Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S3)

Sylabus przedmiotu Metoda elementów skończonych w elektromagnetyzmie:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektrotechnika
Forma studiów studia stacjonarne Poziom trzeciego stopnia
Stopnień naukowy absolwenta doktor
Obszary studiów
Profil
Moduł
Przedmiot Metoda elementów skończonych w elektromagnetyzmie
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki
Nauczyciel odpowiedzialny Stanisław Gratkowski <Stanislaw.Gratkowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Stanisław Gratkowski <Stanislaw.Gratkowski@zut.edu.pl>, Krzysztof Stawicki <Krzysztof.Stawicki@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 2 Grupa obieralna 6

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW6 24 3,01,00egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka, Fizyka, Elektrotechnika teoretyczna, Elektromagnetyzm

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie doktorantów z metodą elementów skończonych w sposób pozwalający na twórcze rozwijanie jej standardowych procedur oraz wykorzystanie przy wykonywaniu zaawansowanych obliczeń symulacyjnych rozkładów pól elektromagnetycznych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
wykłady
T-W-1Przegląd podstawowych zagadnień teorii pola elektromagnetycznego.4
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych.4
T-W-3Sformułowanie wariacyjne metody elementów skończonych.3
T-W-4Elementy i funkcje kształtu.3
T-W-5Zagadnienia dwu- i trójwymiarowe – stacjonarne i falowe.3
T-W-6Zagadnienia o otwartych brzegach: asymptotyczne i absorpcyjne warunki brzegowe.3
T-W-7Elementy specjalne w metodzie elementów skończonych: elementy nieskończone, elementy szczelinowe, elementy z funkcjami kształtu zależnymi od głębokości wnikania fali elektromagnetycznej.3
T-W-8Komercyjne programy do obliczeń elektromagnetycznych, wykorzystujące metodę elementów skończonych (Comsol Multiphysics).1
24

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.24
A-W-2Samodzielne studiowanie tematyki wykładów wraz ze studiowaniem literatury.20
A-W-3Prowadzenie obliczeń.43
A-W-4Przygotowanie do egzaminu.3
90

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_3A_F1.2b_W01
Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze ogólnym dla dyscypliny naukowej Elektrotechnika; ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym dla obszaru prowadzonych badań naukowych w zakresie Elektrotechniki, której źródłem są w szczególności publikacje naukowe, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
EL_3A_W01, EL_3A_W02C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_3A_F1.2b_U01
Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych, oraz dokonywać właściwej interpretacji i selekcji tych informacji, szczególnie w zakresie dyscypliny Elektrotechnika; potrafi poddać krytycznej analizie wyniki własnych badań naukowych oraz wyniki innych twórców w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, a także ocenić możliwość wykorzystania wyników prac teoretycznych w praktyce; potrafi formułować złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania wcześniej nieznane, prowadzące do innowacyjnych rozwiązań technicznych; potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania i problemy nietypowe, wykorzystując oryginalne metody, wnoszące wkład w rozwój danej dyscypliny naukowej.
EL_3A_U03, EL_3A_U06, EL_3A_U05, EL_3A_U04C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_3A_F1.2b_K01
Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, wykorzystujących wyniki najnowszych prac teoretycznych w dyscyplinie Elektrotechnika.
EL_3A_K03C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_3A_F1.2b_W01
Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze ogólnym dla dyscypliny naukowej Elektrotechnika; ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym dla obszaru prowadzonych badań naukowych w zakresie Elektrotechniki, której źródłem są w szczególności publikacje naukowe, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
2,0
3,0Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze ogólnym dla dyscypliny naukowej Elektrotechnika; ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym dla obszaru prowadzonych badań naukowych w zakresie Elektrotechniki, której źródłem są w szczególności publikacje naukowe, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_3A_F1.2b_U01
Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych, oraz dokonywać właściwej interpretacji i selekcji tych informacji, szczególnie w zakresie dyscypliny Elektrotechnika; potrafi poddać krytycznej analizie wyniki własnych badań naukowych oraz wyniki innych twórców w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, a także ocenić możliwość wykorzystania wyników prac teoretycznych w praktyce; potrafi formułować złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania wcześniej nieznane, prowadzące do innowacyjnych rozwiązań technicznych; potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania i problemy nietypowe, wykorzystując oryginalne metody, wnoszące wkład w rozwój danej dyscypliny naukowej.
2,0
3,0Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych, oraz dokonywać właściwej interpretacji i selekcji tych informacji, szczególnie w zakresie dyscypliny Elektrotechnika; potrafi poddać krytycznej analizie wyniki własnych badań naukowych oraz wyniki innych twórców w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, a także ocenić możliwość wykorzystania wyników prac teoretycznych w praktyce; potrafi formułować złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania wcześniej nieznane, prowadzące do innowacyjnych rozwiązań technicznych; potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania i problemy nietypowe, wykorzystując oryginalne metody, wnoszące wkład w rozwój danej dyscypliny naukowej.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_3A_F1.2b_K01
Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, wykorzystujących wyniki najnowszych prac teoretycznych w dyscyplinie Elektrotechnika.
2,0
3,0Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, wykorzystujących wyniki najnowszych prac teoretycznych w dyscyplinie Elektrotechnika.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Pei-bai Zhoou, Numerical Analysis of Electromagnetic Fields, Springer-Verlag, Berlin, 1993
  2. Sadiku M. N. O., Numerical Techniques in Electromagnetics, CRC Press LLC, 2001
  3. Silvester P. P., Ferrari R. L., Finite Elements for Electrical Engineers, Cambridge University Press, 1996
  4. Jin J., The Finite Element Method in Electromagnetics, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2002

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Przegląd podstawowych zagadnień teorii pola elektromagnetycznego.4
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych.4
T-W-3Sformułowanie wariacyjne metody elementów skończonych.3
T-W-4Elementy i funkcje kształtu.3
T-W-5Zagadnienia dwu- i trójwymiarowe – stacjonarne i falowe.3
T-W-6Zagadnienia o otwartych brzegach: asymptotyczne i absorpcyjne warunki brzegowe.3
T-W-7Elementy specjalne w metodzie elementów skończonych: elementy nieskończone, elementy szczelinowe, elementy z funkcjami kształtu zależnymi od głębokości wnikania fali elektromagnetycznej.3
T-W-8Komercyjne programy do obliczeń elektromagnetycznych, wykorzystujące metodę elementów skończonych (Comsol Multiphysics).1
24

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.24
A-W-2Samodzielne studiowanie tematyki wykładów wraz ze studiowaniem literatury.20
A-W-3Prowadzenie obliczeń.43
A-W-4Przygotowanie do egzaminu.3
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_3A_F1.2b_W01Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze ogólnym dla dyscypliny naukowej Elektrotechnika; ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym dla obszaru prowadzonych badań naukowych w zakresie Elektrotechniki, której źródłem są w szczególności publikacje naukowe, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyEL_3A_W01Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze ogólnym dla dyscypliny naukowej Elektrotechnika.
EL_3A_W02Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym dla obszaru prowadzonych badań naukowych w zakresie Elektrotechniki, której źródłem są w szczególności publikacje naukowe, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie doktorantów z metodą elementów skończonych w sposób pozwalający na twórcze rozwijanie jej standardowych procedur oraz wykorzystanie przy wykonywaniu zaawansowanych obliczeń symulacyjnych rozkładów pól elektromagnetycznych.
Treści programoweT-W-1Przegląd podstawowych zagadnień teorii pola elektromagnetycznego.
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych.
T-W-3Sformułowanie wariacyjne metody elementów skończonych.
T-W-4Elementy i funkcje kształtu.
T-W-5Zagadnienia dwu- i trójwymiarowe – stacjonarne i falowe.
T-W-6Zagadnienia o otwartych brzegach: asymptotyczne i absorpcyjne warunki brzegowe.
T-W-7Elementy specjalne w metodzie elementów skończonych: elementy nieskończone, elementy szczelinowe, elementy z funkcjami kształtu zależnymi od głębokości wnikania fali elektromagnetycznej.
T-W-8Komercyjne programy do obliczeń elektromagnetycznych, wykorzystujące metodę elementów skończonych (Comsol Multiphysics).
Metody nauczaniaM-1Wykład.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze ogólnym dla dyscypliny naukowej Elektrotechnika; ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze szczegółowym dla obszaru prowadzonych badań naukowych w zakresie Elektrotechniki, której źródłem są w szczególności publikacje naukowe, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_3A_F1.2b_U01Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych, oraz dokonywać właściwej interpretacji i selekcji tych informacji, szczególnie w zakresie dyscypliny Elektrotechnika; potrafi poddać krytycznej analizie wyniki własnych badań naukowych oraz wyniki innych twórców w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, a także ocenić możliwość wykorzystania wyników prac teoretycznych w praktyce; potrafi formułować złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania wcześniej nieznane, prowadzące do innowacyjnych rozwiązań technicznych; potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania i problemy nietypowe, wykorzystując oryginalne metody, wnoszące wkład w rozwój danej dyscypliny naukowej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyEL_3A_U03Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych, oraz dokonywać właściwej interpretacji i selekcji tych informacji, szczególnie w zakresie dyscypliny Elektrotechnika.
EL_3A_U06Potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania i problemy nietypowe, wykorzystując oryginalne metody, wnoszące wkład w rozwój danej dyscypliny naukowej.
EL_3A_U05Potrafi formułować złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania wcześniej nieznane, prowadzące do innowacyjnych rozwiązań technicznych.
EL_3A_U04Potrafi poddać krytycznej analizie wyniki własnych badań naukowych oraz wyniki innych twórców w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, a także ocenić możliwość wykorzystania wyników prac teoretycznych w praktyce.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie doktorantów z metodą elementów skończonych w sposób pozwalający na twórcze rozwijanie jej standardowych procedur oraz wykorzystanie przy wykonywaniu zaawansowanych obliczeń symulacyjnych rozkładów pól elektromagnetycznych.
Treści programoweT-W-1Przegląd podstawowych zagadnień teorii pola elektromagnetycznego.
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych.
T-W-3Sformułowanie wariacyjne metody elementów skończonych.
T-W-4Elementy i funkcje kształtu.
T-W-5Zagadnienia dwu- i trójwymiarowe – stacjonarne i falowe.
T-W-6Zagadnienia o otwartych brzegach: asymptotyczne i absorpcyjne warunki brzegowe.
T-W-7Elementy specjalne w metodzie elementów skończonych: elementy nieskończone, elementy szczelinowe, elementy z funkcjami kształtu zależnymi od głębokości wnikania fali elektromagnetycznej.
T-W-8Komercyjne programy do obliczeń elektromagnetycznych, wykorzystujące metodę elementów skończonych (Comsol Multiphysics).
Metody nauczaniaM-1Wykład.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych, oraz dokonywać właściwej interpretacji i selekcji tych informacji, szczególnie w zakresie dyscypliny Elektrotechnika; potrafi poddać krytycznej analizie wyniki własnych badań naukowych oraz wyniki innych twórców w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, a także ocenić możliwość wykorzystania wyników prac teoretycznych w praktyce; potrafi formułować złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania wcześniej nieznane, prowadzące do innowacyjnych rozwiązań technicznych; potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy w zakresie dyscypliny Elektrotechnika, w tym zadania i problemy nietypowe, wykorzystując oryginalne metody, wnoszące wkład w rozwój danej dyscypliny naukowej.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_3A_F1.2b_K01Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, wykorzystujących wyniki najnowszych prac teoretycznych w dyscyplinie Elektrotechnika.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyEL_3A_K03Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, wykorzystujących wyniki najnowszych prac teoretycznych w dyscyplinach Elektrotechnika.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie doktorantów z metodą elementów skończonych w sposób pozwalający na twórcze rozwijanie jej standardowych procedur oraz wykorzystanie przy wykonywaniu zaawansowanych obliczeń symulacyjnych rozkładów pól elektromagnetycznych.
Treści programoweT-W-1Przegląd podstawowych zagadnień teorii pola elektromagnetycznego.
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych.
T-W-3Sformułowanie wariacyjne metody elementów skończonych.
T-W-4Elementy i funkcje kształtu.
T-W-5Zagadnienia dwu- i trójwymiarowe – stacjonarne i falowe.
T-W-6Zagadnienia o otwartych brzegach: asymptotyczne i absorpcyjne warunki brzegowe.
T-W-7Elementy specjalne w metodzie elementów skończonych: elementy nieskończone, elementy szczelinowe, elementy z funkcjami kształtu zależnymi od głębokości wnikania fali elektromagnetycznej.
T-W-8Komercyjne programy do obliczeń elektromagnetycznych, wykorzystujące metodę elementów skończonych (Comsol Multiphysics).
Metody nauczaniaM-1Wykład.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Przejawia inicjatywę w poszukiwaniu nowych idei w badaniach naukowych oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, wykorzystujących wyniki najnowszych prac teoretycznych w dyscyplinie Elektrotechnika.
3,5
4,0
4,5
5,0