МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Физико-технический институт

Кафедра моделирования физических процессов и систем



ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА


Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 03.03.02 ФИЗИКА

(уровень бакалавриата), форма обучения очная

Тюменский государственный университет

2015 г.

       Шевелёв физика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов для студентов направления 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) , форма обучения очная. Тюмень: Издательство  Тюменского государственного университета, 2015,  19  стр.


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

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: «Теоретическая механика» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. umk3plus. utmn. ru., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой моделирования физических процессов и систем. Утверждено и. о.директора Физико-технического института.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой моделирования физических процессов и систем , к. ф.-м. н., доцент



© Тюменский государственный университет, 2015.

©, 2015.

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:

Пояснительная записка, которая содержит: Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является освоение методики проведения численных исследований физических процессов, знакомство с основными численными методами для обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) и уравнений в частных производных (УрЧП), получение опыта численных исследований, ознакомление с основными требованиями к анализу и оформлению результатов исследований.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Задачи учебного курса:

- познакомить студентов сосновными этапи математического моделирования и численного исследования физических процессов;

- научить анализировать масштабы процессов и роль различных связей при моделировании;

- дать понятия масштабных и безразмерных переменных их роль и цели обезразмеривания уравнений;

- дать основные требования к отчетам о научных исследованиях, их содержания и структуру.

1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина «Вычислительная физика» – это обязательная дисциплина, которая входит в базовую часть Блока 1. Дисциплины.

Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные (или приобретаемые параллельно) в результате освоения предшествующих дисциплин: «Математический анализ», «Механика», «Молекулярная физика», «Ядерная физика».

Освоение дисциплины «Вычислительная физика» необходимо при последующем изучении дисциплин «Физхика нефтяного и газового пласта», «Производственная практика», а также для подготовки и написания выпускной квалификационной работы.

Таблица 1.

Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

Физика нефтяного и газового пласта

+

+

+

+

+

+

+

2

Производственная практика

+

+

+

+

+

+

+

+

+

3

Выпускная квалификационная работа

+

+

+

+

+

+

+

+

+

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.

В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:

       - способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-6);

- способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (ПК-1);

- способностью пользоваться современными методами обработки, анализа и синтеза физической информации в избранной области физических исследований (ПК-5);

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине:

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- основные этапы математического моделирования и численного исследования физических;

- масштабы процессов и роль различных связей при моделировании;

Уметь:

- применять понятия масштабных и безразмерных переменных оценивать их роль и цели обезразмеривания уравнений;

- применять основные требования к отчетам о научных исследованиях, их содержания и структуру.

Владеть:

– математическим аппаратом описания физических явлений и законов;

– навыками работы с программными комплексами.

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр: 4,5. Форма промежуточной аттестации: зачет и экзамен и контрольная работа в каждом семестре. Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 324 академических часов, из них 216 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем (из них 5,45 часа – иные виды работ), 210,55  часов, выделенных на самостоятельную работу.

Таблица 2.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

4

5

Контактная работа:

216

96

120

Аудиторные занятия (всего)

В том числе:

Лекции

36

18

18

Практические занятия (ПЗ)

Семинары (С)

Лабораторные занятия (ЛЗ)

72

36

36

Иные виды работ:

5,45

2,42

3,03

Самостоятельная работа (всего):

210,55

87,58

122,97

Общая трудоемкость  зач. ед.

  час

9

4

5

324

144

180

Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

з, к/р

э, к/р

3. Тематический план

Таблица 3.



№

Модули и темы

недели семестра

Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.

Итого часов по теме

Итого количество  баллов

Лекции

Семинарские (практические) занятия

Лабораторные занятия

Самостоятельная работа*

1

2

3

4

5

6

7

8

9

4-й семестр

Модуль 1

1-5

1.1

Введение в вычислительную физику.

1-2

3

6

15

24

0-5

1.2.

Примеры численного исследования физических процессов, разделы физики, в основе которых лежат результаты численного анализа.

3-5

3

6

15

24

0-15

Всего по модулю 1:

6

12

30

48

0-20

Модуль 2

6-11

2.1

Расчет уравнения и диаграммы состояния реальных жидкостей и газов.

6-8

3

6

15

24

0-15

2.2

Уравнения состояния реальных жидкостей и газов, задачи физики разработки нефтяных месторождений, опирающиеся на расчет этих уравнений.

8-11

3

6

15

24

0-15

Всего по модулю 2:

6

12

32

48

0-30

Модуль 3

12-18

3.1

Метод Кардано и итерационный метод Ньютона для расчета уравнений состояния.

12-13

2

4

10

16

0-15

3.2

Основные этапы математического моделирования физических процессов.

14-16

2

4

10

16

0-15

3.3

Масштабы физических процессов, условия применимости модели материальной точки.

17-18

2

4

10

16

0-20

Всего по модулю 3:

6

12

32

48

0-50

Всего за семестр

18

36

96

144

0-100

5-й семестр

Модуль 1

1-5

1.1.

Оформление результатов научных исследований. Основные требования к содержанию отчетов о НИР.

1-2

3

6

20

29

0-5

1.2

Моделирование работы и расчет основных элементов гидроциклона.

3-5

3

6

20

29

0-15

Всего по модулю 1:

6

12

40

58

0-20

Модуль 2

6-11

2.1.

Цели и задачи обезразмеривания уравнений, критерии подобия, пи-теорема.

6-8

3

6

20

29

0-15

2.2

Численные методы решения ОДУ.

8-11

3

6

20

29

0-15

Всего по модулю 2:

6

12

40

58

0-30

Модуль 3

12-18

3.1

Моделирование процессов движения сплошных сред. Понятие сплошной среды.

12-13

2

4

15

21

0-15

3.2

Подход Эйлера и Лагранжа к описанию движения сплошных сред. Уравнения в частных производных.

14-16

2

4

15

21

0-15

3.3

Расчет процессов дисперсии радиоактивных отходов при их подземном захоронении. Методы захоронения ядерных отходов. Диффузия в пористой среде. Модель диффузии в горных породах. Численные методы решения задач диффузии.

17-18

2

4

16

22

0-20

Всего по модулю 3:

6

12

30

64

0-50

Всего за семестр

18

36

90

180

0-100

Итого (часов, баллов):

36

72

216

324

    * Включая иные виды работ.

4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4