Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska - Budownictwo (S2)
Sylabus przedmiotu Metody komputerowe w hydrotechnice:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Budownictwo | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Metody komputerowe w hydrotechnice | ||
| Specjalność | Budownictwo Hydrotechniczne | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Ogrzewnictwa, Wentylacji i Ciepłownictwa | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Robert Mańko <Robert.Manko@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Robert Mańko <Robert.Manko@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Opanowane wiadomosci z przedmiotów: hydraulika i hydrologia (sem.2) oraz z sem. 6-tego: hydraulika/mech. cieczy i gazów |
| W-2 | Znajomosc zagadnien z PDW-4 budowle wodne/hydraulika stosowana |
| W-3 | Opanowanie materiału z PDW-5 Regulacja stosunków wodnych/modelowanie przepływu w sieciach rzecznych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zrozumienie zagadnien z zakresu metod obliczeniowych w hydraulice. |
| C-2 | Opanowanie podstawowych technik modelowania matematycznego w zakresie przepływów pod cisnieniem, przepływów swobodnych i w osrodkach porowatych. |
| C-3 | Metody modelowania przepływów wody w systemach z zabudową hydrotechniczną. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Metody rozwiązania równań nieliniowych i ich zastosowanie do prostych zagadnień hydraulicznych | 2 |
| T-L-2 | Podstawy teoretyczne systemu modelowania HEC-RAS : Układy równań liniowych i ich wykorzystanie dla zagadnień przepływu w sieciach wodociągowych i systemach kanałów. | 2 |
| T-L-3 | Projekt z zakresu metod komputerowych obliczania podstawowych parametrów geometrycznych i hydraulicznych w przekrojach otwartych (HEC-RAS) | 2 |
| T-L-4 | Realizacja w środowisku HEC-RAS modelu ruchu ustalonego dla sieci rzecznej "oczko z poprzeczka" i typu "Y" | 4 |
| T-L-5 | Numeryczne rozwiązywanie równań i układów równań różniczkowych cząstkowych. Metoda różnic skończonych (MRS) i jej zastosowanie w modelach matematycznych zjawisk nieustalonych w przepływie wody. Wykorzystanie MRS w HEC-RAS. | 4 |
| T-L-6 | Projekt symulacji fali powodziowej w systemie oczko z poprzeczka | 4 |
| T-L-7 | Modelowanie budowli wodnych w reżimie ruchu nieustalonego systemu HEC-RAS (mosty, przepusty, jazy) | 6 |
| T-L-8 | Projekt realizujacy obliczenia ruchu nieustalonego, filtracji wokół i przez próg i awarie zapór (w systemie HEC-RAS) | 6 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Pogłębianie wiadomości z zakresu przedmiotu z pozycji literaturowych | 6 |
| A-L-3 | Opracowanie sprawozdań projektów | 20 |
| A-L-4 | Konsultacje | 2 |
| A-L-5 | Zaliczenie | 2 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Komputerowe symulacje niektórych omawianych zagadnien (praca budowli hydrotechnicznych, transformacja fal, symulacja nieustalonego pola predkosci przepływu) |
| M-2 | Zajecia z wykorzystaniem audio-wizualnej prezentacji perzykładowych rozwiazanych zadan i tresci zadan do rozwiazania przez studentów przy tablicy |
| M-3 | Samodzielne opracowywanie projektów z zagadnien omawianych na wykładzie w oparciu o oprogramowanie zainstalowane w Laboratorium Komputerowym KBW |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Pytania kontrolne z materiału przedstawionego w ramach informacji wstępnych dkla poszczególnych projektów |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena poszczególnych osób w trakcie cwiczen projektowych przy okazji sprawdzenia realizacji projektów indywidualnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczanie opracowanych projektów (tryb indywidualny) |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_H/D/16_W01 Zna podstawoweh techniki modelowania matematycznego w zakresie przepływów pod cisnieniem, przepływów swobodnych i w osrodkach porowatych. Zna się na komputerowych sposobach obliczania zagadnień ruchu wody w korytach otwartych, przez budowle hydrotechniczne i w metodach obliczania filtracji. | B_2A_W04, B_2A_W07, B_2A_W09 | — | — | C-3, C-1, C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_H/D/16_U01 Potrafi zastosować proste metody obliczeniowe w hydraulice. Potrafi zastosować wybrane techniki i programy modelowania matematycznego w zakresie przepływów pod ciśnieniem, przepływów swobodnych. | B_2A_U09, B_2A_U19 | — | — | C-3, C-1, C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_H/D/16_K01 Jest gotów do okreslania i rozwiazywania prostych zagadnień komputerowego modelowania problemów z hydrauliki obiektów hydrotechnicznych, przewodów zamkniętych i kanałów otwartych | B_2A_K06 | — | — | C-3, C-1, C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
| B_2A_H/D/16_K02 Jest gotów do określania metod modelowania zagadnień hydrauliki i umie wykorzystać dostępne programy w tym zakresie | B_2A_K01, B_2A_K03, B_2A_K06 | — | — | C-3, C-1, C-2 | T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_H/D/16_W01 Zna podstawoweh techniki modelowania matematycznego w zakresie przepływów pod cisnieniem, przepływów swobodnych i w osrodkach porowatych. Zna się na komputerowych sposobach obliczania zagadnień ruchu wody w korytach otwartych, przez budowle hydrotechniczne i w metodach obliczania filtracji. | 2,0 | |
| 3,0 | Obecność na zajęciach audytoryjnych, aktywność na ćwiczeniach, obrona trzech projektów i zaliczone kolokwium na ocenę dostateczną. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_H/D/16_U01 Potrafi zastosować proste metody obliczeniowe w hydraulice. Potrafi zastosować wybrane techniki i programy modelowania matematycznego w zakresie przepływów pod ciśnieniem, przepływów swobodnych. | 2,0 | |
| 3,0 | Obecność na zajęciach audytoryjnych, aktywność na ćwiczeniach, obrona trzech projektów i zaliczone kolokwium na ocenę dostateczną | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_H/D/16_K01 Jest gotów do okreslania i rozwiazywania prostych zagadnień komputerowego modelowania problemów z hydrauliki obiektów hydrotechnicznych, przewodów zamkniętych i kanałów otwartych | 2,0 | |
| 3,0 | Obecność na zajęciach audytoryjnych, aktywność na ćwiczeniach, obrona trzech projektów i zaliczone kolokwium na ocenę dostateczną. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| B_2A_H/D/16_K02 Jest gotów do określania metod modelowania zagadnień hydrauliki i umie wykorzystać dostępne programy w tym zakresie | 2,0 | |
| 3,0 | Obecność na zajęciach audytoryjnych, aktywność na ćwiczeniach, obrona trzech projektów i zaliczone kolokwium na ocenę dostateczną. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Szymkiewicz R., Modelowanie matematyczne przepływów w rzekach i kanałach, PWN, Warszawa, 2000
- Szymkiewicz R., Metody numeryczne w inżynierii wodnej - Skrypt, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 2003
- Burzyński, Granatowicz, Piwecki, Szymkiewicz, Metody numeryczne w hydraulice, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 1981
- Mitosek M., Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska, PWN, Warszawa, 2001
- Mańko Robert, Wira Jerzy, Wybrane modele matematyczne w opisie ruchu turbulencyjnego, Zeszyty Naukowe Inżynieria Lądowa i Wodna w Kształtowaniu Środwiska, Kalisz, 2016
Literatura dodatkowa
- Steffler P., Blackburn J., 2-D Depth Averaged Model of River Hydrodynamics and Fish Habitat, Univ. of Alberta, Canada, Alberta, 2002
- Brunner G. W., HEC-RAS User’s Manual, ver. 4.1, US Army Corps of Engineers, Institute for Water Resources, USA, 2010
- Ewertowski R., Dokumentacje lub opisy wykorzystywanych programów/ pakietów obliczeniowych RiNFlow, EPANet, River2D, 2011, Dostępne w formie pdf i ppt w Lab. Komputerowym KBW