Самостоятельная работа студентов (срс) 85 часов. Целью
| Вид материала | Самостоятельная работа |
- Методические указания к подготовке к семинарам и выполнению срс по земельному праву, 205.78kb.
- Курс: управление недвижимостью (46 часов, 7 семестр) Количество учебных часов Лекции, 14.94kb.
- Самостоятельной работы студентов, 146.08kb.
- Самостоятельная работа (срс) 60ч Всего часов 120ч По окончании курса зачет, 54.29kb.
- Рабочая программа Специальность Государственное муниципальное управление Статус дисциплины, 211.12kb.
- Программа: лекции 24 часа, практические занятия 8 часов, самостоятельная работа студентов, 24.06kb.
- Программа дисциплины Нейропсихология Направление подготовки специалистов, 29.9kb.
- Стилистика рекламного текста, 218.29kb.
- Рекомендации для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по дисциплине «Сестринское, 232.55kb.
- Рекомендации для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по дисциплине «Сестринское, 182.37kb.
Памятка
для студентов групп МАПП 51,52 по изучению дисциплины
Системы автоматизированного проектирования (САПР)
Дисциплина САПР изучается в 5 семестре. Общий объем дисциплины составляет 136 часов, из них:
лекции – 17 часов,
лаб. работы – 34 часа.
самостоятельная работа студентов (СРС) – 85 часов.
Целью данного курса является подготовка инженерных кадров, знающих и умеющих использовать методы и средства автоматизированного проектирования, которое подразумевает систематическое использование ЭВМ при инженерных расчетах и моделировании объектов проектирования.
Для достижения этой цели решаются следующие задачи:
обучение работе в компьютерной математической системе MathCAD;
формирование умения использовать систему MathCAD для моделирования объектов проектирования.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны:
знать аналитические и численные методы для создания и анализа математических моделей;
владеть основными методами работы на ЭВМ с математической программой MathCAD; математическим описанием объектов проектирования и их оптимизацией.
Дисциплина «Системы автоматизированного проектирования» базируется на информатике, математике, компьютерной графике, теоретической механике и может служить основой для применения компьютерных технологий в изучении последующих курсов специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых производств».
Содержание тем, рассматриваемых на лекциях
Введение. Понятие САПР. Базовые обеспечения САПР: методическое, программное, техническое, информационное, организационное. Системы CAD, CAM, CAD/CAM, CAE. Необходимость в разработке и использовании САПР. Примеры САПР в нашей стране и за рубежом.
Математическое описание объектов проектирования. Получение аналитических выражений интерполированием многочленом по Лагранжу; многочленом с заданием в узлах значений производных любого порядка.
Интерполяция кубическими сплайнами. Отличие сплайн интерполяции от интерполяции многочленом. Кубическая сплайн - интерполяция в MathCAD.
Математические модели на основе экспериментальных данных. Математическая обработка данных. Регрессионный анализ. Метод наименьших квадратов. Выбор эмпирических формул для нелинейных зависимостей. Преобразование координат - переход от нелинейной зависимости данных к линейной зависимости.
Анализ физического и математического эксперимента в общем случае. Статистические функции slope, intercept, linfit, genfit, regress в MathCAD.
Построение математических моделей в MathCAD с помощью программирования.
Методы решения оптимизационных задач. Линейное программирование. Транспортная задача, задача об использовании ресурсов. Аналитические и численные методы оптимизации. Метод множителей Лагранжа.
Математическое описание процессов с использованием метода анализа размерностей.
Аналитические и численные методы решения уравнений. Метод Ньютона (метод касательных). Моделирование удара зерновой частицы о неподвижную поверхность.
Моделирование процесса пневмосепарации зерновой частицы в наклонном пневмосепарирующем канале.
Содержание лабораторных работ
1. Введение. Понятия уравнение и функция в MathCAD. Решение систем уравнений. Построение декартовых графиков. Применение интеграла для вычисления площади под кривой. Моделирование случайных величин. Интегрирование методом Монте-Карло. [5]
2. Приложения интегрального исчисления к исследованию функций и геометрии. Задачи интерполирования. Вычисление объема бункера произвольной формы. [6]
3. Математическая формулировка и решение задач в виде алгебраических и интегральных уравнений.
4. Построение математических моделей нагрева и выпечки тестовых заготовок по экспериментальным данным. [7]
5. Оптимальное проектирование. Аналитические и численные методы оптимизации. [5]
6. Математическое описание объектов проектирования с помощью дифференциальных уравнений. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Графические возможности, программирование и анимация в MathCAD. [8]
7. Постановка математического эксперимента и его обработка на примере модели, описываемой дифференциальным уравнением не решаемого в квадратурах. [9]
8. Получение уравнения регрессии по методу Брандона. Анализ размерностей. [9]
9. Математическая формулировка задачи сепарации частиц зерновой смеси на наклонной плоскости в виде системы дифференциальных уравнений и численное решение этой системы.
Самостоятельная работа студентов
1 Выполнение заданий по самостоятельной работе на ЭВМ по каждой лабораторной работе и подготовка к следующей лабораторной работе - 4 х 8 = 32 часа.
2 Подготовка и сдача двух компьютерных аттестаций - 2 х 2 +1= 5 часов.
3 Выполнение расчетной работы - 48 часов.
Примечание: У студентов 9 часовой рабочий день. Выходной – воскресенье.
Расчетная работа
Выполняется индивидуальная расчетная работа в соответствии с методическими указаниями [8] на ЭВМ в среде математического пакета MathCAD. Работа состоит из 11 частей.
1 Определение времени "зависания" зерновой частицы в пневмоканале.
2 Построение кривых перемещения частиц зерновой смеси имеющих различные скорости витания.
3 Графический анализ влияния начальных параметров на траекторию частицы зерновой смеси.
4 Определение оптимальной скорости воздушного потока.
5 Взаимодействие частицы зерновой смеси со стенками пневмоканала.
6 Влияние коэффициента восстановления скорости после удара о стенки на время пребывания частиц зерновой смеси в пневмоканале.
7 Исследование влияния ширины пневмоканала на время очистки зерна.
8 Оптимизация процесса сепарирования зернового материала по его концентрации и времени нахождения в пневмоканале.
9 Исследование влияния неравномерности воздушного потока на сепарирование.
10 Влияние на сепарацию угла и начальной скорости вхождения частицы в неравномерный воздушный поток.
11 Создание анимации по наблюдению движения частиц в процессе пневмосепарации.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
1 Mathcad 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95./ Перевод с англ. - М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1996. -712 с.
2 Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad. Учебный курс. – СПб.:Питер, 2003. -448 с.: ил.
3 Васильков Ю.В., Василькова Н.Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании: Учеб. пособие. – М.: Финансы и статистика, 2002. -256с.: ил.
4 Численные методы. Учебник для техникумов. М., "Высш. школа", 1976. - 308 с.: ил.
5 Очков В.Ф. MathCAD 7 Pro для студентов и инженеров- М.: КомпьютерПресс, 1988.-384 с.- ил.
Перечень методических материалов
6 Седешев М.А. Основы САПР. Лабораторный практикум. Исследование формоизменения пластического материала и математическое описание геометрической модели очага деформации: Метод. указание к лаб. работам./ АлтГТУ им. И.И. Ползунова - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999 -15 с.
7 Седешев М.А. Основы САПР. Лабораторный практикум. Построение математических моделей нагрева и выпечки тестовых заготовок по экспериментальным данным: Метод. указание к лаб. работам./ АлтГТУ им И.И. Ползунова - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999 - 17 с.
8 Зайцев В.П., Седешев М.А. Злочевский В.Л. Основы САПР Математические модели проектирования. Моделирование процесса пневмосепарации. Учеб. пособие./ АлтГТУ им И.И. Ползунова - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999 - 62 с.
9 Седешев М.А. Математические модели объектов проектирования в системе MathCAD: метод. указание./ АлтГТУ им. И.И. Ползунова - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005 -51 с.
Контроль обучения
Первая аттестация на компьютере – 6 неделя семестра.
Вторая аттестация на компьютере – 12 неделя семестра.
За каждое пропущенное занятие (лекция или лабораторная работа) отнимается по 10 баллов.
Отчет по расчетной работе – 16 неделя семестра. Оценивается по принципу зачтено/не зачтено.
Экзамен – во время сессии.
К экзамену допускаются студенты, не имеющие задолженностей по расчетной работе и аттестациям (набрано менее 25 баллов по каждой аттестации).
При получении 100 баллов за каждую аттестацию и сдаче отчета по расчетной работе выставляется "автоматом" экзаменационная оценка "отлично".
Тематические вопросы к экзамену
Для сдачи экзамена необходимо выполнить квалификационный тест контроля итоговых знаний по дисциплине Системы автоматизированного проектирования (САПР). Тест представлен в виде задач по перечисленным ниже тематическим вопросам и выполняется на компьютере в математической системе MathCAD в течение 30 минут.
1. Определение САПР. Базовые обеспечения САПР: методическое, программное, техническое, информационное, организационное.
2. Системы CAD, CAM, CAD/CAM, CAE.
3. Интерполирование табличных данных: а) кубическим сплайном, б) многочленом по Лагранжу, в) многочленом с заданием в узлах значений функции и значений ее производных различного порядка.
4. Регрессионный анализ. Выбор эмпирических формул для нелинейных зависимостей. Преобразование координат – переход от нелинейной зависимости данных к линейной зависимости. Построение функциональной зависимости для табличных данных методом наименьших квадратов. Функции slope, intercept, linfit, genfit, regress в MathCAD.
5. Векторы и матрицы в MathCAD. Формирование новых матриц из существующих с помощью функции submatrix.
6. Программирование в MathCAD.
7. Оптимальное проектирование. Линейное программирование. Аналитические и численные методы оптимизации.
8. Метод анализа размерностей для получения функциональных зависимостей (уравнений).
9. Численные и аналитические методы решения уравнений. Многократные решения уравнений в MathCAD.
10. Моделирование случайных величин. Метод Монте-Карло.
11. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений в MathCAD.
12. Графические возможности MathCAD.
13. Анимация в MathCAD.
14. Вычисления с единицами измерений в MathCAD.
15. Математические модели объектов проектирования. Моделирование процесса пневмосепарации. Моделирование удара. Моделирование сепарации зерновой смеси на наклонной плоскости. Принцип вибрационного перемещения (вибротранспортирования) и его моделирование.
Составил доцент кафедры МАПП Седешев М.А.
Утвердил зав. кафедрой МАПП, профессор Тарасов В.П.