Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2025
для направления подготовки
Строительство»
Профиль «Промышленное и гражданское строительство»
Форма обучения – очная/заочная
Квалификация выпускника - бакалавр
Великие Луки
2018
Разработана в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 15.03.05 – Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств приказ от «_____»________________20___ г. № _____.
Программа рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры Технология машиностроения протокол №___от __________20 г.
Зав. кафедрой технологии машиностроения
___________________(Катченков С.А.)
(подпись)
«____»_____________20 г.
1 Цели и задачи освоения дисциплины
Цель – приобретение навыков моделирования и анализа технических устройств на персональных ЭВМ для последующего использования полученных знаний в различных дисциплинах специальности.
Задачами изучения дисциплины являются :
- формирование представлений об общих методах и средствах математического моделирования технических устройств;
- приобретение практических навыков моделирования на персональных ЭВМ
технических устройств различной физической природы;
2 Место учебной дисциплины в структуре ООП
Дисциплина Б1.В.ДВ.04.02 «Математическое моделирование» входит в вариативную часть основной профессиональной образовательной программы (далее – ОПОП) 270800 «Строительство»
Изучение данной дисциплины базируется на курсах: "Математика" и "Информатика".
Для успешного освоения дисциплины студенту необходимо:
- знать основы математической логики и вычислительной математики;
- знать основные алгоритмы матричных исчислений;
- знать основные разделы информатики;
- знать современное состояние уровня и направлений развития вычислительной техники и программных средств;
- уверенно работать в качестве пользователя персонального компьютера, самостоятельно использовать внешние носители информации для обмена данными между компьютерами, создавать резервные копии и архивы данных и программ;
-уметь работать с программными средствами общего назначения.
Математическое моделирование является базовой дисциплиной для ряда разделов предметов использующих проектно-конструкторские процедуры с использованием информационных технологий.
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины
3.1 Перечень осваиваемых компетенций
В соответствии с требованиями ФГОС ВО (утв. приказом Минобрнауки России от 11.08.2016 № 1000) для направления подготовки, 270800 «Строительство», Профиль «Промышленное и гражданское строительство» процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и математического (компьютерного) моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-1)
- владением эффективными правилами, методами и средствами сбора, обмена, хранения и обработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ОПК-4)
- способностью осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных, представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий (ОПК-6)
- владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов и систем автоматизированных проектирования (ПК-2)
Планируемые результаты обучения
Планируемые результаты обучения по дисциплине, соотнесенные с планируемыми результатами освоения ОПОП.
Для компетенции ОПК-1 - способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и математического (компьютерного) моделирования, теоретического и экспериментального исследования
| Знать: основные принципы построения математических моделей; |
| методику проведения вычислительного эксперимента на ЭВМ |
| Уметь: обоснованно проводить формализацию исследуемых технических объектов |
| применять модели, средства и языки моделирования для проведения работ по анализу применяемых проектных решений |
| Владеть: методикой применения процедур программно-методических комплексов; |
| методикой разработки и применения математических моделей технических устройств различной физической природы; методикой пользования глобальными информационными ресурсами и современными средствами телекоммуникаций для решения исследовательских и проектных задач; методами построения математических моделей типовых профессиональных задач; |
Для компетенции ОПК-4 - владением эффективными правилами, методами и средствами сбора, обмена, хранения и обработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией
| Знать: методы исследования математических моделей разных типов |
| основные типы математических моделей; |
| Уметь: организовывать серию экспериментов для достижения заданной цели исследования; |
| основные исследовательские прикладные программные средства |
| Владеть: навыками работы с компьютерными системными и прикладными программами. |
| владеть методологией теоретических и экспериментальных исследований в области профессиональной деятельности; |
Для компетенции ОПК-6 - способностью осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных, представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий
| Знать: знать основные алгоритмы матричных исчислений; |
| знать современное состояние уровня и направлений развития вычислительной техники и программных средств; |
| Уметь: обоснованно проводить формализацию исследуемых технических объектов |
| интерпретировать полученные результаты, увязывая их с соответствующими техническими характеристиками. |
| Владеть: методами практического применения методов математического моделирования в исследовательских задачах, при подготовке диссертационного исследования; |
| навыками работы с компьютерными системными и прикладными программами |
Для компетенции ПК-2 - владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов и систем автоматизированных проектирования
| Знать: основные исследовательские прикладные программные средства |
| основные подходы к решению задачи диагностики технических систем |
| Уметь: оценивать точность полученных математических моделей; |
| строить адекватную модель системы или процесса с использованием современных компьютерных средств |
| Владеть: методами и приемами работы в системе имитационного моделирования |
| Методикой построения алгоритмов решения формализованных практических задач |
4 Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы.
Очная форма обучения
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
| 4 | |||||
| Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам занятий | 48 | 48 | |||
| В том числе: | - | - | - | - | - |
| Лекции, из них: | 16 | 16 | |||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Практические занятия (ПЗ), из них: | 32 | 32 | |||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Семинары (С), из них: | |||||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Лабораторные работы (ЛР), из них: | |||||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Другие виды контактной работы (консультации по выполнению курсового проекта (работы), консультации и контроль выполнения самостоятельной работы студента и т.п.) | |||||
| Самостоятельная работа (всего) | 60 | 60 | |||
| В том числе: | - | - | - | - | - |
| Курсовой проект (работа) | |||||
| Расчетно-графические работы | |||||
| Реферат | |||||
| Другие виды самостоятельной работы(эссе, контрольные, домашние задания, и т.п.) | |||||
| Промежуточная аттестация (всего) | 1 | 1 | |||
| в т.ч.: контактная работа обучающегося с преподавателем - Зачёт с оценкой - Консультация к экзамену - Экзамен | 0,25 | 0,25 | |||
| Общий объем дисциплины: часов | |||||
Зач. ед.
Заочная форма обучения
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
| 4 | |||||
| Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам занятий | 12 | 12 | |||
| В том числе: | - | - | - | - | - |
| Лекции, из них: | 4 | 4 | |||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Практические занятия (ПЗ), из них: | 8 | 8 | |||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Семинары (С), из них: | |||||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Лабораторные работы (ЛР), из них: | |||||
| в интерактивных формах (при наличии) | |||||
| Другие виды контактной работы (консультации по выполнению курсового проекта (работы), консультации и контроль выполнения самостоятельной работы студента и т.п.) | |||||
| Самостоятельная работа (всего) | 92 | 92 | |||
| В том числе: | - | - | - | - | - |
| Курсовой проект (работа) | |||||
| Расчетно-графические работы | |||||
| Реферат | |||||
| Другие виды самостоятельной работы(эссе, контрольные, домашние задания, и т.п.) | |||||
| Промежуточная аттестация (всего) | 4 | 4 | |||
| в т.ч.: контактная работа обучающегося с преподавателем - Зачёт с оценкой - Консультация к экзамену - Экзамен | 0,25 | 0,25 | |||
| Общий объем дисциплины: часов Зач. ед. | 108 | 108 | |||
| 3 | 3 | ||||
| в т.ч. контактная работа обучающегося с преподавателем в ходе освоения дисциплины | 12,25 | 12,25 | |||
5 Содержание дисциплины
5.1 Содержание разделов дисциплины
Таблица 1 – Содержание разделов дисциплины
| № раздела | Наименование раздела | Содержание раздела |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. | Методологические основы моделирования | Основные понятия математической модели (ММ). Синтез, анализ, оптимизация. Классификация видов моделирования.Основы детерминированного,стохастического, математического, статистического, динамического, дискретного, непрерывного и физического моделирования. |
| 2. | Формализация и алгоритмизация процесса функционирования сложных систем | Сущность компьютерного моделирования сложной системы. Основные требования, предъявляемые к модели: полнота, гибкость, точность. Основные этапы моделирования технических систем: построение описательной модели системы и её формализация; Алгоритмизация модели и её компьютерная реализация; получение и интерпретация результатов моделирования. Три основных класса ошибок моделирования: ошибки формализации, ошибки решения, ошибки задания параметров системы. Схема взаимосвязи технологических этапов моделирования. |
| 3. | Моделирование и принятие решений в условиях неопределенности | Информационно-аналитическая подготовка: постановки задачи, поиск, накопление и предварительная обработки информации для принятия решения, выявление и оценка текущей ситуации с учетом возникшей проблемы; выдвижение гипотез (вариантов, альтернатив, сценариев). Обзор математических теорий для формализации неопределенной информации в моделях: многозначная логика; теория вероятности; теория ошибок; теория средних интервалов; теория субъективных вероятностей; теория нечетких множеств; теория нечетких мер и интегралов. |
| 4. | Основные понятия моделирования методом планирования эксперимента | Постановка вычислительного эксперимента с моделью. Понятие исследуемого объекта в виде «чёрный ящик». Количественные и качественные факторы. Факторное пространство. Построение матрицы планирования. Модель в виде полинома для четырех факторов на двух уровнях. |
| 5. | Архитектурное построение моделирующих комплексов динамических систем | Графический интерфейс, система управления базами данных, математическое ядро, подсистема визуализации. Обзор калькуляторных программ для статических вычислений и специализированных решателей для моделирования динамических процессов(MathCad, Eureka, Derive, MATLAB, RedUce, Mathematica). Явный (интегрированный), неявный (итерационный), оптимизирующий решатель моделирующей программы. |
| 6 | Моделирование и анализ динамических процессов в технических устройствах методом эквивалентных схем | Аналогии компонентных уравнений. Компонентные и топологические уравнения систем различной физической природы. Формирование эквивалентных схем технических устройств с однородной и гибридной структурой. |
| 7. | Функциональное моделирование технических систем | Основные положения функционального моделирования технических систем. Линеаризация математических моделей инерционных элементов. Понятие передаточной функции входной и выходной фазовой переменной. Типовые нелинейные элементы. |
5.2 Разделы дисциплин и виды занятий
Очная форма обучения
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Контактная работа обучающихся с преподавателем (по видам занятий) | СРС | Всего час. | |||
| Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Другие виды контактной работы | ||||
| 1 | Методологические основы моделирования | 2 | 4 | 10 | 16 | ||
| 2 | Формализация и алгоритмизация процесса функционирования сложных систем | 2 | 4 | 10 | 16 | ||
| 3 | Моделирование и принятие решений в условиях неопределенности | 2 | 4 | 10 | 16 | ||
| 4 | Основные понятия моделирования методом планирования эксперимента | 4 | 6 | 10 | 20 | ||
| 5 | Архитектурное построение моделирующих комплексов динамических систем | 2 | 6 | 10 | 18 | ||
| 6 | Моделирование и анализ динамических процессов в технических устройствах методом эквивалентных схем | 2 | 4 | 10 | 16 | ||
| 7 | Функциональное моделирование технических систем | 2 | 4 | 16 | |||
| Промежуточная аттестация в т.ч.: - Зачёт с оценкой | 0,25 | ||||||
| ИТОГО | 16 | 32 | - | 60 | 108 | ||
Заочная форма обучения
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Контактная работа обучающихся с преподавателем (по видам занятий) | СРС | Всего час. | |||
| Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Другие виды контактной работы | ||||
| 1 | Методологические основы моделирования | 1 | 2 | 20 | 23 | ||
| 2 | Формализация и алгоритмизация процесса функционирования сложных систем | 1 | 2 | 20 | 23 | ||
| 3 | Моделирование и принятие решений в условиях неопределенности | 1 | 2 | 20 | 23 | ||
| 4 | Основные понятия моделирования методом планирования эксперимента | 1 | 2 | 32 | 35 | ||
| Промежуточная аттестация в т.ч.: - Зачёт с оценкой | 0,25 | ||||||
| ИТОГО | 4 | 8 | - | 92 | 108 | ||
Дата: 2019-07-30, просмотров: 184.