- Nazwa przedmiotu:
- Obliczenia inżynierskie
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. F.E. Uilhoorn
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inżynieria Środowiska
- Grupa przedmiotów:
- Podstawowe
- Kod przedmiotu:
- 1110-ISIGA-MSP-2202
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Godziny kontaktowe 30, projekt komputerowy 10, zapoznanie się z literaturą 5, napisanie programu, uruchomienie, weryfikacja 15
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład0h
- Ćwiczenia30h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Matematyka i metody obliczeniowe
- Limit liczby studentów:
- Cel przedmiotu:
- Tematem tego kursu jest wprowadzenie do pracy w środowisku języka Matlab z elementarnym wprowadzeniem do metod numerycznych. Student nauczy się rozwiązywać rzeczywiste problemy inżynierskie w zakresie gazownictwa używając Matlab.
- Treści kształcenia:
- Podstawy Matlab. Krótka historia rozwoju środowiska obliczeniowego Matlab, zmienne i nadawanie im wartości, wprowadzanie prostych danych, podstawowe operatory arytmetyczne, priorytet działań arytmetycznych i logicznych, łańcuchy znaków, liczby rzeczywiste i zespolone itd.
Arytmetyka macierzowa i tablicowa.
Programowanie w Matlab: skrypty, funkcje i instrukcje sterujące. Tworzenie funkcji i skryptów z wykorzystaniem instrukcji warunkowych i pętli. Więcej o funkcjach - wskaźniki do funkcji, funkcje anonimowe, inline obiekty, podfunkcje, funkcje ze zmienną lub domyślną liczbą argumentów.
Projektowanie graficzne. Dwuwymiarowa i trójwymiarowa grafika:
specjalne funkcje do tworzenia wykresów, dodatkowe operacje na wykresach, nanoszenie opisów i objaśnień na wykresy, wykonywanie wykresów na danych macierzowych.
Obliczenia numeryczne. Numeryczne całkowanie pojedyncze, podwójne i potrójne. Rozwiązywanie liniowych równań algebraicznych. Rozwiązywanie nieliniowych równań algebraicznych. Aproksymacja i interpolacja funkcji jednej zmiennej. Numeryczne różniczkowanie funkcji: liniowe ODE pierwszego rzędu, równania różniczkowe zwyczajne wyższego rzędu i sztywne różniczkowe równanie. Programowanie nieliniowe z ograniczeniami.
Wybrane problemy zastosowań. Opracowanie skryptu na obliczenie
(1) układu równań przy użyciu metody Newtona oraz Jakobian za pomocą różnic skończonych w przód,
(2) współczynnika ściśliwości i gęstości gazu z równania stanu gazu rzeczywistego (np, Soave-Redlich-Kwong lub Penga-Robinsona),
(3) zależności spadku ciśnienia, temperatury i ciężaru gazu w zbiorniku od czasu podczas uwolnienia awaryjnego gazu,
(4) ciśnienia w tłoczni dla danej sieci, wykreślić ciśnienie w rurociągu w funkcji odlegości dla różnych przepływów gazu, obliczyć średnicę ruraciągu i odlegość rurociagu między tłoczniami,
(5) rozwiązanie równania przewodzenia ciepła za pomocą metody różnic skończonych,
(6) zadanie programowanie nieliniowe z ograniczeniami. Celem jest znalezienie optymalnych wymiarów komponentów produkcji tak, żeby zminimalizować koszt produkcji. Szczególnie chcemy wybrać wartośći poziom produkcji, ciśnienia w zbiorniku, moc sprężarki i objetość zbiornika przy minimalnych kosztach operacyjnych.
(7) zadań optymalicji z ograniczami za pomocą zewnętrznej funkcji kary. Wykreśl funkcję jako wykres konturowy w 2D oraz pokaż minimum wartości, jednocześnie wykreśl ograniczenie na tym samym wykresie.
- Metody oceny:
- Programowanie zadań
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Won Y. Yang, Wenwu Cao, Tae-Sang Chung, John Morris, Applied Numerical Methods Using MATLAB. 2005 Wiley.
2. Knight, A., Basics of Matlab and Beyond. 2000: Chapman & Hall/CRC.
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W01
- Posiada rozszerzoną, uporządkowaną wiedzę w zakresie języków programowania oraz wykorzystania metod numerycznych.
Weryfikacja: Programowanie zadań
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U01
- Potrafi przeprowadzić analizę i ocenę pomiarów i badań w tym pomiarów i symulacji komputerowych pozwalających ocenić wskaźniki charakteryzujące procesy cieplne w skali technicznej w gazownictwie.
Weryfikacja: Programowanie zadań
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka K01
- Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania sie i podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych
Weryfikacja: Programowanie zadań
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: