Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Budownictwa i Architektury - Inżynieria środowiska (S2)
specjalność: Wodociągi i Kanalizacja

Sylabus przedmiotu Modelowanie matematyczne środowiska wodnego:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria środowiska
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Modelowanie matematyczne środowiska wodnego
Specjalność Infrastruktura Transportu Wodnego
Jednostka prowadząca Katedra Budownictwa Wodnego
Nauczyciel odpowiedzialny Ryszard Ewertowski <Ryszard.Ewertowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 30 1,90,44zaliczenie
wykładyW3 15 1,10,56zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Opanowane wiadomości z mechaniki płynów (sem. 3 i 4), hydrologii (sem.2), wodociągi i kanalizacje (sem. 4 i 5) a także zaliczone obieralne przedmioty sem.1 i 2 studiów S2: regulacja rzek, budowle wodne i morskie, drogi wodne i porty lub eksploatacja dróg wodnych i portów

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zrozumienie istoty modelowania matematycznego.
C-2Zapoznanie się z procesem kalibracji i weryfikacji modeli.
C-3Poznanie modeli dla różnych zagadnień środowiska wodnego

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Projekt obliczeniowy rozwiązujący równanie nieliniowe z zakresu zagadnień hydraulicznych.4
T-L-2Projekt dotyczący numerycznego rozwiazania krzywej spiętrzenia4
T-L-3Projekt dotyczacy układy równań liniowych dla zagadnień przepływu w sieciach wodociągowych6
T-L-4Projekt obliczeniowy bazujacy na numerycznym rozwiązaniu układu Saint-Venanta dla transformacji fali powodziowej przez układ kanałów "oczko z poprzeczką" - wykorzystanie modelu RiNFlow.8
T-L-5Projekt obliczeniowy z zakresy zastosowania MES w zagadnieniu filtracji przez wał i tamę8
30
wykłady
T-W-1Metody rozwiązania równań nieliniowych i ich zastosowanie do prostych zagadnień hydraulicznych. Układy równań liniowych i ich wykorzystanie dla zagadnień przepływu w sieciach wodociągowych i systemach kanałów.3
T-W-2Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych, wyznaczanie rozwiązań problemów hydraulicznych jako zagadnień początkowych2
T-W-3Numeryczne rozwiązywanie równań i układów równań różniczkowych cząstkowych. Metoda różnic skończonych (MRS) i jej zastosowanie w modelach matematycznych zjawisk nieustalonych w przepływie wody, modelach rozprzestrzeniania zanieczyszczeń i modelach dla różnych zagadnień filtracji3
T-W-4Metoda elementów skończonych (MES) z zastosowaniem do rozwiązania układu równań Reynoldsa dla akwenów otwartych3
T-W-5. Metoda elementów brzegowych (MEB) w zagadnieniach hydrotechnicznych2
T-W-6Modele komputerowe (symulacyjne, pakiety obliczeniowe) i bazy danych stosowane w hydraulice i budownictwie wodnym2
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Samodzielna opracowywanie wybranych metod obliczeniowych oraz samodzielna praca z przekazanymi przez wykładowcę pakietami obliczeniowymi15
A-L-3Przygotowanie do zaliczeń podszczególnych projektów8
A-L-4Zaliczanie projektów obliczeniowych4
57
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studia literaturowe15
A-W-3Udział w kolokwium zaliczajacym materiał przekazany na wykładzie2
32

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład problemowy oparty o komputerowe audio-wizualne prezentacje zagadnień i dyskusje problemów na tablicy
M-2Ćwiczenia projektowe– komputerowy pokaz i samodzielne opracowywanie projektów z zagadnień omawianych na wykładzie w oparciu o oprogramowanie zainstalowane w Laboratorium Komputerowym KBW

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Wykład – test sprawdzający pod koniec semestru
S-2Ocena podsumowująca: Ćwiczenia laboratoryjne - kolokwium (w połowie semestru) i obrona projektów wykonanych w oparciu o oprogramowanie zainstalowane w Laboratorium Komputerowym KBW

Literatura podstawowa

  1. Szymkiewicz R., Modelowanie matematyczne przepływów w rzekach i kanałach, PWN, Warszawa, 2000
  2. Szymkiewicz R., Metody numeryczne w inżynierii wodnej, Skrypt Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2003
  3. Mitosek M., Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska., PWN, Warszawa, 2001
  4. Ewertowski R., Opis programu RiNFlow, Szczecin, 2009, Dokumentacja własna

Literatura dodatkowa

  1. Burzyński, Granatowicz, Piwecki, Szymkiewicz, Metody numeryczne w hydraulice, Skrypt Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2004
  2. Rossman L., EPANET 2 Users Manual, US EPA NRMRL, 2000, USA, 2000, PDF
  3. Steffler P., Blackburn J., 2-D Depth Averaged Model of River Hydrodynamics and Fish Habitat, Univ. of Alberta, Alberta, Canada, 2002
  4. Brunner G.W., HC-RAS User’s Manual, US Army Corps of Engineers, Institute for Water Resources, USA, 2002, ver. 3.1, PDF

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Projekt obliczeniowy rozwiązujący równanie nieliniowe z zakresu zagadnień hydraulicznych.4
T-L-2Projekt dotyczący numerycznego rozwiazania krzywej spiętrzenia4
T-L-3Projekt dotyczacy układy równań liniowych dla zagadnień przepływu w sieciach wodociągowych6
T-L-4Projekt obliczeniowy bazujacy na numerycznym rozwiązaniu układu Saint-Venanta dla transformacji fali powodziowej przez układ kanałów "oczko z poprzeczką" - wykorzystanie modelu RiNFlow.8
T-L-5Projekt obliczeniowy z zakresy zastosowania MES w zagadnieniu filtracji przez wał i tamę8
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Metody rozwiązania równań nieliniowych i ich zastosowanie do prostych zagadnień hydraulicznych. Układy równań liniowych i ich wykorzystanie dla zagadnień przepływu w sieciach wodociągowych i systemach kanałów.3
T-W-2Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych, wyznaczanie rozwiązań problemów hydraulicznych jako zagadnień początkowych2
T-W-3Numeryczne rozwiązywanie równań i układów równań różniczkowych cząstkowych. Metoda różnic skończonych (MRS) i jej zastosowanie w modelach matematycznych zjawisk nieustalonych w przepływie wody, modelach rozprzestrzeniania zanieczyszczeń i modelach dla różnych zagadnień filtracji3
T-W-4Metoda elementów skończonych (MES) z zastosowaniem do rozwiązania układu równań Reynoldsa dla akwenów otwartych3
T-W-5. Metoda elementów brzegowych (MEB) w zagadnieniach hydrotechnicznych2
T-W-6Modele komputerowe (symulacyjne, pakiety obliczeniowe) i bazy danych stosowane w hydraulice i budownictwie wodnym2
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Samodzielna opracowywanie wybranych metod obliczeniowych oraz samodzielna praca z przekazanymi przez wykładowcę pakietami obliczeniowymi15
A-L-3Przygotowanie do zaliczeń podszczególnych projektów8
A-L-4Zaliczanie projektów obliczeniowych4
57
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studia literaturowe15
A-W-3Udział w kolokwium zaliczajacym materiał przekazany na wykładzie2
32
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta