Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Informatyka procesowa

Sylabus przedmiotu Modelowanie i symulacja w mezo i molekularnej skali:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria chemiczna i procesowa
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Modelowanie i symulacja w mezo i molekularnej skali
Specjalność Informatyka procesowa
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Nauczyciel odpowiedzialny Konrad Witkiewicz <Konrad.Witkiewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Tomasz Aleksandrzak <Tomasz.Aleksandrzak@zut.edu.pl>, Bogdan Ambrożek <Bogdan.Ambrozek@zut.edu.pl>, Elżbieta Gabruś <Elzbieta.Gabrus@zut.edu.pl>, Konrad Witkiewicz <Konrad.Witkiewicz@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA1 30 2,00,41zaliczenie
wykładyW1 15 1,00,59zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość matematyki na poziomie podstawowym.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami modelowania w mezo- i molekularnej skali.
C-2Ukształtowanie umiejętności rozwiązywania podstawowych zagadnień z dziedziny modelowania i symulacji w mezo i molekularnej skali.
C-3Uświadomienie konieczności ciągłego doskonalenia w dziedziny modelowania i symulacji w mezo i molekularnej skali.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Wybrane praktyczne metody symulacji komputerowej. Zastosowanie praktyczne zaawansowanych metod matematycznych i numerycznych stosowanych w modelowaniu w skali mezo i molekularnej.12
T-A-2Symulacja wybranych układów: równowaga i kinetyka adsorpcjiw skali mikro i makroskopowej, symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej.10
T-A-3Wybrane programy narzędziowe w zastosowane do modelowania w skali mikro i mezomolekularnej.8
30
wykłady
T-W-1Teoretyczne i obliczeniowe aspekty modelowania w skali mezo- i molekularnej. Podstawowe pojęcia. Metody symulacji komputerowej Zaawansowane metody matematyczne i numeryczne stosowane przy modelowaniu w skali mezo i molekularnej.5
T-W-2Symulacja molekularna za pomocą zaawansowanych metod Monte Carlo. Kinetyka i równowaga adsorpcji na poziomie mikro i makroskopowej skali. Modelowanie i projektowanie nanostrukturalnych adsorbentów.4
T-W-3Symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej, zastosowanie teorii związanych z symulacją przemian fazowych.3
T-W-4Zastosowanie modelowania molekularnego w inżynierii chemicznej: przeróbka ropy naftowej, rozwój nowych katalizatorów, leków, usuwanie siarki z benzyny metodą ekstrakcyjną w układzie ciecz/ciecz, etc. Przewidywanie struktury białek, projektowanie nowych cząsteczek.3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-A-2Przygotowanie sprawozdania30
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Konsultacje6
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia9
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia audytoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne.
S-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń audytoryjnych.

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
ICHP_2A_C01-03_W01
Student definiuje podstawowe zasady modelowania w mezo i molekularnej skali.
ICHP_2A_W03, ICHP_2A_W07C-1T-A-2, T-A-3, T-A-1, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4M-1, M-2S-1, S-2

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
ICHP_2A_C01-03_U01
Student potrafi rozwiązywać podstawowe zagadnienia z dziedziny modelowania w mezo i molekularnej skali.
ICHP_2A_U01, ICHP_2A_U05, ICHP_2A_U10, ICHP_2A_U12, ICHP_2A_U16C-2T-A-2, T-A-3, T-A-1, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4M-1, M-2S-1, S-2

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
ICHP_2A_C01-03_K01
Student ma świadomość ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
ICHP_2A_K06, ICHP_2A_K07C-3T-A-2, T-A-3, T-A-1, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4M-1, M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C01-03_W01
Student definiuje podstawowe zasady modelowania w mezo i molekularnej skali.
2,0
3,0Student zna podstawowe zasady modelowania matematycznego w mezo i molekularnej skali.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C01-03_U01
Student potrafi rozwiązywać podstawowe zagadnienia z dziedziny modelowania w mezo i molekularnej skali.
2,0
3,0Student umie formułować podstawowe zasady modelowania matematycznego w mezo i molekularnej skali.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C01-03_K01
Student ma świadomość ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
2,0
3,0Student nabywa aktywną postawę w podejściu do modelowania matematycznego w mezo i molekularnej skali.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Leach A, Molecular Modelling: Principles and Applications, Prentice Hall, New York, 2001, 2
  2. Rice R.G., Do D.D., Applied Mathematics and Modeling for Chemical Engineers, John Wiley & Sons, New York, 1995, 2

Literatura dodatkowa

  1. J.M. Prausnitz, R.N. Lihthenhaler, E. Gomes de Azevedo, Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, Prentice Hall PTR, New Jersey, 1999, 3

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Wybrane praktyczne metody symulacji komputerowej. Zastosowanie praktyczne zaawansowanych metod matematycznych i numerycznych stosowanych w modelowaniu w skali mezo i molekularnej.12
T-A-2Symulacja wybranych układów: równowaga i kinetyka adsorpcjiw skali mikro i makroskopowej, symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej.10
T-A-3Wybrane programy narzędziowe w zastosowane do modelowania w skali mikro i mezomolekularnej.8
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Teoretyczne i obliczeniowe aspekty modelowania w skali mezo- i molekularnej. Podstawowe pojęcia. Metody symulacji komputerowej Zaawansowane metody matematyczne i numeryczne stosowane przy modelowaniu w skali mezo i molekularnej.5
T-W-2Symulacja molekularna za pomocą zaawansowanych metod Monte Carlo. Kinetyka i równowaga adsorpcji na poziomie mikro i makroskopowej skali. Modelowanie i projektowanie nanostrukturalnych adsorbentów.4
T-W-3Symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej, zastosowanie teorii związanych z symulacją przemian fazowych.3
T-W-4Zastosowanie modelowania molekularnego w inżynierii chemicznej: przeróbka ropy naftowej, rozwój nowych katalizatorów, leków, usuwanie siarki z benzyny metodą ekstrakcyjną w układzie ciecz/ciecz, etc. Przewidywanie struktury białek, projektowanie nowych cząsteczek.3
15

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-A-2Przygotowanie sprawozdania30
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Konsultacje6
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia9
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_2A_C01-03_W01Student definiuje podstawowe zasady modelowania w mezo i molekularnej skali.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_2A_W03ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu chemii pozwalającą na formułowanie i weryfikację eksperymentalną modeli procesów fizycznych i z przemianą chemiczną z zakresu inżynierii chemicznej i procesowej
ICHP_2A_W07ma wiedzę o trendach rozwojowych z zakresu różnych procesów przemysłowych związanych z operacjami i procesami inżynierii chemicznej, dotyczącą ukończonej specjalności
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami modelowania w mezo- i molekularnej skali.
Treści programoweT-A-2Symulacja wybranych układów: równowaga i kinetyka adsorpcjiw skali mikro i makroskopowej, symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej.
T-A-3Wybrane programy narzędziowe w zastosowane do modelowania w skali mikro i mezomolekularnej.
T-A-1Wybrane praktyczne metody symulacji komputerowej. Zastosowanie praktyczne zaawansowanych metod matematycznych i numerycznych stosowanych w modelowaniu w skali mezo i molekularnej.
T-W-1Teoretyczne i obliczeniowe aspekty modelowania w skali mezo- i molekularnej. Podstawowe pojęcia. Metody symulacji komputerowej Zaawansowane metody matematyczne i numeryczne stosowane przy modelowaniu w skali mezo i molekularnej.
T-W-2Symulacja molekularna za pomocą zaawansowanych metod Monte Carlo. Kinetyka i równowaga adsorpcji na poziomie mikro i makroskopowej skali. Modelowanie i projektowanie nanostrukturalnych adsorbentów.
T-W-3Symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej, zastosowanie teorii związanych z symulacją przemian fazowych.
T-W-4Zastosowanie modelowania molekularnego w inżynierii chemicznej: przeróbka ropy naftowej, rozwój nowych katalizatorów, leków, usuwanie siarki z benzyny metodą ekstrakcyjną w układzie ciecz/ciecz, etc. Przewidywanie struktury białek, projektowanie nowych cząsteczek.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia audytoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne.
S-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń audytoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawowe zasady modelowania matematycznego w mezo i molekularnej skali.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_2A_C01-03_U01Student potrafi rozwiązywać podstawowe zagadnienia z dziedziny modelowania w mezo i molekularnej skali.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_2A_U01posiada umiejętność pozyskiwania i krytycznej oceny informacji z literatury, baz danych oraz innych źródeł, również w języku obcym, oraz formułowania na tej podstawie wyczerpujących opinii i raportów
ICHP_2A_U05potrafi określić kierunki dalszego kształcenia się oraz zrealizować samokształcenie
ICHP_2A_U10przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich potrafi integrować zdobytą wiedzę z zakresu chemii, inżynierii chemicznej i procesowej, ochrony środowiska i przedmiotów specjalnościowych oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne
ICHP_2A_U12potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych procesów, metod badawczych i rozwiązań technicznych w zakresie ukończonej specjalności
ICHP_2A_U16potrafi zweryfikować istniejące rozwiązania techniczne i zaproponować ich ulepszenia techniczne i usprawnienia procesowe
Cel przedmiotuC-2Ukształtowanie umiejętności rozwiązywania podstawowych zagadnień z dziedziny modelowania i symulacji w mezo i molekularnej skali.
Treści programoweT-A-2Symulacja wybranych układów: równowaga i kinetyka adsorpcjiw skali mikro i makroskopowej, symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej.
T-A-3Wybrane programy narzędziowe w zastosowane do modelowania w skali mikro i mezomolekularnej.
T-A-1Wybrane praktyczne metody symulacji komputerowej. Zastosowanie praktyczne zaawansowanych metod matematycznych i numerycznych stosowanych w modelowaniu w skali mezo i molekularnej.
T-W-1Teoretyczne i obliczeniowe aspekty modelowania w skali mezo- i molekularnej. Podstawowe pojęcia. Metody symulacji komputerowej Zaawansowane metody matematyczne i numeryczne stosowane przy modelowaniu w skali mezo i molekularnej.
T-W-2Symulacja molekularna za pomocą zaawansowanych metod Monte Carlo. Kinetyka i równowaga adsorpcji na poziomie mikro i makroskopowej skali. Modelowanie i projektowanie nanostrukturalnych adsorbentów.
T-W-3Symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej, zastosowanie teorii związanych z symulacją przemian fazowych.
T-W-4Zastosowanie modelowania molekularnego w inżynierii chemicznej: przeróbka ropy naftowej, rozwój nowych katalizatorów, leków, usuwanie siarki z benzyny metodą ekstrakcyjną w układzie ciecz/ciecz, etc. Przewidywanie struktury białek, projektowanie nowych cząsteczek.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia audytoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne.
S-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń audytoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie formułować podstawowe zasady modelowania matematycznego w mezo i molekularnej skali.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_2A_C01-03_K01Student ma świadomość ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_2A_K06potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny, innowacyjny i przedsiębiorczy
ICHP_2A_K07ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, a zwłaszcza rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu, w szczególności poprzez środki masowego przekazu, informacji i opinii dotyczących osiągnięć techniki i innych aspektów działalności inżynierskiej; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opinie w sposób powszechnie zrozumiały, z uzasadnieniem różnych punktów widzenia
Cel przedmiotuC-3Uświadomienie konieczności ciągłego doskonalenia w dziedziny modelowania i symulacji w mezo i molekularnej skali.
Treści programoweT-A-2Symulacja wybranych układów: równowaga i kinetyka adsorpcjiw skali mikro i makroskopowej, symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej.
T-A-3Wybrane programy narzędziowe w zastosowane do modelowania w skali mikro i mezomolekularnej.
T-A-1Wybrane praktyczne metody symulacji komputerowej. Zastosowanie praktyczne zaawansowanych metod matematycznych i numerycznych stosowanych w modelowaniu w skali mezo i molekularnej.
T-W-1Teoretyczne i obliczeniowe aspekty modelowania w skali mezo- i molekularnej. Podstawowe pojęcia. Metody symulacji komputerowej Zaawansowane metody matematyczne i numeryczne stosowane przy modelowaniu w skali mezo i molekularnej.
T-W-2Symulacja molekularna za pomocą zaawansowanych metod Monte Carlo. Kinetyka i równowaga adsorpcji na poziomie mikro i makroskopowej skali. Modelowanie i projektowanie nanostrukturalnych adsorbentów.
T-W-3Symulacja właściwości termofizycznych w skali molekularnej, zastosowanie teorii związanych z symulacją przemian fazowych.
T-W-4Zastosowanie modelowania molekularnego w inżynierii chemicznej: przeróbka ropy naftowej, rozwój nowych katalizatorów, leków, usuwanie siarki z benzyny metodą ekstrakcyjną w układzie ciecz/ciecz, etc. Przewidywanie struktury białek, projektowanie nowych cząsteczek.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia audytoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne.
S-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń audytoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student nabywa aktywną postawę w podejściu do modelowania matematycznego w mezo i molekularnej skali.
3,5
4,0
4,5
5,0