Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (N2)

Sylabus przedmiotu Metody numeryczne w energetyce:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Energetyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Metody numeryczne w energetyce
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska
Nauczyciel odpowiedzialny Barbara Zakrzewska <Barbara.Zakrzewska@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Aleksandra Borsukiewicz <Aleksandra.Borsukiewicz@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL2 30 2,00,50zaliczenie
wykładyW2 10 1,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy termodynamiki i wymiany ciepła
W-2Podstawy mechaniki płynów

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studenta z metodyką numerycznej mechaniki płynów (CFD) i możliwościami jej wykorzystania do projektowania w energetyce
C-2Zapoznanie studenta z metodyką i możliwościami wykorzystania symulatorów procesowych do modelowania systemów energetycznych
C-3Celem zajęć laboratoryjnych jest ukształtowanie umiejętności z zakresu wykorzystywania komercyjnie dostępnego oprogramowania CFD oraz symulatorów procesowych w praktycznych zastosowaniach

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Metody numerycznej mechaniki płynów – zastosowanie metody do analizy zjawisk transportu pędu, masy i energii w energetyce na wybranych przykładach. Praktyczne wykorzystanie możliwości programów symulacyjnych w obliczeniach termodynamicznych oraz do obliczeń projektowych systemów energetycznych – zindywidualizowane obliczenia projektowe wybranych aparatów i systemów.30
30
wykłady
T-W-1Metody numerycznej mechaniki płynów (CFD): analiza zjawisk przenoszenia pędu, masy i energii w urządzeniach wykorzystywanych w energetyce. Modele szczegółowe CFD: przepływy burzliwe, płynów nienewtonowskich, mediów porowatych, płynów dwufazowych, reakcji spalania. Rola metod CFD w energetyce i analiza wybranych przykładów. Modelowanie systemów energetycznych za pomocą komercyjnych symulatorów procesowych: odmówienie wybranych modeli elementów instalacji, analiza czułości, definiowanie wymagań projektowych, obliczenia projektowe i optymalizacyjne.10
10

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Zajecia praktyczne z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania.30
A-L-2Praca własna studenta28
A-L-3Konsultacje2
60
wykłady
A-W-1Multimedialny wykład informacyjny10
A-W-2Praca własna studenta18
A-W-3Konsultacje z nauczycielem2
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów
S-2Ocena podsumowująca: Sprawdzian praktyczny - przeprowadzenie modelowania na wybranym przykładzie
S-3Ocena formująca: Sprawozdania pisemne z wykonanych zadań problemowych

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_C05_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie objaśnic zasady i definicje numerycznej mechaniki płynów i teorii systemów w odniesieniu do zagadnień występujących w energetyce
ENE_2A_W08C-2, C-1T-W-1M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_C05_U01
W wyniku odbytych zajęć student ma umiejętność wykonania symulacji numerycznych podstawowych urzadzeń energetycznych oraz prostych systemów energetycznych z wykorzystaniem komercyjnie dostepnego oprogramowania
ENE_2A_U09C-3T-L-1M-2S-2, S-3

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_C05_K01
Student ma świadomość potrzeby dokształcania się oraz podnoszenia swoich umiejętności i kompetencji zawodowych
ENE_2A_K04C-3T-W-1, T-L-1M-2S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_C05_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie objaśnic zasady i definicje numerycznej mechaniki płynów i teorii systemów w odniesieniu do zagadnień występujących w energetyce
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie ani na ćwiczeniach laboratoryjnych
3,0Student opanował podstawową wiedzę podana na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych
3,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym
4,0Student opanował podstawową wiedze podana na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ja zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym
4,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w znacznym stopniu
5,0Student opanował podstawową wiedzę podana na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ja zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_C05_U01
W wyniku odbytych zajęć student ma umiejętność wykonania symulacji numerycznych podstawowych urzadzeń energetycznych oraz prostych systemów energetycznych z wykorzystaniem komercyjnie dostepnego oprogramowania
2,0Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania modelu obliczeniowego. Nie potrafi zastosować żadnej z metod obliczeniowych podanych na wykładzie i ćwiczeniach laboratoryjnych
3,0Student poprawienie dobiera metody numeryczne oraz potrafi je zastosować w sposób odtwórczy do rozwiązania wybranych problemów
3,5
4,0Student poprawienie dobiera metody numeryczne oraz potrafi je zastosować do rozwiązania wybranych problemów
4,5
5,0Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie zastosować poznane metody numeryczne do symulacji i analizy zadanego problemu

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_C05_K01
Student ma świadomość potrzeby dokształcania się oraz podnoszenia swoich umiejętności i kompetencji zawodowych
2,0
3,0Student w podstawowym stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia się i doskonalenia zawodowego
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Jaworski Zdzisław, Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2005
  2. Prosnak W.J., Równania klasycznej mechaniki płynów, PWN, Warszawa, 2006
  3. Kazimierski Z, Podstawy mechaniki płynów i metod komputerowej symulacji przepływów, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2004
  4. Praca zbiorowa pod redakcją J. Szarguta, Modelowanie numeryczne pól temperatury, WNT, Warszawa, 1992
  5. J. Jeżowski, Wprowadzenie do projektowania systemów technologii chemicznej, Cześć 1. Teoria, Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2002
  6. J. Jeżowski, A. Jeżowska, Wprowadzenie do projektowania systemów technologii chemicznej, Cześć 2. Przykłady obliczeń, Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2002

Literatura dodatkowa

  1. Andrzej Ziębik, Systemy energetyczne, Politechnika Śląska, Gliwice, 1989
  2. Andrzej Ziębik, Przykłady obliczeniowe z systemów energetycznych, Politechnika Śląska, Gliwice, 1990
  3. Jan Szargut, Analiza termodynamiczna i ekonomiczna w energetyce przemysłowej, WNT, Warszawa, 1983

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Metody numerycznej mechaniki płynów – zastosowanie metody do analizy zjawisk transportu pędu, masy i energii w energetyce na wybranych przykładach. Praktyczne wykorzystanie możliwości programów symulacyjnych w obliczeniach termodynamicznych oraz do obliczeń projektowych systemów energetycznych – zindywidualizowane obliczenia projektowe wybranych aparatów i systemów.30
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Metody numerycznej mechaniki płynów (CFD): analiza zjawisk przenoszenia pędu, masy i energii w urządzeniach wykorzystywanych w energetyce. Modele szczegółowe CFD: przepływy burzliwe, płynów nienewtonowskich, mediów porowatych, płynów dwufazowych, reakcji spalania. Rola metod CFD w energetyce i analiza wybranych przykładów. Modelowanie systemów energetycznych za pomocą komercyjnych symulatorów procesowych: odmówienie wybranych modeli elementów instalacji, analiza czułości, definiowanie wymagań projektowych, obliczenia projektowe i optymalizacyjne.10
10

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Zajecia praktyczne z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania.30
A-L-2Praca własna studenta28
A-L-3Konsultacje2
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Multimedialny wykład informacyjny10
A-W-2Praca własna studenta18
A-W-3Konsultacje z nauczycielem2
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_C05_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie objaśnic zasady i definicje numerycznej mechaniki płynów i teorii systemów w odniesieniu do zagadnień występujących w energetyce
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_W08Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie komputerowego wspomagania obliczeń i podejmowania decyzji w energetyce
Cel przedmiotuC-2Zapoznanie studenta z metodyką i możliwościami wykorzystania symulatorów procesowych do modelowania systemów energetycznych
C-1Zapoznanie studenta z metodyką numerycznej mechaniki płynów (CFD) i możliwościami jej wykorzystania do projektowania w energetyce
Treści programoweT-W-1Metody numerycznej mechaniki płynów (CFD): analiza zjawisk przenoszenia pędu, masy i energii w urządzeniach wykorzystywanych w energetyce. Modele szczegółowe CFD: przepływy burzliwe, płynów nienewtonowskich, mediów porowatych, płynów dwufazowych, reakcji spalania. Rola metod CFD w energetyce i analiza wybranych przykładów. Modelowanie systemów energetycznych za pomocą komercyjnych symulatorów procesowych: odmówienie wybranych modeli elementów instalacji, analiza czułości, definiowanie wymagań projektowych, obliczenia projektowe i optymalizacyjne.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie ani na ćwiczeniach laboratoryjnych
3,0Student opanował podstawową wiedzę podana na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych
3,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym
4,0Student opanował podstawową wiedze podana na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ja zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym
4,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w znacznym stopniu
5,0Student opanował podstawową wiedzę podana na wykładzie i na ćwiczeniach laboratoryjnych i potrafi ja zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_C05_U01W wyniku odbytych zajęć student ma umiejętność wykonania symulacji numerycznych podstawowych urzadzeń energetycznych oraz prostych systemów energetycznych z wykorzystaniem komercyjnie dostepnego oprogramowania
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_U09Potrafi dobrać metodę obliczeniową, wykorzystać odpowiednie oprogramowanie właściwe do rozwiązania określonego zagadnienia z uwzględnieniem nowych osiągnięć techniki i technologii
Cel przedmiotuC-3Celem zajęć laboratoryjnych jest ukształtowanie umiejętności z zakresu wykorzystywania komercyjnie dostępnego oprogramowania CFD oraz symulatorów procesowych w praktycznych zastosowaniach
Treści programoweT-L-1Metody numerycznej mechaniki płynów – zastosowanie metody do analizy zjawisk transportu pędu, masy i energii w energetyce na wybranych przykładach. Praktyczne wykorzystanie możliwości programów symulacyjnych w obliczeniach termodynamicznych oraz do obliczeń projektowych systemów energetycznych – zindywidualizowane obliczenia projektowe wybranych aparatów i systemów.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Sprawdzian praktyczny - przeprowadzenie modelowania na wybranym przykładzie
S-3Ocena formująca: Sprawozdania pisemne z wykonanych zadań problemowych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania modelu obliczeniowego. Nie potrafi zastosować żadnej z metod obliczeniowych podanych na wykładzie i ćwiczeniach laboratoryjnych
3,0Student poprawienie dobiera metody numeryczne oraz potrafi je zastosować w sposób odtwórczy do rozwiązania wybranych problemów
3,5
4,0Student poprawienie dobiera metody numeryczne oraz potrafi je zastosować do rozwiązania wybranych problemów
4,5
5,0Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie zastosować poznane metody numeryczne do symulacji i analizy zadanego problemu
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_C05_K01Student ma świadomość potrzeby dokształcania się oraz podnoszenia swoich umiejętności i kompetencji zawodowych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_K04Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych oraz potrafi inspirować proces uczenia się innych osób
Cel przedmiotuC-3Celem zajęć laboratoryjnych jest ukształtowanie umiejętności z zakresu wykorzystywania komercyjnie dostępnego oprogramowania CFD oraz symulatorów procesowych w praktycznych zastosowaniach
Treści programoweT-W-1Metody numerycznej mechaniki płynów (CFD): analiza zjawisk przenoszenia pędu, masy i energii w urządzeniach wykorzystywanych w energetyce. Modele szczegółowe CFD: przepływy burzliwe, płynów nienewtonowskich, mediów porowatych, płynów dwufazowych, reakcji spalania. Rola metod CFD w energetyce i analiza wybranych przykładów. Modelowanie systemów energetycznych za pomocą komercyjnych symulatorów procesowych: odmówienie wybranych modeli elementów instalacji, analiza czułości, definiowanie wymagań projektowych, obliczenia projektowe i optymalizacyjne.
T-L-1Metody numerycznej mechaniki płynów – zastosowanie metody do analizy zjawisk transportu pędu, masy i energii w energetyce na wybranych przykładach. Praktyczne wykorzystanie możliwości programów symulacyjnych w obliczeniach termodynamicznych oraz do obliczeń projektowych systemów energetycznych – zindywidualizowane obliczenia projektowe wybranych aparatów i systemów.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Sposób ocenyS-3Ocena formująca: Sprawozdania pisemne z wykonanych zadań problemowych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student w podstawowym stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia się i doskonalenia zawodowego
3,5
4,0
4,5
5,0