Решение больших задач механики сплошных сред на суперкомпьютерах: Программа переподготовки
Цель: формирование тематики и установление необходимого объема знаний для специалистов с высшим инженерным или физико-математическим образованием, работающих в настоящее время или планирующих получить работу в сфере промышленного производства или науки и техники для повышения эффективности и...
Производство, автоматика и инженерное обеспечение
Институт дистанционного образования ТГУАнонс программы
Цель: формирование тематики и установление необходимого объема знаний для специалистов с высшим инженерным или физико-математическим образованием, работающих в настоящее время или планирующих получить работу в сфере промышленного производства или науки и техники для повышения эффективности и качества их деятельности.Описание Программы
Задачи:
1. Формирование общего представления о математическом моделировании и применении суперкомпьютеров для решения больших задач механики и тепломассообмена;
2. Получение конкретных знаний в области отдельных дисциплин, имеющих отношение к математическому моделированию в механике сплошных сред и применению суперкомпьютеров;
3. Получение права на ведение профессиональной деятельности в сфере математического моделирования в изучении процессов гидрогазодинамики и теплообмена.
Учебно-тематический план:
| No п/п | Наименование разделов, дисциплин и тем | Всего часов | В том числе: | Формы контроля | |
|---|---|---|---|---|---|
| Лекции | Практика | ||||
| 1 | Математическое моделирование | 36 | 16 | 20 | Зачет |
| Тема 1. Модели и моделирование | 1 | 1 | 0 | ||
| Тема 2. подходы к классификации моделей | 1 | 1 | 0 | ||
| Тема 3. Математические модели, этапы их построения и классификация | 1 | 1 | 0 | ||
| Тема 4. Эксперимент и числовые шкалы | 5 | 3 | 2 | ||
| Тема 5. Идентификация моделей, линейных по параметрам | 6 | 2 | 4 | ||
| Тема 6. Модели нелинейные по параметрам и их идентификация | 6 | 2 | 4 | ||
| Тема 7. Дифференциальные динамические и статические модели | 16 | 6 | 10 | ||
| 2 | Механика сплошных сред | 54 | 54 | 0 | Экзамен |
| Тема 1. Основные гипотезы и постулаты МСС | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 2. Криволинейные систем координат | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 3. Тензор деформаций и скоростей деформаций | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 4. Интегральная запись основных законов механики сплошной среды | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 5. Закон сохранения массы для однородной и многокомпонентной среды | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 6. Закон изменения импульса | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 7. Первое и второе начала термодинамики | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 8. Система универсальных уравнений сплошной среды | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 9. Условия на поверхности сильных разрывов | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 10. Модель идеальной несжимаемой и сжимаемой жидкости | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 11. Характеристики уравнений иделаьной сжимаемой жидкости в нестационарном и стационарном течениях | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 12. Распространение звука в идеальной жидкости | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 13. Вязкая жидкость и газ | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 14. Обтекание тел при больших числах Рейнольдса | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 15. Общая модель тонкого слоя: теории мелкой воды, узкого канала, пограничного слоя, вязкого ударного слоя. | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 16. Турбулентные движения вязкой жидкости | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 17. Модели слабосжимаемых течений | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 18. Сопряженные задачи тепломассообмена | 4 | 4 | 0 | ||
| 3 | Математическое моделирование физических процессов | 36 | 28 | 8 | Зачет |
| Тема 1. Физические основы передачи тепла | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 2. Метод обобщенных переменных | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 3. Теплопроводность | 8 | 4 | 4 | ||
| Тема 4. Конвективный теплообмен в однородной среде | 16 | 12 | 4 | ||
| Тема 5. Теплообмен при фазовых и химических превращениях | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 6. Теплообмен излучением | 2 | 2 | 0 | ||
| 4 | Архитектуры и программное обеспечение суперкомпьютеров | 36 | 30 | 6 | Зачет |
| Тема 1. Архитектура высокопроизводительных ЭВМ | 8 | 8 | 0 | ||
| Тема 2. Принципы построения коммуникационных сред | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 3. Виды параллельных вычислительных систем | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 4. Классификация и оценка производительности суперЭВМ | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 5. Ресурсы вычислительного комплекса | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 6. Обзор систем управления заданиями | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 7. Параллельные математические библиотеки | 12 | 8 | 4 | ||
| 5 | Практикум на ЭВМ (программирование на Фортране или Си) | 36 | 20 | 16 | Зачет |
| Тема 1. Введение в язык FORTRAN | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 2. Язык FORTRAN | 12 | 6 | 6 | ||
| Тема 3. Программирование на языке C, часть 1 | 6 | 4 | 2 | ||
| Тема 4. Программирование на языке C, часть 2 | 16 | 8 | 8 | ||
| 6 | Параллельное программирование для многопроцессорных систем с общей и распределенной памятью | 36 | 17 | 19 | Зачет |
| Тема 1. Введение в параллельное программирование с использованием стандарта MPI | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 2. Введение в операционную систему LINUX | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 3. Двухточечный обмен сообщениями | 6 | 3 | 3 | ||
| Тема 4. Коллективный обмен данными в MPI | 6 | 2 | 4 | ||
| Тема 5. Производные типы данных | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 6. Введение в параллельное программирование с использованием стандарта OpenMP | 6 | 4 | 2 | ||
| Тема 7. Параллельные и последовательные области | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 8. Синхронизация | 6 | 2 | 4 | ||
| 7 | Технологии анализа и визуализация данных | 36 | 20 | 16 | Зачет |
| Тема 1. Данные | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 2. Структура пакетов STATISTICA и MATLAB | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 3. Описание данных. Описательные статистики. | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 4. Зависимость данных. | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 5. параллельная реализация метода выявления групп зависимых признаков. | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 6. Множественная линейная регрессия в пакетах STATISTICA и MATLAB | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 7. Методы решения задач классификации | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 8. Методы кластерного анализа | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 9. Расстояния между кластерами в пакетахSTATISTICA и MATLAB. Иерархическая агломеративная кластеризация и метод К-средних в пакетах STATISTICA и MATLAB | 8 | 2 | 6 | ||
| 8 | Теория разностных схем | 54 | 36 | 18 | Экзамен |
| Тема 1. Краевые задачи для обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 2. Элементы теории разностных схем | 26 | 16 | 10 | ||
| Тема 3. Численные методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) I порядка. | 24 | 16 | 8 | ||
| 9 | Интерационные методы решения линейных систем | 36 | 36 | 0 | Экзамен |
| Тема 1. Введение | 6 | 6 | 0 | ||
| Тема 2. Интерационные методы решения СЛАУ | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 3. Сходимость метода простой интерации | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 4. Единая каноническая форма записи (ЕКФ) двухслойных интерационных методов | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 5. Применение теоремы Самарского А.А. к исследованию сходимости интерационных методов | 6 | 6 | 0 | ||
| Тема 6. Явный нестационарный метод с чебышевским набором параметров | 6 | 6 | 0 | ||
| Тема 7. Параллельная реализация интерационных методов параметров | 8 | 8 | 0 | ||
| 10 | Вычислительные методы в задачах механики сплошных сред | 36 | 24 | 12 | Экзамен |
| Тема 1. Краевые условия 1-4 рода для задач механики сплошной среды | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 2. Уравнения параболического типа | 12 | 8 | 4 | ||
| Тема 3. Уравнение гиперболического типа | 10 | 6 | 4 | ||
| Тема 4. Экономические разностные схемы для многомерных нестационарных краевых задач | 10 | 6 | 4 | ||
| 11 | Методы параллельных вычислений | 36 | 26 | 10 | Экзамен |
| Тема 1. Введение в предмет | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 2. Рекурентные формулы | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 3. Параллельное вычисление определенных и кратных интегралов | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 4. Умножение матрицы на вектор. Умножение матрицы на матрицу. | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 5. Прямые методы решения систем линейных уравнений на многопроцессорных системах. | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 6. Параллельная реализация прямых методов решения систем линейных уравнений | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 7. Параллельна реализация итерационных методов решения Фурье | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 8. Параллельная реализация дискретного преобразования Фурье | 5 | 2 | 3 | ||
| Тема 9. Параллельные алгоритмы решения задачи Коши для систем ОДУ | 5 | 2 | 3 | ||
| Тема 10. Уравнения в частных производных | 8 | 4 | 4 | ||
| 12 | Решения больших задач МСС с использованием вычислительных пакетов ANSYS | 80 | 28 | 52 | Зачет |
| Тема 1. Основные возможности пакетов Gambit, ANSYS Fluent и ANSYS CFX | 4 | 4 | 0 | ||
| Тема 2. Gambit: основные объекты программы: точки, ребра, грани, объемы, сетки, зоны | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 3. Gambit, создание геометрических объектов и работа с ними | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 4. Gambit, типы сеток, создание двумерных сеток и оценка их качества | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 5. Создание трехмерных сеток | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 6. Зоны в расчетной области их типы | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 7. Пакет ANSYS Fluent. Управление программой. Интерфейс. | 2 | 2 | 0 | ||
| Тема 8. Выбор материалов и задание их свойств | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 9. Выбор общих параметров и физической модели течения | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 10. Задание граничных условий | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 11. Выбор численного метода расчета и задание его параметров | 4 | 0 | 4 | ||
| Тема 12. Инициализация расчета, его запуск, наблюдение за ходом вычислений | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 13. Пример расчета двумерного стационарного ламинирования течения вязкой несжимаемой жидкости | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 14. Просмотр и представление результатов решения. Построение графиков и карт решения. | 2 | 0 | 2 | ||
| Тема 15. Решение задач о течении вязкой жидкости с большими числами Рейнольдса | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 16. Пример решения задачи о турбулентном течении несжимаемой жидкости | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 17. Постановка и решение задачи о течении сжимаемой жидкости с малыми дозвуковыми скоростями | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 18. Расчет невязких течений | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 19. Задача о трансзвуковом обтекании тела | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 20. Пример решения задачи о вязком сверхзвуковом обтекании затупленного тела | 4 | 2 | 2 | ||
| Тема 21. Использование пользовательских функций в пакете Fluent | 4 | 0 | 4 | ||
| Тема 22. Течение многокомпонентной, химически реагирующей жидкости | 6 | 2 | 4 | ||
| Тема 23. Расчет течения аэровзвеси | 6 | 2 | 4 | ||
| Тема 24. Расчет трехмерного течения в камере сгорания | 4 | 2 | 2 | ||
| Итого | 512 | 335 | 177 | ||
Для организации обучения необходимо зарегистрироваться в автоматизированной системе дистанционного обучения ТГУ "Электронный университет" и подать заявку на программу, или оформить заявку на обучение и направить ее в Институт дистанционного образования ТГУ по факсу или по e-mail.
Другие курсы
Теория и практика иностранного языка. Базовый уровень: Программа переподготовки
Институт иностранных языков УрГПУ92 000 ₽
Открытый набор
Екатеринбург, пр. Космонавтов, 26
Делопроизводство и оформление кадровой документации: Курсы
Коннессанс, УЦ4 900 ₽
Открытый набор
Санкт-Петербург, Санкт-Петербург
Французский язык для начинающих: Курсы
Гринвич, ЧОУ ОДО10 800 ₽
Открытый набор
Новороссийск, ул.Куникова,21