logo PRZ
Karta przedmiotu
logo WYDZ

Metody obliczeniowe


Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:
2017/2018
Nazwa jednostki prowadzącej studia:
Wydział Budownictwa, Inżynierii środowiska i Architektury
Nazwa kierunku studiów:
Budownictwo
Obszar kształcenia:
nauki techniczne
Profil studiów:
ogólnoakademicki
Poziom studiów:
pierwszego stopnia
Forma studiów:
stacjonarne
Specjalności na kierunku:
Budownictwo blok HEP1 SPEC1, Budownictwo blok HEP1 SPEC2, Budownictwo blok HEP2 SPEC1, Budownictwo blok HEP2 SPEC2
Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:
inżynier
Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:
Katedra Mechaniki Konstrukcji
Kod zajęć:
67
Status zajęć:
obowiązkowy dla programu Budownictwo blok HEP1 SPEC1
Układ zajęć w planie studiów:
sem: 5 / W30 L30 / 5 ECTS / Z
Język wykładowy:
polski
Imię i nazwisko koordynatora:
prof. dr hab. inż. Leonard Ziemiański
Terminy konsultacji koordynatora:
Terminy podane są na stronie domowej
semestr 5:
dr hab. inż. prof. PRz Piotr Nazarko , termin konsultacji Terminy podane są na stronie domowej osoby
semestr 5:
dr inż. Dominika Ziaja , termin konsultacji Terminy podane są na stronie domowej osoby
semestr 5:
dr inż. Grzegorz Piątkowski , termin konsultacji Terminy podane są na stronie domowej osoby
semestr 5:
dr inż. Michał Jurek

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Uzyskanie wiedzy i umiejętności w zakresie definiowania i stosowania metod numerycznych do rozwiązywania problemów mechaniki i obliczania prostych konstrukcji.

Ogólne informacje o zajęciach:
Metody obliczeniowe dają podstawy do stosowania metod numerycznych do analizy i obliczania prostych układów konstrukcyjnych.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1 G. Rakowski, Z. Kacpszyk Metoda elementów skończonych Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. -
2 O.C. Zienkiewicz, R. Taylor, J.Z. Zhu The finite element methods Elsevier Butterworth-Neinemann, 6-th ed.. 2005

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
zaliczenie na ocenę pozytywną modułów kształcenia "wytrzymałość materiałów" i "mechanika budowli". Rejestracja na piąty semestr studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
znajomość tworzenia modeli fizycznych obiektów technicznych i formułowania algorytmów statyki. Znajomość matematyki w zakresie wybranych działów algebry liniowej, metod numerycznych.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
umiejętność tworzenia modeli fizycznych konstrukcji inżynierskich, umiejętność formułowania algorytmów analizy statycznej

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Świadomość konieczności samokształcenia, umiejętność współdziałania i pracy w grupie, odpowiedzialność za wyposażenie pracowni komputerowych, świadomość konieczności używania legalnego oprogramowania

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 OEK
MEK01 Posiada wiedzę na temat budowy modeli fizycznych konstrukcji prętowych wykład zaliczenie cz. pisemna K-W11+
K-W22++
W01+
W03++
InzA2W07++
MEK02 Posiada wiedzę o teoretycznych podstawach metod aproksymacyjnych wykład zaliczenie cz. pisemna K-W22++
W01+
W03++
InzA2W07++
MEK03 Posiada umiejętności stosowania algorytmu metody elementów skończonych dla rozwiązywania zagadnień stacjonarnych. wykład, laboratorium zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu K-U03++
K-U05++
K-U15+
U07++
InzA7U15+
MEK04 Posiada umiejętności stosowania programów wykorzystujących metody elementów skończonych. laboratorium sprawozdanie z projektu K-U06++
K-U15+
K-U23++
U07++
InzA1U08+
MEK05 Potrafi pracować w zespole oraz samodzielnie rozwiązywać problemy, Ma świadomość posługiwania się w pracy legalnym oprogramowaniem oraz odpowiedzialności za powierzony sprzęt komputerowy. laboratorium obserwacja wykonawstwa, sprawozdanie z projektu K-K02++
K-K04++
K01++
K04+

Treści kształcenia dla zajęć

Sem. TK Treści kształcenia Realizowane na MEK
5 TK01 Elementy modelowania matematycznego, ogólne zagadnienia teorii modelowania. Matematyczny i numeryczny model problemu fizycznego. Modelowanie dyskretne i ciągłe Modelowanie matematyczne – sformułowanie lokalne i globalne problemu brzegowego. W01-W04 MEK01 MEK02
5 TK02 Interpolacja – Lagrange'a, Hearmite'a, trygonometryczna. Aproksymacja – ciągła, punktowa, średniokwadratowa W05-W06 MEK02
5 TK03 Klasyczna metoda różnic skończonych. Wprowadzenie, operatory różnicowe, siatki MRS, przykłady zastosowań W07-W12 MEK01 MEK02
5 TK04 Metody przybliżonych rozwiązań zagadnień mechaniki – metoda Ritza i metoda Galerkina. W13-W16 MEK02
5 TK05 Wprowadzenie do metody elementów skończonych. Założenia geometryczno - fizyczne. Aproksymacja lokalna. Funkcje kształtu dla elementów skończonych. Elementy skończone jedno, dwu i trójwymiarowe. Ogólny algorytm metody elementów skończonych. Błędy i zbieżności rozwiązania MES. Podstawy metody elementów skończonych dla ustrojów prętowych i zadań dwuwymiarowych – ustalony przepływ ciepła, płaski stan naprężenia. W17-W30 MEK01 MEK03 MEK04 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5) Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem.
Studiowanie zalecanej literatury: 20.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5) Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 6.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5) Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 5) Przygotowanie do zaliczenia: 10.00 godz./sem.
Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład Na podstawie kolokwium zaliczeniowego przeprowadzonego w formie pisemnego testu, składającego się z sześciu tematów ocenianych punktowo. Ocena pozytywna jeżeli zostanie otrzymana liczba punktów większa niż 50%
Laboratorium Na podstawie sprawozdań z wykonanych zadaniach obliczeniowych. Ocena z laboratorium jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych z poszczególnych zadań.
Ocena końcowa

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 B. Miller; L. Ziemiański Accelerating Multi-Objective Optimization of Composite Structures Using Multi-Fidelity Surrogate Models and Curriculum Learning 2025
2 B. Miller; L. Ziemiański Optimizing composite shell with neural network surrogate models and genetic algorithms: Balancing efficiency and fidelity 2024
3 P. Smela; R. Szozda; L. Ziemiański Modeling of the Cryogenic Tank to Warehouse Liquefied Natural Gas (LNG) in the Event of the Earthquake 2024
4 B. Miller; L. Ziemiański Multi-Objective Optimization of Thin-Walled Composite Axisymmetric Structures Using Neural Surrogate Models and Genetic Algorithms 2023
5 B. Miller; L. Ziemiański Detection of Material Degradation of a Composite Cylinder Using Mode Shapes and Convolutional Neural Networks 2021
6 B. Miller; L. Ziemiański Identification of Mode Shapes of a Composite Cylinder Using Convolutional Neural Networks 2021
7 P. Nazarko; A. Prokop; L. Ziemiański Digitalization of historic buildings using modern technologies and tools 2021
8 A. Borowiec; L. Folta; G. Kędzior; A. Kulon; B. Miller; M. Rajchel; T. Siwowski; D. Szynal; Ł. Szyszka; B. Wójcik ; L. Ziemiański Opracowanie programu i przeprowadzenie badań na specjalistycznej platformie wstrząsowej symulującej wstrząsy tektoniczne dla słupów kompozytowych wysokości 9 m 2020
9 B. Miller; L. Ziemiański Optimization of Dynamic and Buckling Behavior of Thin-Walled Composite Cylinder, Supported by Nature-Inspired Agorithms 2020
10 B. Miller; L. Ziemiański Optimization of dynamic behavior of thin-walled laminated cylindrical shells by genetic algorithms and deep neural networks supported by modal shape identification 2020
11 P. Nazarko; L. Ziemiański Application of Elastic Waves and Neural Networks for the Prediction of Forces in Bolts of Flange Connections Subjected to Static Tension Tests 2020