rpd000008844 (1014981), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Прикрепленные файлы: Вопросы.docx

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

1. Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций. – Киев: Изд. «Факт», 2005 – 344 с.

2. Голованов А.П., Тюленева О.Н., Шигабутдинов А.Ф. Метод конечных элементов в статике и динамике тонкостенных конструкций. М.: 2006. – 392 с.

3. Боресков А.В. и др. Параллельные вычисления на GPU. Архитектура и программная модель CUDA. – М.: Изд. МГУ, 2012. – 336 с.

б)дополнительная литература:

1. Блехмман И.И., Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Механика и прикладная математика. Логика и особенности приложений математики. – М.: Наука, 1990 – 360 с.

2. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. – М.: Мир, 1986 – 318 с.

3. Ольшанский М.А. Лекции и упражнения по многосеточным методам. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005 – 168 с.

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

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Лекционные занятия:

a. комплект электронных презентаций/слайдов,

b. аудитория, оснащенная презентационной техникой (проектор, экран, компьютер/ноутбук, …),

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Современные численные методы расчета динамики и прочности авиационных конструкций »

Аннотация рабочей программы

Дисциплина Современные численные методы расчета динамики и прочности авиационных конструкций является частью Профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Авиастроение. Дисциплина реализуется на 9 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 906.

Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: НИ-6 ,ПК-6.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: основами современных численных методов расчета на прочность и динамическое поведение авиационных конструкций и умением решать сложные прикладные задачи.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Экзамен (2 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (16 часов), практические (34 часов), лабораторные (0 часов) занятия и (31 часов) самостоятельной работы студента. Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплин сопротивления материалов, теории колебаний, аналитической динамики, строительной механики и служит основой для освоения дисциплин надежность и ресурс авиационных конструкций, динамика и аэроупругость авиационных конструкций, динамика и прочность установок оснащения летательных аппаратов.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций (способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности) и профессиональных компетенций (знание основных понятий, методов и подходов, используемых при решении прикладных задач, связанных с расчетом динамики и прочности авиационных конструкций, умение формировать исходные данные и анализировать полученные результаты, умения и навыки использования типовых программных продуктов, ориентированных на решение научных задач) выпускника.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Современные численные методы расчета динамики и прочности авиационных конструкций »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Основные понятия и определения и принципы численного моделирования. Понятие концептуальной и математической моделей.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.1.2. Классификация численных методов. Примеры решения тестовых задач методами конечных разностей, конечных и граничных элементов.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.2.1. Метод конечных элементов в задачах механики авиационных конструкций.(АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.2.2. Современные средства построения геометрических моделей и подготовки данных для проведения численных расчетов.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.2.3. Основы дискретизации областей расчета. Моделирование конечно-элементной сеткой.(АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.2.4. Практическая сходимость. Ошибки при стыковке элементов различной размерности. Расчетные модели в задачах динамики.(АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.2.5. Дублирование расчетов как мера защиты от ошибок. Анализ и интерпретация результатов расчетов.(АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.3.1. Понятие о параллельном программировании. Параллельные вычисления на GPU. Концепции GPGPU, CUDA и OpenCL.(АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1. Практические занятия

1.1.1. Реализация алгоритма метода конечных разностей для одномерного уравнения нестационарной теплопроводности в системе MathCAD.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.2. Проведение математического моделирования теплового воздействия на элемент авиационной конструкции в MathCAD, применяя МКР.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.3. Реализация алгоритма метода конечных элементов для одномерного уравнения нестационарной теплопроводности и проведение математического моделирования(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Реализация алгоритма метода конечных элементов для одномерного уравнения нестационарной теплопроводности и проведение математического моделирования в системе MathCAD.

1.1.4. Реализация алгоритма метода граничных элементов для одномерного уравнения нестационарной теплопроводности и проведение математического моделирования (АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Реализация алгоритма метода граничных элементов для одномерного уравнения нестационарной теплопроводности и проведение математического моделирования в системе MathCAD.

1.2.1. Построение 2D и 3D сеток для проведения конечно-элементного расчета.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.2. Оценка результатов и улучшение сеток.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.3. Построение сеток при необходимости стыковки элементов различной размерности.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.4. Построение сеток при необходимости стыковки элементов различной размерности.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.5. Построение сеток при необходимости стыковки элементов различной размерности.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.6. Построение сеток при необходимости стыковки элементов различной размерности.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.7. Интерпретация результатов расчетов полученных МКЭ. Сложная геометрия.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.8. Интерпретация результатов расчетов полученных МКЭ. Сложное внешнее нагружение.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.9. Интерпретация результатов расчетов полученных МКЭ. Сочетание различных факторов.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.10. Построение МКЭ модели отсека ЛА для определения собственных частот и форм. (АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.11. Построение МКЭ модели отсека ЛА для определения частот и форм колебаний под действием внешних нагрузок.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.2.12. Построение МКЭ модели отсека ЛА для оценки устойчивости под действием сжимающей нагрузки.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

1.3.1. Сравнение последовательной и CUDA реализации решения задачи для одномерного уравнения нестационарной теплопроводности методом конечных разностей.(АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1. Лабораторные работы

1. Типовые задания

Приложение 3
к рабочей программе дисциплины
«Современные численные методы расчета динамики и прочности авиационных конструкций »

Прикрепленные файлы

Вопросы.docx

Вопросы к ЭКзамену по курсу:

«Современные численные методы расчета динамики

и прочности авиационных конструкций»

2 семестр

Раздел 1. Введение. Цель, задачи и содержание курса. Основные понятия и определения и принципы численного моделирования.

1. Определение численной модели. Содержательная модель. Математическая модель.

2. Погрешности. Абсолютная и предельно абсолютная погрешности. Значащие и верные цифры. Точность. Округление чисел.

3. Свойства математических моделей: полнота, точность, адекватность, устойчивость, экономичность.

4. Классификация математических моделей: структурная, функциональная, стационарная, нестационарная.

5. Типы математических моделей: сеточные, бессеточные, комбинированные.

6. Конечные разности произвольного порядка.

7. Постановка задачи о численном решении начально-краевой задачи для УЧП.

8. Метод конечных разностей решения краевых задач.

9. Устойчивость КР-схем. Метод гармонического анализа — необходимое условие устойчивости. Принцип максимума. Метод энергетических тождеств и неравенств исследования устойчивости явных и неявных КР-схем.

10. Конечно-разностный метод решения задач для уравнений параболического типа. Схемы: явная и неявная, неявно-явная с весами. Схема Кранка-Николсона. Исследование их аппроксимации и устойчивости.

Раздел 2. Метод конечных элементов (МКЭ) в задачах механики авиационных конструкций.

1. Основные понятия МКЭ. Принципы дискретизации расчѐтных областей на конечные элементы, особенности нумерации узлов и конечных элементов (КЭ).

2. Определение базисных функций, локальные, глобальные, их ортогональность и полнота.

3. Весовые функции и методы взвешенных невязок (коллокаций, Галёркина, наименьших квадратов).

4. Алгоритм МКЭ на основе методов взвешенных невязок и метода Галёркина, как частного случая.

5. Слабая формулировка МКЭ процедуры Галёркина для стационарных и нестационарных задач для УЧП.

6. Построение локальной и глобальной матриц жесткости. Особенности МКЭ в нестационарных и трёхмерных задачах.

7. Вариационный принцип в МКЭ.

Раздел 3. Особенности применения МКЭ в задачах со сложной геометрией и внешним нагружением.

1. Факторы, учитываемые при построении МКЭ модели.

2. Определяющие параметры МКЭ модели. Число степеней свободы, модель нагружения.

3. Контроль расчетной схемы и параметризация расчетной модели.

4. Фрагментация МКЭ моделей для сложных конструкций.

5. Особенности и проблемы при стыковке элементов разных размерностей: стержни + плиты.

6. Особенности и проблемы при стыковке элементов разных размерностей: стержни + пластины.

7. Особенности и проблемы при стыковке элементов разных размерностей: стержни + объемные элементы.

8. Особенности и проблемы при стыковке элементов разных размерностей: сопряжения оболочечных элементов.

9. МКЭ модели в задачах динамики. Динамические степени свободы. Интегрирование уравнений движения.

10. МКЭ модели в задачах о вынужденных колебаниях под действием гармонических нагрузок.

11. МКЭ модели в задачах о вынужденных колебаниях под действием случайных нагрузок.

12. МКЭ модели в задачах о динамическом состоянии конструкции под действием ударной и импульсной нпгрузки.

13. Особенности применения МКЭ в задачах механики разрушения.

Раздел 4. Основы параллельной реализации вычислительных алгоритмов.

1. Преимущества параллельных реализаций вычислительных алгоритмов.

2. Современные архитектуры параллельных вычислений: многоядерные процессоры, GPGPU, вычислительные кластеры.

3. Технология программирования OpenMP для многоядерных процессоров.

4. Особенности архитектуры NVIDIA CUDA.

5. Особенности архитектуры OpenCL.

Экзаменационные билеты формируются непосредственно перед экзаменом и включают три вопроса, выбранные из разных разделов.

Версия: AAAAAARxW7s Код: 000008844

Характеристики

Список файлов учебной работы