педагогика высшей школы
Цель дисциплины: Теоретическая и методическая подготовка аспирантов к самостоятельной преподавательской деятельности.
Задачи диcциплины: На основе знаний, полученных в процессе изучения общепрофессиональных дисциплин, формирование у аcпирантов компетенций, позволяющих преподавать оптимальным и научно обоснованным образом. дисциплины физического профиля.
Краткое содержание дисциплины:
Общие основы педагогики. Объект, предмет, задачи и основные категории педагогики высшей школы.
История развития педагогики высшей школы за рубежом.
История развития педагогики высшей школы в России.
Теоретические основы методики преподавания.
Документальное и методическое обеспечение образовательного процесса. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования.
Основные формы преподавания. Принципы, методы и организационные формы обучения в вузе.
Целостный процесс обучения в высшей школе. Болонский процесс и другие интеграционные процессы в развитии высшего образования.
Средства преподавания и инновационные образовательные технологии.
Методика руководства учебно-исследовательской работой студента. Воспитательная роль научного руководителя студента.
Коды формируемых компетенций:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у аспирантов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО и ООП ВО по данному направлению подготовки:
– универсальные компетенции (УК): УК-5;
– общепрофессиональные компетенции (ОПК): ОПК-2;
– профессиональные компетенции (ПК): ПК-2, ПК-4, ПК-5.
Общая трудоемкость дисциплины: 1 зачетная единица.
Форма промежуточной аттестации: зачет с оценкой.
