Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Nabycie umiejętności posługiwania się zaawansowanymi metodami analizy numerycznej do opisywania i rozwiązywania typowych zadań oraz problemów z zakresu telekomunikacji.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł zakłada zapoznanie studenta z zaawansowanymi algorytmami i metodami numerycznymi. Realizacja tego celu odbywa się w czasie wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych.

Materiały dydaktyczne: https://pa.prz.edu.pl/ (dostępne po zalogowaniu)

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	L. Collatz	Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych	PWN, Warszawa.	1960
2	S.G. Michlin, C.L. Smolicki	Metody przybliżone rozwiązywania rówań różniczkowych i całkowych	PWN, Warszawa.	1972

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1

A. Majewski

Komputerowe metody rozwiązywania zagadnień brzegowych

Wyd. Pol. Warszawskiej, Warszawa.

1994

Literatura do samodzielnego studiowania

1	A. Karafiat	Analiza metody elementów brzegowych w zadaniu rozpraszania fali akustycznej	Wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków.	1996
2	J. Sikora	Podstawy metody elementów brzegowych. Zagadnienia Potencjalne Pola Elektromagnetycznego	Wydawnictwo Książkowe Instytutu Elektrotechniki, Warszawa.	2009
3	P. Jabłoński	Metoda elementów brzegowych w analizie pola elektromagnetycznego	Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.	2003
4	S. Bolkowski	Komputerowe metody analizy pola elektromagnetycznego	Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.	1993

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Kursy z przedmiotów: algebra i analiza matematyczna, metody numeryczne (I).

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Wiedza w zakresie matematyki, wykorzystywana do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich związanych z telekomunikacją w szczególności obejmujących rachunek różniczkowy i całkowy.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Student powinien potrafić użyć wiedzę matematyczną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu analizy numerycznej.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Brak

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	Zna zaawansowane metody numeryczne, potrafi wskazać ich wady i zalety i dobrać odpowiednią metodę do konkretnego zagadnienia.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna,	K_W01++ K_U13++	P7S_UW P7S_WG
02	Zna program do obliczeń numerycznych (Octave / Scilab / Freemat / Matlab) i potrafi skorzystać z gotowych procedur implementujących zaawansowane metody numeryczne.	laboratorium	zaliczenie cz. praktyczna	K_U04+ K_U13++	P7S_UK P7S_UW

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	Przegląd równań różniczkowych zwyczajnych, układy równań. Metoda zmiennych stanu.	W01	MEK01
3	TK02	Przegląd równań różniczkowych cząstkowych: równania Laplace’a i Poisson’a; równanie przewodzenia ciepła (równanie dyfuzji); równanie falowe, równania biharmoniczne i bifalowe; równania Maxwell’a.	W02, W03	MEK01
3	TK03	Przegląd równań całkowych Volterry i Fredholma.	W04	MEK01
3	TK04	Rodzaje sformułowań zagadnień granicznych: klasyczne, wariacyjne: silne, słabe i odwrotne.	W05	MEK01
3	TK05	Różnice skończone, ilorazy różnicowe (rodzaje), metoda różnic skończonych (FDM).	W06, L01	MEK01 MEK02
3	TK06	Metoda elementów skończonych (FEM): funkcje kształtu, wyprowadzenie równoważnego układu równań algebraicznych, analiza, zastosowanie.	W07, W08, L02, L03	MEK01 MEK02
3	TK07	Metoda elementów brzegowych (BEM): wyprowadzenie równoważnego układu równań algebraicznych, analiza, zastosowanie.	W09, W10, L04	MEK01 MEK02
3	TK08	Metoda Trefftza: T-funkcje, metoda Trefftza-Herrery, metoda Trefftza-Jirouska, metoda Trefftza-Kupradze.	W11, W12, L05	MEK01 MEK02
3	TK09	Przegląd metod brzegowych hybrydowych.	W13, L06	MEK01 MEK02
3	TK10	Zastosowanie metod numerycznych w telekomunikacji: pole elektrostatyczne, zagadnienie brzegowe teorii rozchodzenia się dźwięku, zagadnienia brzegowe teorii pola elektromagnetycznego.	W14, W15, L07	MEK01 MEK02

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)	Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 3.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 6.00 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.
Laboratorium	Kolokwium zaliczeniowe.
Ocena końcowa	Średnia ocen z laboratorium i zaliczenia wykładu.

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	A. Brański; L. Janas; R. Klich; E. Prędka; D. Szynal	Project of Acoustic Adaptation of the Church with a Long Reverberation Time	2022
3	A. Brański; R. Kuras	Asymmetrical PZT Applied to Active Reduction of Asymmetrically Vibrating Beam – Semi-Analytical Solution	2022
4	A. Brański; E. Prędka; M. Wierzbińska	Influence of the Plaster Physical Structure on Indoor Acoustics	2021
5	A. Brański	Sposób tłumienia fali akustycznej oraz moduł refleksyjny tłumika do stosowania tego sposobu	2020
6	A. Brański	Wybrane zagadnienia informatyki stosowanej	2020
7	A. Brański; A. Kocan-Krawczyk; E. Prędka	Selected Aspects of Meshless Method Optimization in the Room Acoustics with Impedance Boundary Conditions	2020
8	A. Brański; E. Prędka	Analysis of the Room Acoustic with Impedance Boundary Conditions in the Full Range of Acoustic Frequencies	2020
9	A. Brański; L. Janas; G. Kędzior; R. Klich; D. Szynal	Badanie izolacyjnosci akustycznej od dźwieków powietrznych systemowej więźby dachowej	2019