Програма дисципліни " Числові методи І математичне моделювання на еом" для напрямів підготовки (спеціальностей) 0925 автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології

Вид материала

Документы

Содержание Ii. розподіл навчального часу Семест. атест. Iii. мета і завдання дисципліни Iv. тематичний план Тема1. Елементи теорії похибок Тема 6. Наближене диференціювання та інтегрування функцій. Тема 7. Числові методи розв’язання звичайних диф. рівнянь Тема 8. Чисельне розв’язання кураєвої задачі для звич. диф. Рівнянь другого порядку Тема 9. Чисельне розв’язання диференціальних рівнянь в частинних похідних Тема 10.Розв’язання інтегральних рівнянь Всього за 4 семестр Тема 2.1. Моделі процесів переміщення рідини (гідродинамічні моделі) Тема 2.2. Математичні моделі хімічних реакторів Тема 4.2. Побудова математичних моделей стаціонарних режимів хіміко-технологічних процесів Тема 4.3.Використання стратегії системного аналізу для рішення задач проектування ХТП на базі математичних моделей Всього за 6 семестр Iv. 2. лекції Лекція№1. Визначення та структура ОХТ. Лекція №2. Математичне моделювання Тема 2.1. Моделі процесів переміщення рідини (гідродинамічні моделі) ... Полное содержание

Подобный материал:

• Робоча програма методичні| вказівки| та контрольні| завдання| з дисципліни| «Мікропроцесорна, 1582.14kb.
• Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Графічне та геометричне моделювання, 352.28kb.
• Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Автоматизація технологічних процесів", 514.7kb.
• Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Автоматизація управління виробництвом", 433.93kb.
• Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Організація та управління комп’ютерно-інтегрованими, 372.13kb.
• Робоча навчальна програма дисципліни "метрологія та основи вимірювань" (за кредитно-модульною, 797.27kb.
• Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Надійність та діагностика технічних, 450.74kb.
• Робоча навчальна програма навчальної дисципліни „Аналітичне конструювання динамічних, 385.45kb.
• Робоча навчальна програма з дисципліни " Цифрові системи керування та обробки інформації, 419.12kb.
• Робоча навчальна програма з навчальної дисципліни " Правове забезпечення професійної, 350.85kb.

ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ


“Числові методи і математичне моделювання на ЕОМ”

для напрямів підготовки (спеціальностей)

0925 автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології

( 7.092502 комп'ютерно - інтегровані технологічні процеси і виробництва)


I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ


Робоча навчальна програма складена на основі Освітньо-професійної програми вищої освіти за професіональнім спрямуванням автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології (бакалаврат). Вивчення дисципліни заплановано на 2 та 3 курсах в 4-ому та 6-ому семестрах.

Дисципліни “Числові методи і математичне моделювання на ЕОМ” викладається згідно з учбовим планом бакалаврської підготовки і призначена для навчання студентів типовим методам обчислювальної математики, які використовуються для розв'язання різних задач хімії і хімічної технології, їх реалізації на базі сучасної обчислювальної техніки, а також ознайомити майбутніх фахівців хімічної промисловості з сучасними методами математичного моделювання та оптимізації хімічних процесів. Ця дисципліна базуєтся на ряді інших дисциплін математичного та хімічного профілю: “Вища математика”, “Фізична хімія”, “Числові методи”, “Програмування та алгоритмічні мови”, “Комп’ютерна техніка та організація обчислювальних робітײ, “Типові технологічні об’єкти і процеси виробництва”, тощо.

1	Вища математика	Системи алгебраїчних рівнянь і методи їх розв'язання. Диференціальні рівняння. Системи дифереціальних рівнянь, методи рішення. Матриці, матричне перетворення.
2	Фізична хімія	Основи молекулярної фізики, термодинаміки. Рідини та гази. Дифузія. Кінетика хімічних процесів. Закон дії мас. Фазові переходи. Гомогенні та гетерогенні системи. Діаграми стану.
3	Обчислювальна математика та програмування	Обробка експериментальних даних статистичними методами. Отримання регресійних залежностей. Метод найменших квадратів. Чисельні методи рішення диференціальних рівнянь. Визначення інтеграла чисельними методами. Точність обчислень. Основи алгоритмізації. Основи роботи із сучасним програмним забезпеченням
4	Типові технологічні об’єкти і процеси виробництва.	Основи розрахунку та принципи роботи апаратів основного та допоміжного обладнання. Основні рівняння гідродинаміки. Закони тепло- та масообміну. Лімітуючі стадії. Критеріальні рівняння.
5	Загальна хімічна технологія	Ієрархічна організація хіміко-технологічного виробництва. Хіміко-технологічні процеси. Хімічні реактори. Загальні закономірності. Структура та опис ХТП.

II. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ

Розподіл навчальних годин за семестрами і видами навчальних занять здійснюється відповідно до робочих навчальних планів і за змістом є :

Семестр	Всього	Розподіл за семестрами та видами занять					Семест. атест.
		Лекц.	Практ.	Семін.	Лабор.	СРС
4	136	34	8		26	67
6	126	34	8		26	67	Екз.
Всього:	126	34	16		52	134	Екз

III. МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ


Дисципліна складається з двох частин. Метою вивчення першої частини дисципліни (4 семестр) є оволодіння студентами математичними методами обчислювальної математики та навичками розв'язання конкретних задач з використанням цих методів і сучасних ЕОМ.

Після її вичення студент повинен знати:

- елементи теорії похибок;

- наближені методи розв'зання нелінійних алгебраїчних та трансиндентних рівнянь та їх систем;

- методи математичної обробки експериментальних даних;

- наближені методи диференціювання та інтегрування функцій;

- числові та аналітичні методи розв'язання диференціальних та

інтегральних рівнянь. Крім того, студент повинен вміти:

- використовувати вивчені методи для розв'зання конкретних задач з застосуванням персонального комп'ютера (ПК);

- самостійно розробляти ефективні алгоритми для розв'язання задач хімії і хімічної технології;

• здійснювати математичну обробку експериментальних даних
  
• ( вибір емпіричних формул, інтерполяція, сплайн-інтерполяція та інше).
  

Друга частина курсу призначена ознайомити майбутніх фахівців хімічної промисловості з сучасними методами математичного моделювання та оптимізації об’єктів хімічної технології (ОХТ).

Після вивчення її студент повинен знати:

• особливості побудування математичних моделей ОХТ (простих і складних);
  
• можливості застосування ЕОМ для розвязання задач моделювання;
  
• порівняльну характеристику методів оптимізації ХТП.
  

Крім того студент повинен вміти:

• аналізувати ОХТ з метою побудування математичної моделі;
  
• робити алгоритм розв’язання математичної моделі та отримати результати розрахунку на ЕОМ хімічного процесу чи системи із застосуванням сучасних програмних комплексів;
  
• зробити влучний вибір методу оптимізації для даного процесу; реалізувати розроблений алгоритм на ЕОМ із застосуванням сучасних програмних комплексів та проаналізувати оптимальні результати;
  
• зробити відповідні висновки щодо застосування моделей в промисловості для раціонального розрахування хімічного обладнання та визначення оптимальних параметрів технологічного процесу.
  

Знання та навички, одержані в цій дисципліні, у подальшому використовуються в усіх дисциплінах, які потребують розробки та рішення математичних моделей об’єктів та процесів, що розробляються, і в першу чергу – в курсах : “Математичне моделювання, розрахунок та оптимізація хіміко-технологічних процесів в хімічному виробництві”, “Математичне моделювання та оптимізація складних процесів і систем”, в курсовому та дипломному проектуванні тощо.


IV. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

Найменування розділів, тем	Розподіл за семестрами та видами занять
	Всього	Лекц.	Практ.	Семін.	Лабор.	СРС
4 семестр
Тема1. Елементи теорії похибок	12	2	2		2	6
Тема2. Методи розв’язання нелінійних рівнянь	8	2				6
Тема 3. Методи розв’язання систем лінійних рівнянь	12	2			2	8
Тема 4. Методи розв’язання систем нелінійних рівнянь	14	2	2		2	8
Тема 5. Апроксимація функцій	26	10			8	8
Тема 6. Наближене диференціювання та інтегрування функцій.	10		2			8
Тема 7. Числові методи розв’язання звичайних диф. рівнянь	18	4	2		4	6
Тема 8. Чисельне розв’язання кураєвої задачі для звич. диф. Рівнянь другого порядку	11	2			3	6
Тема 9. Чисельне розв’язання диференціальних рівнянь в частинних похідних	13	6			2	5
Тема 10.Розв’язання інтегральних рівнянь	13	4			3	6
Всього за 4 семестр:	135	34	8		26	67
6 семестр
Розділ 1.Загальні питання моделювання ОХТ Тема 1.1. Математичне моделювання як основний метод рішення задач оптимізації, проектування та керування ОХТ	8	4			4
Розділ 2 Детерміновані математичні моделі Тема 2.1. Моделі процесів переміщення рідини (гідродинамічні моделі)	22	10			4	8
Тема 2.2. Математичні моделі хімічних реакторів	28	4	4		4	20
Тема 2.3. Математичні моделі типових процесів хімічної технології	18	4			4	10
Розділ 3. Поняття оптимізації в хімії та в хімічній технології (2 години) Тема 3.1. Загальне формулювання задач оптимізації хіміко-технологічних процесів та систем..	6	2				4
Розділ 4. Математичні моделі хіміко-технологічних процесів Тема 4.1. Сучасна стратегія математичного моделювання ХТП та загальні принципи побудови математичних моделей ХТП.	2	2
Тема 4.2. Побудова математичних моделей стаціонарних режимів хіміко-технологічних процесів	20	4	2		10	6
Тема 4.3.Використання стратегії системного аналізу для рішення задач проектування ХТП на базі математичних моделей	22	4	2		8	10
Всього за 6 семестр:	135	34	8		26	67
ВСЬОГО:	270	68	16		52	134

IV. 2. ЛЕКЦІЇ

4 СЕМЕСТР

Тема 1: Елементи теорії похибок.

Лекція 1.

Вступ. Призначення курсу. Абсолютна та відносна похибка. Десятковий запис наближеного числа. Значущі та вірні цифри наближеного числа. Зв'язок між числом вірних цифр та похибкою наближеного числа. Похибки дій над наближеними числами.

Тема2: Методи розв'язання нелінійних рівнянь.

Лекція 2. Постановка задачі. Графічні та аналітичні метода відокремлення коренів. Методи уточнення значень коренів (ітерацій).

Тема3 Методи розв'язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь.

Лекція 3 . Схема єдиного ділення за методом Гауса. Розв'язання систем лінійних рівнянь методом ітерацій.

Тема 4: Методи розв'язання систем нелінійних рівнянь.

Лекція 4 . Постановка задачі. Метод ітерації для системи двох рівнянь з двома невідомими. Метод Ньютона для системи двох рівнянь з двома невідомими. Метод ітерацій для систем п рівнянь з п-невідомими. Метод Ньютона для систем n-рівнянь з n-невідомими.

Тема5 : Апроксимація функцій.

Лекція 5 . Постановка задачі апроксимації функцій. Метод найменших квадратів (МНК). Лінійна та параболічна апроксимація по МНК. Апроксимація у вигляді показникової та степеневої функції.

Лекція 6.Апроксимація за МНК з використанням емшрічної залежності. Метод вирівнювання. Апроксимація за методом Чебишева. Ортогональні многочлени Чебишева.

Лекція 7. Постановка задачі інтерполяції. Інтерполяційна формула Лагранжа. Оцінка похибки.Кінцеві різниці різних порядків. Інтерполяційні формули Ньютона. Оцінка похибки. Обернена інтерполяція. Лекція Ю.

Лекція 8-9. Сплайн - інтерполяція.

Тема 6: Наближені методи розв'язання звичайних диференщйних рівнянь.

Лекція І0. Постановка задачі. Аналітичні методи (послідовних наближень, послідовного диференціювання).

Лекція 11:Числові методи. Метод Ейлера та його модифікації.: Числові методи. Метод Рунге-Кута та його модефікацІЇ, оцінка похибок. .Числові методи розв'язання систем диференційних рівнянь.

Тема 8: Чисельне розв'язання крайової задачі для звичайних диференціальних рівнянь другого порядку.

Лекція 12: .Постановка задачі та її розв'язання методом кінцевих різниць. Метод прогонки. Порівняльна характеристика методів.

Тема 9: Чисельне розв'язання диференціальних рівнянь в частинних похідних.

Лекція 13: Постановка задачі. Класифікація диференційних рівнянь в частинних похідних. Метод сіток.

Лекція 14-15. Розв'язання диференщйних рівнянь в частинних похідних параболічного, гіперболічного та еліптичного типів.

Тема: Розв'язання інтегральних рівнянь.

Лекція 16-17. Інтегральні рівняння Фредгольма і Вольтера першого та другого роду.


6 СЕМЕСТР

Розділ 1.

Загальні питання моделювання ОХТ

Тема 1.1. Математичне моделювання як основний метод рішення задач оптимізації, проектування та керування ОХТ

Лекція№1. Визначення та структура ОХТ.

Вступ. Визначення ОХТ. Простий та складний ОХТ. “Життэвий цикл” ОХТ. Структура ОХТ. Класифікація параметрів ОХТ. Два підходи до рішення основних розрахункових задач (емпірічний та структурний). Історичні аспекти і особливості використання ЕОМ у хімічній технології. Основні задачі та застосування ЕОМ на різних етапах наукових досліджень, при проектуванні та керуванні хімічними виробництвами. Системний підхід як стратегія дослідження, проектування та керування обєктами хімічної технології.

Лекція №2. Математичне моделювання

як основа побудови автоматизованних систем.

ОХТ і ХТП. Детерміновані та стохастичні процеси. Типові ХТП, їх класифікація. Загальні поняття: математичне моделювання, математична модель, інформаційні технології, кібернетика хіміко-технологічних процесів, автоматизовані системи управління технологічними процесами (АСУТП), автоматизовані системи наукових досліджень (АСНД),системи автоматизованого проектування (САПР). Математичне моделювання як основа побудови автоматизованих систем. Етапи розробки математичної моделі. Основні види математичних моделей: статичні та динамічні; моделі із зосередженими та розподіленими параметрами; детерміновані та статистичні. Характеристика методів побудови математичної моделі (аналітичний, експериментальний). Вимоги до математичних моделей. Етапи математичного моделювання. Принцип побудови математичних моделей за блоками. Декомпозиція задачі математичного опису складних ОХТ. Поняття про ідентифікацію параметрів та встановлення адекватності моделей. Вимоги до математичного опису модуля. Сутність обчислювального експерименту з використанням ЕОМ.

Розділ 2

Детерміновані математичні моделі

Тема 2.1. Моделі процесів переміщення рідини (гідродинамічні моделі)

Лекція №3 . Математичний опис структури

потоків в апаратах – основа побудови моделі ОХТ

Структура детермінованих математичних моделей. Обмеження на параметри. Припущення. Принципи складання рівнянь математичного опису. Енергетичні (теплові) та матеріальні баланси для стаціонарних та нестаціонарних процесів. Перехідні процеси.

Математичний опис структури потоків в апаратах – основа побудови моделі ОХТ. Методи дослідження. Визначення кривих відгуку. Типові збурюючі сигнали. Застосування операційного числення Поняття функції відгуку та передаточної функції.

Лекція №4 Моделі ідеального перемішування та витиснення.

Характеристика моделей ідеального перемішування. Диференціальне рівняння моделі та його рішення Реальні процеси, що відповідають моделі ідеального перемішування.

Характеристика моделі ідеального витіснення,Диференціальне рівняння моделі та його рішення Реальні процеси, що відповідають моделі ідеального перемішування.

Функції відгуку й передаточні функції.

Лекція № 5. Дифузійна модель

Побудова однопараметричної дифузійної моделі, рішення в загальному вигляді, основний параметр моделі.

Лекція № 6 Характеристика коміркової та комбінованих моделей

Характеристика коміркової моделі. ЇЇ математичний опис. Рішення системи рівнянь комвркової моделі. Використання коміркової моделі.

Комбіновані моделі. Поєднання зон ідеального перемішування та байпасирування; зон ідеального перемішування та ідеального витиснення (паралельне та послідовне). Функції відгуку та передаточні функції.

Л-7. Визначення параметрів математичних моделей ХТП на базі динамічних харатеристик: методи експериментального дослідження динамічних властивостей хіміко-технологічних об’єктів; визначення параметрів математичних моделей методом моментів; визначення коефіцієнтів математичних моделей структури потоків методом моментів.

Тема 2.2. Математичні моделі хімічних реакторів

Лекція 8. Кінетичні моделі і моделі ізотермічних реакторів

Основні поняття хімічної кінетики. Складні хімічні реакції: перевірка гипотез про механізм і оцінку кінетічних констант; побудова стартового плану експеримента; уточнення кінетичних параметрів; дикримінація кінетичних гіпотез. Розрахунок реакторів. Класифікація моделей. Складання математичного опису. Рівняння матеріальних та теплових балансів для реакторів різних типів.

Математичні моделі ізотермічних реакторів. Моделі реакторів ідеального перемішування (РІП) та ідеального витиснення (РІВ) для проведення простих та складних реакцій. Порівняння РІП та РІВ.

Завдання на СРС: Пряма задача хімічної кінетики. Кінетика гомогенних хімічних реакцій: простих, складних (паралельних, змішаних, ланцюгових). Методи побудування кінетичних моделей для гетерогенних реакцій.

Моделювання хімічних реакцій (макрокінетика). Стехіометричний аналіз хімічних реакцій. Розрахунок матеріального балансу реакції за допомогою стехіометричних співвідношень.

Лекція №9. Аналіз ефективності окремих реакторів та каскадів,

урахування неізотермічності.

Модель каскада реакторів ідеального перемішування; розрахунок алгебраїчним, графічним та ітераційними методами. Розрахунок реакторів за кривими відгуку без урахування макростану системи та з урахуванням (за ступенем сегрегації). Ефективність реакторів.

Математичні моделі реакторів з неізотермічним режимом. Рівняння математичного опису. Сталість теплових режимів реакторів.

Тема 2.3. Математичні моделі типових процесів хімічної технології

.Лекція №10. Особливості моделювання теплообмінних процесів.

Теплообмінні процеси. Моделюючі алгоритми для розрахунку теплообмінних апаратів. Моделі теплообмінників типу «змішування-змішування», «змішування-витиснення», «витиснення-витиснення».

Лекція №11. Моделювання масообмінних процесів

Масообмінні процеси. Декомпозиція задач моделювання: підсистеми “міжфазна рівновага”, “гідродинаміка”, “теплопередача”, “масообмін”. Принцип побудови математичних моделей ОХТ та моделі явищ переносу, що базуються на фізико-хімічних принципах: багаторівневість математичного опису ХТП (принцип за блоками); механізми переносу речовини; класифікація моделей явищ переносу; баланси дисперсійний, максимального градієнту та макроскопічний (з міжфазним переносом); граничні умови.

Особливості математичного опису багатостадійних гетерогенних систем. Урахування лімітуючої стадії (зовнішня кінетика, внутрішня, змішано-дифузійна).


Розділ 3.Поняття оптимізації в хімії та в хімічній технології

Тема 3.1. Загальне формулювання задач оптимізації хіміко-технологічних процесів та систем

Лекція №12. Загальна характеристика методів оптимізації

Аналітичні методи оптимізації. Метод класичного математичного аналізу. Загальна характеристика. Приклади оптимізації. Задача визначення оптимальної температури єдиної хімічної реакції. Оптимальний розподіл потоку по паралельно працюючим апаратам. Пошук оптимуму чисельними методами. Загальна характеристика.

Розділ 4.

Математичні моделі хіміко-технологічних процесів

Тема 4.1. Сучасна стратегія математичного моделювання ХТП та загальні принципи побудови математичних моделей ХТП.

Лекція №13. Сучасна стратегія математичного моделювання ХТП та загальні принципи побудови математичних моделей ХТП.

Хіміко-технологічний процес як фізико-хімічна система. Блочний принцип побудови математичних моделей ХТП, що базуються на фізико-хімічних принципах (детерміновані моделі).

Побудова математичних моделей нестаціонарних режимів основних процесів хімічної технології. Моделі із зосередженними та розподіленними параметрами.

Тема 4.2. Побудова математичних моделей стаціонарних режимів хіміко-технологічних процесів

Лекція №14. Особливості моделювання киплячих прошарків

для гетерогенних систем.

Особливості моделювання киплячого прошарку для гетерогенних систем ( адсорбер із провальними тарілками для системи газ-рідина). Загальна характеристика математичної моделі процесу, що враховує розподіл концентрації цільового компоненту (сорбтива) у частках адсорбенту. Адсорбер безперервної дії для системи рідина-тверде.

Лекція №15. Особливості моделювання киплячих прошарків

для гетерогенних систем.

Особливості моделювання нерухомих прошарків для гетерогенних систем. Моделювання процесу адсорбції у нерухомому прошарку адсорбенту для системи рідина-тверде тіло: загальна характеристика об’єкту моделювання; аналіз процесу його функціонування; математичні моделі без урахування зворотнього перемішування і з урахуванням.

Тема 4.3.Використання стратегії системного аналізу для рішення задач проектування ХТП на базі математичних моделей

Лекція №16 Математичні моделі при рішенні задач проектування ОХТ

Використання стратегії системного аналізу для рішення задач проектування ОХТ на основі математичного моделювання ( на прикладі математичного моделювання вузла іонообмінного очищення стічних вод хімічних виробництв): процес проектування і шляхи його реалізації; узагальнена схема вузла іонообмінного очищення стічних вод; декомпозиція процесу з нерухомим прошарком іоніту.

Лекція №17 Математичне моделювання процесу іонного обміну у нерухомому прошарку іоніту.

Взаємний зв’язок типу іоннообмінного апарату та іоніту при формуванні математичного опису. Кінетичні моделі іонного обміну. Математичні моделі декомпозиційних процесів: сорбції, регенерації та відмивки. Оптимізація роботи іонообмінного фільтру : постановка задачі оптимізації; критерій оптимізації; аналіз Математичні моделі декомпозиційних процесів: сорбції, регенерації та відмивки. Оптимізація роботи іонообмінного фільтру: постановка задачі оптимізації; критерій оптимізації; аналіз оптимальних режимів.


IV. 3. ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ РОБОТИ

Практичні заняття націлені на закріплення теоретичних положень та підготовки до лабораторних занять.На кожне практичне заняття відводиться 2 години. Теми практичних занять відповідно до семестрів вивчення наступні:

4 СЕМЕСТР

П-1. Елементи теорії похибки.

П-2. Методи розв’язання систем нелінійних рівнянь.

П-3. Наближене диференціювання та інтегрування.

П-4. Наближені методи розв’язування систем звичайних диференційних рівнянь.

6 СЕМЕСТР

П-1. Складання кінетичних моделей хімічних процесів.

П-2. Побудова математичних моделей реакторів з ізотермічним режимом.

П-3. Побудова математичних моделей реакторів з неізотермічним режимом.

П-4. Побудова детермінованих математичних моделей простих ОХТ( на прикладі іонообмінного фільтру).

IV. 4. ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

4 СЕМЕСТР

Лаб 1. Наближені числа.

Лаб 2. Розв'язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь.

Лаб 3. Наближене розв'язання систем нелінійних рівнянь.

Лаб 4. Інтерполяція функцій.

Лаб 5. Чисельне розв'язання звичайних диференційних рівнянь.

Лаб 6. Чисельне розв'язання крайової задні для звичайних диференційних

рівнянь другого порядку

Лаб 7. Чисельне розв'язання диференційних рівнянь у часткових похідних.

Лаб 8. Розв'язання інтегральних рівнянь

Лаб9. Сплайн- інтерполяція.


6 СЕМЕСТР

Метою циклу лабораторних робіт є опанування практикою використання методів системного аналізу, побудови математичних моделей ОХТ та оптимізації, а також розв’язання задач, набуття навичок застосуванням сучасних програмних комплексів для отримання результатів. Перелік запланованих робіт надано у наступній таблиці:

№ тем	ЗМІСТ	Обсяг годин
1	2	3
1.1	Основи роботи з інтегрованим середовищем Mathcad. Отримання моделей на основі обробки статистичних даних (лінійна регресія на учбовому прикладі). Побудова математичних моделей процесів з використанням методу найменших квадратів (нелінійна регресія)	4
2.1	Визначення на ЕОМ констант швидкості зворотної хімічної реакції	4
2.2	Моделювання гідродинаміки потоку у насадковій колоні за допомогою коміркової моделі	4
2.3	Дослідження теплообмінних апаратів на основі математичних моделей.	4
4.2	Математичне моделювання процесу адсорбції у киплячому прошарку адсорбенту.	4
4.2	Аналіз роботи адсорберу з нерухомим прошарком адсорбенту на базі математичної моделі апарату.	6
4.3	Математичне моделювання та оптимізація процесу іонного обміну в системі очищення стічних вод хімічних виробництв	8

IV. 5. ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

4 СЕМЕСТР

При виконанні РГР студент повинен показати знання чисельних методів, вміння самостійно вибрати і застосовувати необхідний метод для розв’язання на ПК; апроксимуючу функцію для експериментальних данних, скласти алгоритм розв’язання поставленої задачі. Оформлення РГР повинне відповідати вимогам ДСТУ. Мета РГР полягає в тому, щоб навчити студентів:

• Математично формулювати поставлену задачу;
  
• Виконувати порівняльний аналіз ефективності різних математичних методів, які застосовуються ;
  
• Отримувати емпіричні формули на основі експериментальних даних та оцінювати її точність;
  
• Складати ефективний алгоритм та програму для досягнення поставленої задачі;
  
• Самостійно працювати з науково-технчною літературою;
  
• Оформляти РГР у відповідності з ДСТУ.
  

6 СЕМЕСТР

РГР призначена для закріплення навичок практичного застосівання придбаних знань з викладеного курсу. Треба самостійно виконати РГР на тему : «Моделювання хімічних реакторів, аналіз їх ефективності та оптимізація». Зміст РГР полягає у наступному:

5.1. Відповідно до індивідуального завдання скласти математичну модель для ізотермічного реактора ідеального перемішування, розробити алгоритм та розв’язати її у середовищі MahtCad. Результати графічно інтерпретувати.

5.2. Для заданого хімічного процесу скласти математичну модель для ізотермічного реактора ідеального витиснення, розробити алгоритм та розв’язати її у середовищі MathCad. Результати графічно інтерпретувати.

5.3. Оцінити ефективність роботи РІП та РІВ для заданого хімічного процесу за часом перебування.

5.4. Оптимізувати режим роботи реактора, що визначено як ефективний у п. 5.3., якщо цільовим компонентом є напівпродукт В.

5.5. Оформити пояснювальну записку (обсяг 10-15 стор.), яка вміщує все вище зазначене.


IV. 6. КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ

4 СЕМЕСТР

Модульна контрольна робота виконується після вивчення теми « Наближене розв’язання нелінійних алгебраїчних та трансцедентних рівнянь».

6 СЕМЕСТР

Контрольна робота проводиться після завершення вивчення тем «Математичні моделі гідродинаміки птоку» та «Кінетичні моделі хімічних процесів» з метою визначення рівня теоретичної підготовки з предмету та опанування студентами матеріалу щодо самостіної роботи.


IV. 7. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

4 СЕМЕСТР

Лабораторні заняття проводяться у комп”ютерному класі з встановленим прогамним комплексами, які дають змогу вирішувати поточні завдання. Збереження поточного стану виконуємих робіт здійснювати на магнітному носії (дискета 3,5”). Кожен студент має доступ до комп”ютера.

6 СЕМЕСТР

Лабораторні заняття проводяться у комп”ютерному класі з встановленим прогамним комплексом Mahtcad8 (2000). Збереження поточного стану виконуємих робіт здійснювати на магнітному носії (дискета 3,5”). Розрахунково-графічна робота виконується за індивідупльним завданням і. Кожен студент має доступ до комп”ютера.


ПЕРЕЛІК НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

4 СЕМЕСТР

Основна

1. Брановицкая С.В., Медведев Р.Б., Фиалков Ю.Я. Вычислительная математика в химии и химической технологии, К.:»Высшая школа», 1986
   
2. Учебное задание для лабораторніх работ по вічю матерю (сост. Брановицкая С.В., Колесникова Р.Н.).-К.:КПИ, 1989,39с.
   
3. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы. М.:Наука, 1970-664с.
   
4. Демидович Б.П., Марон И.А, Шувалова Н.А. Численне методы анализа.-М:Наука.1967.-524с.
   
5. Копченова Н.В., Марон И.А. Вычислительная математика в примерах и задачах.М.6 Физматгиз,1972,-264с.
   
6. Математическая обработка экспериментальных даннях.Пособие для студентов Химко-технологического факультета( С.В.Брановицкая, С.Г.Бондаренко, А.А.Квитка,Р.Б. Медведєв, А.И. Ткачук).-К.: НТУУ»КПИ», 1997, -76с.
   
7. С.В.Брановицька, Р.М. Колеснікова Інформатика та системологія (навчально-методичний посібник з чисельних методів) , Київ 2003.
   

Додаткова література

8. Джонсон К. Численные методы в химии.-М.:Мир,1983.-504с.
   
9. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике.-М.: Химия, 1971.-824с.
   
10. Дьяконов В.П. Справ очник по алгоритмам и програмамм на языке Пейсик для ПК.-М.:Наука,1987.-240с.
    

6 СЕМЕСТР

Основна

1. Бондарь А.Г. Математическое моделирование в химической технологии.-К.: Вища школа, 1973.-280с.
   
2. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств.-М.:Высшая школа,1991.-400с.
   
3. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии.-М.:Химия, 1985.-448с.
   
4. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов.-М.:Химия,1982.-288с.
   
5. Кафаров В.В., Ветохин В.Н. Основы построения операционных систем в химической технологии. М.: Наука, 1980.-430с.
   
6. В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин, В.Л. Перов Математические основы автоматизированного проектирования химических производств.-М.:Химия, 1979.-420с.
   
7. Д. Химмельблау Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах /Пер. с англ. Ю.М. Левина.-Л.:Химия,1983,-352с.
   
8. Протодьяконов И.О., Муратов О.В., Евлампиев И.И. Динамика процессов химической технологии.-Л.:Химия,1984.-304с.
   
9. Киевский М.И., Евстратов В.Н., Семенюк В.Д. Очистка сточных вод предприятий хлорной промышленности.-М.:Химия,1978.-192с.
   

10 Сенявин М.М. Ионный обмен в технологии и анализе неорганических веществ.-М.:Химия,1980.-272с.

11. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни “Математичне моделювання та застосування електронно-обчислювальних машин в химичній технології /Уклад. Т.В.Бойко, О.С. Бондаренко, І.О Потяженко, О.Т. Попович.- К.:Політехника,2001.-64с.

12. Кудрявцев Е.М. Mahtcad 8-М.:ДМК,2000.-320с.
    

Додаткова література

12. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии.-М.:Химия,1975.-676с.
    
13. Безденежных А.А. Математические модели химических реакторов.К.: Техника, 1970,105 с.
    
14. Левешпиль О. Инженерное оформление химических процессов.-М.:Химия,1969.-621с.
    
15. Островский Г.М., Волин Ю.М. Методы оптимизации химических реакторов.-М.:Химия, 1967.-248с.
    
16. Островский Г.М., Волин Ю.М. Методы оптимизации сложных химико-технологических систем.-М.:Химия,1970.-325с.
    
17. Кафаров В.В., Дорохов И.М. Системный анализ процессов химичной технологии.-М.:Наука,1976.-500с.
    
18. Анисимов И.В. Математическое моделирование и оптимизация ректификационных установок.-М.:Химия,1975.-216с.
    
19. Кафаров В.В. Основы массопередачи.-М.:Высшая школа,1979,-439с.
    
20. Кафаров В.В.,Ветохин В.Н. Основы автоматизированного проектирования химических производств.-М.:Наука,1987.-617с.
    
21. Робертс С. Динамическое программирование в процессах химической технологии и методы управления.-М.:Мир,1975.
    
22. Бондарь А.Г., Жидков Б.А. Алгоритмизиция расчетов в химической технологии.-К.:Вища школа,1970.-265с.
    
23. Банди В. Методы оптимизации. Вводный курс.,-М.:Радио и связь,1988.-125с.
    
24. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача /Пер. с англ. Н.И. Крылова,\.-М.:Химия,1982.-696с.
    
25. Будя А.П., Кононюк А.Е., Куценко Г.П. и др. Справочник по САПР/Под ред. В.И. Скурихина.К.:Тэхника,1988.-375с.
    
26. Очков Mathcad PLUS 6.0 для студентов и инженеров.-М.: ТОО фирма «КомпьютерПресс»,1996.-238 с.
    
27. В.Ф. Фролов Моделирование сушки дисперсных материалов.-Л.Химия, 1987.-208 с.