Matlab пакетіндегі физикалық процестерді компьютерлік модельдеу

Бакланова Ольга Евгеньевна

Оқытушының портфолиосы

Сипаттама: Курс физикалық процестерді компьютерлік модельдеу негіздерін оқытуға арналған. Дәрістің әрбір тақырыбы теориялық материалды, физикалық процестердің компьютерлік модельдерін құруда қолданылатын математикалық әдістердің сипаттамасын, физиканың іргелі заңдарынан модельдерді құруды, Matlab бағдарламасында күрделі объектілерді компьютерлік модельдеуді, сонымен қатар өз бетінше шешуге арналған есептерді қамтиды.

Кредиттер саны: 6

Пререквизиты:

  • Математика 1

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Жұмыс түрлері сағат
Дәрістер 30
Практикалық жұмыстар
Зертханалық жұмыстар 30
СӨЖО 30
СӨЖ 90
Қорытынды бақылау нысаны емтихан
Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат
  • Түлектерді өндірістік және технологиялық үдерістер үшін математикалық және компьютерлік үлгілерді әзірлеуде жобалық қызметке дайындау;
Міндет
  • Студенттер физикалық процестерді математикалық модельдеу негіздерін білуін терең дамыту; математикалық әдістер мен Matlab бағдарламасын пайдалана отырып, нақты проблемаларды және физикалық технологиясының проблемаларын шешу білуі.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
  • - модельдеу саласындағы негізгі білім; - физикалық процестерді компьютерлік модельдеуді білу; - математикалық модельдеудің негізгі критерийлері және олардың көмегімен табиғи-физикалық табиғат объектілерінің математикалық модельдерін құру.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
  • математикалық әдістер мен компьютерлік бағдарламалар көмегімен нақты есептерді шешуге және талдауға арналған математикалық модельдеу саласында қолданылады
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
  • - зерттелетін процесс немесе құбылыс туралы түсініктерді қалыптастыру; - заманауи ғылыми көзқарасты қалыптастыру және олардың кәсіби қолданбалы дайындығын жетілдіру. - студенттердің ғылыми ойлауын дамыту.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
  • - топта жұмыс істей білу, өз көзқарасын дұрыс қорғай білу, жаңа шешімдер ұсына білу; - өндірістік және технологиялық процестерге заманауи математикалық және компьютерлік модельдерді талдау және жобалау бойынша жобалық қызметке дайындық.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
  • - ғылыми-техникалық есептерді математикалық модельдеу критерийлерін таңдай білу, процестерді математикалық теңдеулермен сипаттау; - процестің математикалық моделін сауатты құру, сандық әдістерді таңдау, оны дискретизациялау әдістерін таңдау және ДК көмегімен сандық есептеу алгоритмін құру дағдыларына ие болу; - компьютерлік модель құру, сандық модельдеу нәтижелерін талдау; - күнделікті кәсіби қызметке қажетті жаңа білімдерді алу және магистратурада үздіксіз білім алу; - кәсіби және жеке өсуге ұмтылу.
Оқыту әдістері

Студенттердің берілген тақырып бойынша баяндамалар мен әдебиеттерге шолулар дайындау және қорғау студенттердің ғылыми көкжиегін кеңейтуге, отандық және шетелдік оқу және ғылыми әдебиеттермен жұмыс жасау дағдыларын арттыруға, тілдік дағдыларды дамытуға, математикалық дайындықты арттыруға, пәнаралық байланыстарды нығайтуға, жүйелеуге және еркін білдіруге мүмкіндік береді.аудитория алдында берілген тақырып бойынша материал, әрі қарай зерттеу жұмысының негізін қалау.

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Кезең Тапсырма түрі Өлшем
1  рейтинг Практикалық жұмыс 1 0-100
Практикалық жұмыс 2
Практикалық жұмыс 3
Практикалық жұмыс 4
Практикалық жұмыс 5
Практикалық жұмыс 6
Аралық тест 1
2  рейтинг Практикалық жұмыс 7 0-100
Практикалық жұмыс 8
Практикалық жұмыс 9
Практикалық жұмыс 10
Практикалық жұмыс 11
Практикалық жұмыс 12
Аралық тест 2
Қорытынды бақылау емтихан 0-100
Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты
Тапсырма түрі 90-100 70-89 50-69 0-49
Өте жақсы Жақсы Қанағаттанарлық Қанағаттанарлықсыз
Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

  • Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
  • Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

И= 0,6 Р12 +0,4Э
2

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Әріптік жүйе бойынша бағалар Балдардың сандық эквиваленті Балдар (%-тік құрамы) Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар
A 4.0 95-100 Өте жақсы
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Жақсы
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Қанағаттанарлық
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Қанағаттанарлықсыз
F 0 0-24
Дәріс сабақтарының тақырыптары
  • Физикалық процестерді математикалық және компьютерлік модельдеудің негізгі түсініктері
  • Қуалау әдісі
  • Бөлшек қадамдар әдісі
  • Матрицалық қуалау әдісі
  • Жоғарғы релаксация, Зейдель, Якобий әдістері
  • Экологиялық есептерді математикалық модельдеу
  • Ішкі ағымдарды модельдеу
  • Зауыттағы химиялық процестерді математикалық модельдеу
  • Үш өлшемді Пуассон теңдеуі үшін Фурье әдісі
  • Мұхит моделі
  • Ауа-райының математикалық моделдеу
  • Тропикалық циклондарды моделдеу
  • Ғарыш моделі
  • Алюминий электролизінің моделі
  • Рейнольдс теңдеуі
  • Кернеу күштері үшін Рейнольдс теңдеуі
Негізгі әдебиет
  • Самарский Л. А. Михайлов А. П. Математическое моделирование Идеи. Методы. Примеры. 2-е изд. М. Фиэматлит, 2005. – 320 с.
  • Булавин, Л.А. Компьютерное моделирование физических систем: Учебное пособие / Л.А. Булавин, Н.В. Выгорницкий, Н.И. Лебовка. - Долгопрудн: Интеллект, 2011. - 352 c.
  • Бакланова О.Е. Математическое и компьютерное моделирование физических процессов: Курс лекций для бакалавров специальности 5В070500 «Математическое и компьютерное моделирование». – Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2015. – 114 с.
  • Бакланова О.Е. Математическое и компьютерное моделирование физических процессов: Методические указания к практическим занятиям для бакалавров специальности 5В070500 «Математическое и компьютерное моделирование».– Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2015. – 52 с.
  • Бакланова О.Е. Математическое и компьютерное моделирование физических процессов: Методические указания к СРСП и СРС для бакалавров специальности 5В070500 «Математическое и компьютерное моделирование».– Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2015. – 26 с.
  • Бакланова О.Е., Квасов А.И., Хакимзянов Г.С., Швец О.Я. Основы математического моделирования: Учебное пособие. – Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2013. – 126 с.
  • Жумагулов Б.Т., Абдибеков У.С., Исахов А.А. Основы математического и компьютерного моделирования естественно-физических процессов: учебник. – Алматы: Казак университетi, 2014. – 208 c.
  • Исахов А.А. Практикум по математическому и компьютерному моделированию естественно-физических процессов: учебник. – Алматы: Казак университетi, 2015. – 144 c.
  • Дымников В.П., Лыкосов В.Н., Володин Е.М., Галин В.Я., Глазунов А.В., Грицун А.С., Дианский Н.А., Толстых М.А., Чавро А.И. Моделирование климата и его изменений. - М.: Мир. 2005. - 138 с.
  • Дымников В.П. и др. Моделирование климата и его изменений. Москва: Мир. 2007г.
  • Володин Е.М. Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы. Курс лекций. Институт вычислительной математики РАН, 2007г.
  • Марчук Г.И. Математические модели в иммунологии и эпидемиологии инфекционных заболеваний / А.А.Романюха; под ред. Г.И.Марчука. - Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2012. - 293 с.
Қосымша әдебиеттер
  • Королев, А.Л. Компьютерное моделирование / А.Л. Королев. - М.: БИНОМ. ЛЗ, 2013. - 230 c.
  • Пененко В.В. Методы численного моделирования атмосферных процессов. Современные проблемы вычислительной математики и математического моделирования. Том 1. Вычислительная математика. – М.: Наука, 2005.