Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Computer Methods in Energy Efficient Building
Koordynator przedmiotu:
R. Robert Gajewski, PhD, DSc
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Civil Engineering
Grupa przedmiotów:
Obligatory
Kod przedmiotu:
1080-BU000-ISA-0636
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Total: 75 hours = 3 ECTS Presence during laboratories - 30 hours, presence during lectures - 15 hours, homework projects 15 hours, literature studies 5 hours, preparation for laboratories 10 hours.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Total 45 hours = 2 ECTS: presence during laboratories 30 hours, presence during lectures 15 hours.
Język prowadzenia zajęć:
angielski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Total 40 hours = 1,5 ECTS: presence during laboratories - 30 hours, homework projects - 5 hours, preparation for laboratories 5 hours.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe30h
Wymagania wstępne:
Basics of algebra and mathematical analysis (mainly matrix calculations and analysis and calculus). Basics of structural mechanics (trusses, beams, frames); knowledge from Theoretical Mechanics, Strength of Materials and Structural Mechanics. Basics of building physics (heat transfer equations).
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Basic problems of theory of modelling, mathematical model, physical model, errors on different stages of modelling process. Fundamentals of Direct Stiffness Method and its application in static analysis of trusses, beams and frames. Theoretical foundations of discrete methos used in order to solve partial differential equations (Finite Element Method) - case study of heat transfer. Basic knowledge in the field of optimal design of engineering structures and processes and methods of their mathematical modelling. Knowledge about proper usage of computer software and ability to verify results of computer calculations.
Treści kształcenia:
Elements of mathematical modelling, general problems of mathematical modelling. Mathematical and numerical models of physical problems. Errors of modelling. Direct Stiffness Method. Spring element and its stiffness matrix. Truss element, Local and global coordinates. Transformation of displacements and forces. Beam and frame elements. Modelling of structures, loads and boundary conditions. Algorithm of the method. Aggregation, solution of linear equations. Theoretical foundations of formulation of heat transfer problem. Strong and weak formulations. Approximation, interpolation and extrapolation. Classical Finite Difference Method. Basics of Finite Element Method. Degrees of freedom, shape functions, iso-parametric elements, numerical integration. Boundary conditions. Errors of solutions. Introduction to optimal design problems. Linear programming problems. Solver. Mathematical models of optimal design problems. Basics of optimal design of structures.
Metody oceny:
In order to obtain positive grade Student if obliged to obtain at least 50% of points from both parts of the subject: theoretical (lectures) and practical (homework projects). Theoretical knowledge: test from lectures. Practical knowledge: three homework projects.
Egzamin:
nie
Literatura:
[1] Frederic P. Miller, Agnes F. Vandome, and John McBrewster. (2010). Direct Stiffness Method. Alpha Press. [2] Leet, K., Uang, C.-M., & Gilbert, A. (2010). Fundamentals of Structural Analysis (4 edition). New York, NY: McGraw-Hill Science/Engineering/Math [3] Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2006). Introduction to Heat Transfer (5. ed.). Wiley. [4] Jaluria, Y., & Torrance, K. K. E. (2003). Computational Heat Transfer. Taylor & Francis Group. [5] Arora, J. (2011). Introduction to Optimum Design, Third Edition (3 edition). Boston, MA: Academic Press. [6] Baker, K. (2005). Optimization Modeling with Spreadsheets (with CD-ROM) (1. ed.). South-Western College Pub.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:
...

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Zna teoretyczne podstawy działania programów MES i modelowania konstrukcji prętowych oraz zagadnienia stacjonarnego przepływu ciepła. Zna teoretyczne podstawy optymalizacji w zakresie programowania liniowego oraz optymalizacji konstrukcji inżynierskich.
Weryfikacja: Tests
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W01, K1_W04, K1_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi zbudowac model obliczeniowy konstrukcji prętowej i przeanalizowac otrzymane wyniki
Weryfikacja: Homework
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U04, K1_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o
Charakterystyka U3
Potrafi zbudować model obliczeniowy dla zagadnienia stacjonarnego przepływu ciepła i dokonać weryfikacji wyników obliczeń.
Weryfikacja: Homework
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U01, K1_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U4
Potrafi zbudować model obliczeniowy dla zagadnienia optymalizacji dla zadań programowania liniowego i optymalizacji konstrukcji
Weryfikacja: Homework
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U20, K1_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UU, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
Potrafi pracować samodzielnie i w zespole. Ma świadomość konieczności samokształcenia. Potrafi komunikatywnie prezentować wyniki własnych prac.
Weryfikacja: Presentation
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K01, K1_K07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR, I.P6S_KK