Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami i modelami impulsowych zaburzeń elektromagnetycznych pochodzenia atmosferycznego oraz metodami ich rejestracji i analizy w kontekście ochrony wrażliwej infrastruktury elektrycznej i elektronicznej. Zapoznanie studenta z zaawansowanymi metodami numerycznymi stosowanymi w zagadnieniach elektrotechniki.

Ogólne informacje o zajęciach: Pierwsza część wykładu obejmuje ogólną charakterystykę impulsowych zaburzeń elektromagnetycznych powstających podczas wyładowań atmosferycznych, modelowanie matematyczne kanału piorunowego i pola EM, mechanizmy sprzężeń impulsowego pola EM z układami przewodzącymi, metody rejestracji i lokalizacji wyładowań atmosferycznych, analizę niestacjonarnego pola elektromagnetyczne z wykorzystaniem metod czasowo-częstotliwościowych i sztucznej inteligencji oraz pomiary udarów prądowych i napięciowych w warunkach laboratoryjnych i polowych. Druga część wykładu zaznajamia studentów z zagadnieniami związanymi z matematycznymi aspektami techniki obliczeniowej. Zawiera przegląd równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych, a także równań całkowych. Omówione są również zaawansowane metody numeryczne stosowane w elektrotechnice.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Grzegorz Masłowski	Analiza i modelowanie wyładowań atmosferycznych na potrzeby ochrony przed przepięciami	Wydawnictwa AGH - Rozprawy Monografie.	2010
2	Vladimir A. Rakov	Fundamentals of lightning	Cambridge University Press .	2016
3	V. Cooray	Unification of engineering return stroke models	Electric Power Systems Research, Vol. 195, DOI: 10.1016/j.epsr.2021.107118.	2021
4	G. Maslowski and V. A. Rakov	A study of the lightning channel corona sheath	Journal of Geophysical Research, Vol. 111, Issue D14, DOI: 10.1029/2005jd006858.	2006
5	Lesław Gołębiowski, Jerzy Lewicki	Układy elektromagnetyczne w energoelektronice	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej w Rzeszowie.	2012
6	L. Gołębiowski; M. Gołębiowski; B. Kwiatkowski,	Optimal Control of a Doubly Fed Induction Generator of a Wind Turbine in Island Grid Operation,	ENERGIES, 2021, , ISSN: 1996-1073, DOI.	2021
7	Adam Brański	Metody numeryczne rozwiązywania zagadnień brzegowych - klasyfikacja i przegląð	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej .	2013

Literatura do samodzielnego studiowania

1	G. Masłowski	Współczesne badania wyładowań piorunowych i ich parametry stosowane w aplikacjach inżynieryjnych	Energetyka, Issue 11 (809), Pages 728-734.	2021
2	Adam Brański	Metody numeryczne rozwiązywania zagadnień brzegowych - klasyfikacja i przegląð	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej .	2013

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Matematyka: analiza Fouriera, funkcje trygonometryczne, liczby zespolone, Fizyka: podstawowe prawa elektryczności i magnetyzmu. Elektrotechnika: teoria obwodów i równania linii długiej.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Ma wiedzę w zakresie: równań matematycznych, funkcji trygonometrycznych, liczb zespolonych , podstawowych praw fizyki elektryczności i magnetyzmu oraz teorii obwodów

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Potrafi wykorzystać metody modelowania matematycznego zjawisk elektromagnetycznych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Student po zakończeniu kursu potrafi efektywnie analizować impulsowe zaburzenia elektromagnetyczne pochodzenia atmosferycznego w dziedzinie czasu i częstotliwości	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W03++	P7S_WG P7S_WK
02	Student po zakończeniu kursu ma świadomość i rozumie potrzebę wykorzystania praktycznego wiedzy na temat oddziaływania wyładowań atmosferycznych na wrażliwą infrastrukturę elektryczną i elektroniczną	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W03+ K_K05++	P7S_KO P7S_KR P7S_WG
03	Zna zaawansowane metody numeryczne, potrafi wskazać ich wady i zalety i dobrać odpowiednią metodę do konkretnego zagadnienia.	wykład	zaliczenie pisemne	K_W03+ K_K05++	P7S_KO P7S_KR P7S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Wyładowania atmosferyczne a środowisko naturalne, globalny obwód elektryczny, fale Schumanna, zagrożenia infrastruktury technicznej i istot żywych związane z oddziaływaniem wyładowań atmosferycznych, parametry wyładowań atmosferycznych, modelowanie kanału piorunowego z prądem udarowym, systemy lokalizacji wyładowań atmosferycznych	W09,W10,W11,W12	MEK01
3	TK02	Impuls elektromagnetyczny LEMP i mechanizmy jego sprzężenia z układami przewodzącymi. Modelowanie wpływu prądu piorunowego i LEMP na linie elektroenergetyczne i instalacje elektryczne, symulacje komputerowe rozkładu prądu piorunowego w instalacji odgromowej i przepięć atmosferycznych w liniach elektroenergetycznych	W13,W14,W15	MEK01 MEK02
3	TK03	Przegląd równań różniczkowych zwyczajnych, układy równań. Metoda zmiennych stanu. Przegląd równań różniczkowych cząstkowych: równania Laplace’a i Poisson’a; równanie przewodzenia ciepła (równanie dyfuzji); równanie falowe, równania biharmoniczne i bifalowe; równan Przegląd równań całkowych Volterry i Fredholma. Rodzaje sformułowań zagadnień granicznych: klasyczne, wariacyjne: silne, słabe i odwrotne. Różnice skończone, ilorazy różnicowe (rodzaje), metoda różnic skończonych (FDM). Metoda elementów skończonych (FEM): funkcje kształtu, wyprowadzenie równoważnego układu równań algebraicznych, analiza, zastosowanie. Metoda elementów brzegowych (BEM): wyprowadzenie równoważnego układu równań algebraicznych, analiza, zastosowanie. Metoda Trefftza: T-funkcje, metoda Trefftza-Herrery, metoda Trefftza-Jirouska, metoda Trefftza-Kupradze. Przegląd metod brzegowych hybrydowych. Zastosowanie metod numerycznych w elektrotechnice: pole elektrostatyczne, zagadnienie brzegowe teorii rozchodzenia się dźwięku, zagadnienia brzegowe teorii pola elektromagnetycznego.	W01,W02,W03,W04,W05,W06,W07,W08	MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)
Zaliczenie (sem. 3)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Zaliczenie pisemne treści wykładowych
Ocena końcowa	Na podstawie zaliczenia pisemnego z treści wykładowych

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	A. Brański; R. Kuras	PZT Asymmetrical Shape Optimization in Active Vibration Reduction of Triangular Plates	2023
2	D. Borkowska; M. Borkowski	A numerical analysis of the generalised collocation Trefftz method for some 2D Laplace problems	2023
3	K. Bulanda; K. Filik; G. Karnas; G. Masłowski; M. Oleksy; R. Oliwa	Stanowisko probierczo-pomiarowe do badań wysokonapięciowych impedancji, rezystywności i odporności materiałów kompozytowych oraz sposób badania wysokonapięciowych impedancji, rezystywności i odporności materiałów kompozytowych	2023
4	P. Baranski; W. Gajda; G. Karnas; G. Masłowski	Spectral domain analysis of preliminary breakdown pulse train activity during leader electric field signatures of positive cloud-to-ground flash incidents recorded during 2019 thunderstorm season in central part of Poland	2023
5	A. Brański; L. Janas; R. Klich; E. Prędka; D. Szynal	Project of Acoustic Adaptation of the Church with a Long Reverberation Time	2022
6	A. Brański; R. Kuras	Asymmetrical PZT Applied to Active Reduction of Asymmetrically Vibrating Beam – Semi-Analytical Solution	2022
7	G. Masłowski; R. Ziemba	Fale napięciowe indukowane w liniach elektroenergetycznych pobliskimi wyładowaniami atmosferycznymi	2022
8	K. Bulanda; K. Czech; D. Krajewski; G. Masłowski; D. Mazur; M. Oleksy; R. Oliwa	Methods for Enhancing the Electrical Properties of Epoxy Matrix Composites	2022
9	K. Bulanda; K. Filik; G. Karnas; J. Królczyk; G. Masłowski; M. Oleksy; R. Oliwa	A new method to electrical parameters identification of carbon fiber reinforced composites using lightning disturbances corresponding to subsequent return strokes	2022
10	P. Barański; G. Karnas; G. Masłowski	A New Method for Modeling and Parameter Identification of Positively Charged Downward Lightning Leader Based on Remote Lightning Electric Field Signatures Recorded in the ELF/MF Range and 3D Doppler Radar Scanning Data	2022
11	S. Hajder; G. Masłowski	Measurements and Modeling of Long Continuing Current in the Lightning Protection System of a Residential Building	2022
12	A. Brański; E. Prędka; M. Wierzbińska	Influence of the Plaster Physical Structure on Indoor Acoustics	2021
13	G. Masłowski	Współczesne badania wyładowań piorunowych i ich parametry stosowane w aplikacjach inżynieryjnych	2021
14	G. Masłowski	Wybrane zagadnienia badań wyładowań atmosferycznych i ochrony odgromowej	2021
15	K. Bulanda; K. Filik; G. Karnas; G. Masłowski; M. Oleksy; R. Oliwa	Testing of Conductive Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites Using Current Impulses Simulating Lightning Effects	2021
16	K. Filik; S. Hajder; G. Masłowski	Multi-Stroke Lightning Interaction with Wiring Harness: Experimental Tests and Modelling	2021
17	M. Borkowski; I. Moldovan	Direct boundary method toolbox for some elliptic problems in FreeHyTE framework	2021
18	A. Brański	Sposób tłumienia fali akustycznej oraz moduł refleksyjny tłumika do stosowania tego sposobu	2020
19	A. Brański	Wybrane zagadnienia informatyki stosowanej	2020
20	A. Brański; A. Kocan-Krawczyk; E. Prędka	Selected Aspects of Meshless Method Optimization in the Room Acoustics with Impedance Boundary Conditions	2020
21	A. Brański; E. Prędka	Analysis of the Room Acoustic with Impedance Boundary Conditions in the Full Range of Acoustic Frequencies	2020
22	G. Masłowski; S. Wyderka	Modeling of Currents and Voltages in the Lightning Protection System of a Residential Building and an Attached Overhead Power Line	2020
23	P. Barański; G. Karnas; G. Masłowski	A novel algorithm for determining lightning leader time onset from electric field records and its application for lightning channel height calculations	2020
24	A. Brański; L. Janas; G. Kędzior; R. Klich; D. Szynal	Badanie izolacyjnosci akustycznej od dźwieków powietrznych systemowej więźby dachowej	2019
25	M. Borkowski; I. Moldovan	On rank-deficiency in direct Trefftz method for 2D Laplace problems	2019
26	M. Borkowski; R. Kuras	Application of conformal mappings and the numerical analysis of conditioning of the matrices in Trefftz method for some boundary value problems	2019