rpd000009117 (161700 (24.03.03).Б1 Гидроаэродинамика), страница 3

-Составление программы расчета линий тока в окрестности тонкого профиля при заданном угле атаки методом дискретных вихрей

-Расчет на ЭВМ линий тока при различном числе коллокационных точек и заданных точностях решения

1. Рубежный контроль

1. Промежуточная аттестация

1. Экзамен (4 семестр)

Прикрепленные файлы: Вопросы к экзамену Прикладная информатика.xls

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

Литература из электронного каталога:

1. Бартеньев О.В. Бартеньев О.В. Современный Фортран. Диалог-МИФИ, 2005. - 560 с. - Диалог-МИФИ, 2005.

2. Ширяев В.И. Ширяев В.И. Исследование операций и численные методы оптмизации. КомКнига, 2007. - 211 с. - КомКнига, 2007.

3. Пирумов У.Г. Пирумов У.Г. Численные методы : теория и практика. Юрайт, 2012. - 421 с. - Юрайт, 2012.

4. Потабенко Н.А. Потабенко Н.А. Численные методы решения инженерных задач. МАИ, 2008. - 88 с. - МАИ, 2008.

б)дополнительная литература:

1. О.В. Бартеньев Фортран для студентов. М., Диалог - МИФИ, 1999 г.

2. О.В. Бартеньев Visual Fortran: новые возможности. М., Диалог - МИФИ, 1999 г.

3. О.В. Бартеньев Фортран для профессионалов. Математическая библиотека IMSL. М., Диалог-МИФИ, Ч. I – 2000 г., Ч. II и III – 2003 г.

4. Р.В. Хемминг Численные методы. М. Наука, 1972 г.

5. У.Г. Пирумов, Г.С. Росляков Численные методы газовой динамики. М., Высшая шко-ла, 1987 г.

Литература из электронного каталога:

1. Пирумов У.Г. Пирумов У.Г. Численные методы. Дрофа, 2007. - 221 с. - Дрофа, 2007.

2. Рыжиков Ю.И. Рыжиков Ю.И. Программирование на Фортране PowerStation для инженеров. КОРОНА принт , 1999. - 159 с. - КОРОНА принт , 1999.

3. Рыжиков Ю.И. Рыжиков Ю.И. Современный Фортран. КОРОНА принт , 2004. - 288 с. - КОРОНА принт , 2004.

в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

Microsoft visual studio

Intel Fortran

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Компьютерный класс кафедры 105 с локальной сетью и выходом в интернет.

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Прикладная информатика »

Аннотация рабочей программы

Дисциплина Прикладная информатика является частью Математического и естественно-научный цикл дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Баллистика и гидроаэродинамика. Дисциплина реализуется на 1 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 105.

Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ОК-8 ,ОК-9 ,ПК-3 ,ПК-4 ,ПК-16 ,ПК-17 ,ПК-19 ,ПК-33.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: применением АЯП Фортран при реализации численных методов решения задач специальности, умением формализовать поставленную задачу до расчётного алгоритма, разрабатывать программные модули, отладкой программ.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Лабораторная работа.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Экзамен (4 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (32 часов), практические (0 часов), лабораторные (36 часов) занятия и (121 часов) самостоятельной работы студента. Цель дисциплины - подготовка будущих специалистов в области численных методов гидро- и газодинамики.

Задача курса - изучение студентами основ алгоритмизации и принципов построения программ на АЯП «Фортран», освоение численных методов для решения задач специальности, приобретение практических навыков использования стандартных прикладных модулей математической библиотеки IMSL.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Прикладная информатика »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Основные принципы построения вычислительных алгоритмов (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Основные принципы построения вычислительных алгоритмов. Формализация задачи, про-граммные единицы и модульные конструкции вычислительной программы. Режимы рабо-ты над программой. Методы диагностики и отладки сложных программ

1.1.2. Особенности «машинной» арифметики Типы ошибок при алгебраических вычислениях(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Представление чисел в ЭВМ. Дискретная числовая ось. Максимальные и минимальные числа. Понятие «машинного эпсилон». Ошибки метода, округления и накопления.

1.2.1. Численная реалиация задач интерполяции (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Постановка задачи. Линейная интерполяция. Интерполяция многочленами (полином Ла-гранжа). Погрешность интерполирования. Интерполяция в разностях. Сплайн-интерполяция (кубические сплайны). Многопараметрическая интерполяция. Программы интерполяции библиотеки IMSL.

1.2.2. Численная реалиация задачи аппроксимации табличных функций (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Постановка задачи. Математическая модель. Базисные функции математической модели. Критерии их выбора. Линейная модель. Метод наименьших квадратов. Сплайн-аппроксимация. Программы аппроксимации библиотеки IMSL.

1.3.1. Одношаговые методы решения систем линейных алгебраических уравнений (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: СЛАУ, мера обусловленности СЛАУ, собственные значения. Число обусловленности. Ме-тод Крамера, обратная матрица. Метод Гаусса

1.3.2. Многошаговые итерационные методы решения СЛАУ (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.3.3. Численное решение нелинейных уравненй(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Области существования корней уравнения и методы их нахождения. Метод простой итера-ции и условие сходимости. Метод деления пополам. Метод секущих. Метод Ньютона. Организация модуля (external function) решаемого нелинейного уравнения. Точность реше-ния.

1.3.4. Численное решение систем нелинейных уравнений (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Системы нелинейных уравнений в задачах специальности. Итерационные процедуры ре-шения уравнений. Критерий Липшица. Обобщение метода Ньютона для системы нелиней-ных уравнений. Подпрограммы решения нелинейных уравнений в библиотеке IMSL

1.4.1. Формулы вычисления интегралов основанные на полиномах Лагранжа и Эрмита(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Метод прямоугольников. Формулы Ньютона – Котеса. Частные случаи: формула трапеций и её погрешность; формула Симпсона и её погрешность. Оценка устойчивости методов ин-тегрирования

1.4.2. Численное дифференцирование непрерывных идискретных функций(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Формулы численного дифференцирования. Погрешность. Односторонние аппроксимации производной. Метод неопределённых коэффициентов. Устойчивость дифференцирования

1.5.1. Задача Коши, начальные условия. Одношаговые методы решения дифф. уравнения. (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Простейшее д.у. первого порядка. Основные одношаговые методы: Эйлера, Рунге-Кутта. Оценка погрешности численного решения.

1.5.2. Многошаговые методы решения д.у.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Явные и неявные методы решения. Предиктор-корректор. Метод Адамса. Понятие о крае-вых задачах решения д.у. Программы библиотеки IMSL.

1.6.1. Использование различных генераторов случайных чисел в задачах специальности.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Принципы реализации равномерно распределённых чисел на ЭВМ. Встроенные функции языка Фортран. Специальные подпрограммы RANDU, URAND, RAND. Гистограммы рас-пределения случайных чисел различных методов.

1.7.1. Постановка задачи оптимизации. Целевая функция, проектные параметры (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Формулировка типовой задачи, целевая функция, унимодальность, параметры поиска. По-иск «минимакса». Одномерная и многомерная оптимизация.

1.7.2. Одномерная оптимизация (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Метод случайного поиска. Метод равномерного деления. Метод деления «пополам». Ме-тод «золотого сечения». Подпрограммы решения задачи оптимизации в библиотеке IMSL

1.7.3. Многомерная оптимизация (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Особенности топологии задач многомерной оптимизации. Задача наискорейшего спуска (подъёма). Организация модуля (external function) целевой функции. Точность и устойчи-вость решения. Программы оптимизации библиотеки IMSL.

1. Практические занятия

1. Лабораторные работы

1.1.1. Особенности «машинной» арифметики. Программа-функция АМАСН. Задача о суммирование отрезков. Нахождение машинного эпсилон. (АЗ: 4, СРС: 8)

Форма организации: Лабораторная работа

Описание: Особенности «машинной» арифметики. Программа-функция АМАСН. Задача о суммирование отрезков. Нахождение "машинного эпсилон" методом деления пополам. Обработка вычислительных ошибок

1.2.1. Двухпараметрическая интерполяция поляр ЛА.

Аппроксимация квадратной параболы(АЗ: 4, СРС: 8)

Форма организации: Лабораторная работа

Описание: Двухпараметрическая интерполяция поляр ЛА (подпрограмма интерполирования QD2VL из библиотеки IMSL).

Аппроксимация квадратной параболы. Оценка базисных функций. Двухпараметрическая аппроксимация поляр ЛА методом МНК (подпрограмма FNLSQ из библиотеки IMSL. для различных моделей).

1.3.1. Решение системы линейных уравнений методом Гаусса. Оценка устойчивости решения.(АЗ: 4, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

Описание: Решение системы линейных уравнений методом Гаусса. Оценка устойчивости решения. Нахождение балансировочных углов атаки и рулей ЛА. Особенности решения больших СЛАУ (подпрограммы библиотеки IMSL, подпрограмма LFSRG).

1.3.2. Решение нелинейного уравнения (угол наклона скачка) методом простой итерации и методом деления пополам(АЗ: 4, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

Описание: Решение нелинейного уравнения (угол наклона скачка) методом простой итерации и методом деления пополам. Оценка сходимости решения.

1.3.3. Решение систем нелинейных уравнений (расчёт параметров потока за прямым скач-ком уплотнения, подпрограмма NEQNF). (АЗ: 4, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

Описание: 6. Решение систем нелинейных уравнений (расчёт параметров потока за прямым скач-ком уплотнения, подпрограмма NEQNF).

1.4.1. Численное интегрирование. Расчет коэффициента подъёмной силы профиля по эпюре распределения давления давления по профилю(АЗ: 4, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

Описание: Численное интегрирование. Расчет коэффициента подъёмной силы профиля по табличной эпюре коэффициентов давления (в квадратурах). Оценки точности методов

1.4.2. Численное дифференцирование. Расчет скорости потока вдоль линии тока дифференцированием потенциала скорости и сравнение с аналитическим решением. (АЗ: 4, СРС: 6)