МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Механико-математический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе

А.Ф.Крутов «»_ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Процессы теплообмена в жидких и газообразных средах»

( ОД.А.05; цикл ОД.А.00«Обязательные дисциплины»

основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли Физико-математические науки, специальность 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы Самара Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы; в соответствии с Программой-минимум кандидатского экзамена по специальности 01.02. «Механика жидкости, газа и плазмы» по физико-математическим наукам и учебным планом СамГУ по основной образовательной программе аспирантской подготовки.

Составитель рабочей программы: Клюев Николай Ильич, профессор, д.т.н.

Рабочая программа утверждена на заседании ученого совета механикоматематического факультета Председатель ученого совета «_»20г. Новиков С.Я.

_

СОГЛАСОВАНО

Начальник Отдела послевузовского профессионального образования _ 2011 г. _ Круглова Л.А.

СОГЛАСОВАНО

Председатель методической комиссии факультета _ 2011 г. _ Горелова Е.Я.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню освоения содержания дисциплины 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель изучения дисциплины – формирование у аспирантов углубленных профессиональных знаний о процессах теплообмена в жидких и газообразных средах; подготовка научной базы, на основе которой строится технико-математическая и специальная подготовка.

Что позволяет будущим специалистам не только получить глубокие знания, но и вырабатывает у них необходимые навыки для решения сложных естественно-научных и технических задач, развивает способности к научным обобщениям и выводам.

Задачи дисциплины:

овладение основными методами математического моделирования процессов теплообмена в жидких и газообразных средах;

выработка умения самостоятельного математического моделирования тепловых полей;

развитие логического и математического мышления.

1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:

иметь представление: о методах постановки и исследования краевых задач для процессов теплообмена;

знать: основную терминологию по теме дисциплины, основные понятия и определения, основные уравнения и краевые условия для задач теплообмена, методы решений уравнений с частными производными;

уметь: ставить и решать задачи, по дисциплине изученными методами и приводить анализ полученного решения.

1.3. Связь с предшествующими дисциплинами Курс предполагает наличие у аспирантов знаний по теории математического анализа, теории обыкновенных дифференциальных уравнений;

механики сплошных сред.

1.4. Связь с последующими дисциплинами Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы.

2. Содержание дисциплины 2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах) Форма обучения (вид отчетности) 1-3 годы аспирантуры; вид отчетности – экзамен кандидатского минимума.

Трудоемкость изучения дисциплины Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) в том числе:

лекции семинары практические занятия Самостоятельная работа аспиранта (всего) в том числе:

Подготовка к практическим занятиям Подготовка реферата Подготовка эссе Изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку 2.2. Разделы дисциплины и виды занятий п/п дисциплины лекции семинары практиче- самостоят.

Математическая модель связанной краевой задачи теплообмена в жидких средах. Виды граничных условий.

2 Приближенные аналитические методы решения гидродинамических уравнений вязкой несжимаемой жидкости.

Метод конечных разностей, порядок аппроксимации, устойчивость и сходимость.

4 Применение вариационных принципов для построения разностных схем 5 Метод прямой и обратной прогонки для численного решения дифференциальных уравнений.

Численные методы решения уравнений в полных производных.

Численные методы решения уравнений в частных производных.

Численное решение уравнений газовой динамики.

Численное решение уравнения теплопроводности 2.3. Лекционный курс.

Тема 1. Математическая модель связанной краевой задачи теплообмена в жидких средах. Виды граничных условий.

Задача тепло- и массопереноса в жидкости, как связанная задача. Постановка гидродинамической и тепловой задач для жидких сред. Краевая гидродинамическая задача для вязкой несжимаемой жидкости: уравнения газовой динамики и граничные условия. Уравнение теплопроводности для жидких сред и виды граничных условий.

2.4. Практические (семинарские) занятия – не предусмотрены.

3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний 3.1. Контрольные работы – не предусмотрены.

3.2. Список вопросов для промежуточного тестирования – не предусмотрено.

3.3. Самостоятельная работа Изучение учебного материала, перенесенного с аудиторных занятий на самостоятельную проработку.

Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet по следующим направлениям:

библиография по теории численных методов решения уравнений в частных производных;

публикации (в том числе электронные) источников по теории численных методов решения уравнений в частных производных;

научно-исследовательская литература по теории численных методов решения уравнений в частных производных.

Конспектирование и реферирование первоисточников и научноисследовательской литературы по тематическим блокам.

3.3.1. Поддержка самостоятельной работы:

Список литературы и источников для обязательного прочтения.

Полнотекстовые базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен из кампусной сети СамГУ (сайт научной библиотеки СамГУ, URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html):

1. Издания Самарского государственного университета 2. Полнотекстовая БД диссертаций РГБ 3. Научная электронная библиотека РФФИ (Elibrary) 4. Университетская библиотека ONLINE 5. Университетская информационная система Россия 6. ЭБС «БиблиоТЕХ»

7. Коллекция журналов издательства Оксфордского университета 8. Словари и справочники издательства Оксфордского университета 9. Реферативный журнал ВИНИТИ 10. Полнотекстовые статьи из коллекции журналов по математике Научной электронной библиотеки РФФИ (E-library), к которым имеется доступ в сети Интернет: «доклады РАН»; «Известия РАН, Механика твердого тела»; «Известия РАН. Механика жидкости и газа»; «Прикладная математика и механика»; «Прикладная механика и техническая физика»;

«Математические заметки»; «Журнал вычислительной математики и математической физики»; «Теоретическая и математическая физика»;

«Дифференциальные уравнения»; «Вестник Самарского государственного университета. Серия естественные науки»; «Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физикоматематические науки»; «Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Математика и физика»; «Труды Математического института им. В.А.Стеклова РАН».

3.3.2. Тематика рефератов – не предусмотрены.

Итоговый контроль проводится в виде экзамена кандидатского минимума.

4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ (Перечень обучающих, контролирующих и расчетных программ, диафильмов, слайдфильмов, кино- и телефильмов).

Программы пакета Microsoft Offiсe;

Сайт научной библиотеки СамГУ, с доступом к электронному каталогу http://weblib.samsu.ru/level23.html 5.Активные методы обучения (деловые игры, научные проекты) не предусмотрены.

6. Материальное обеспечение дисциплины (Современные приборы, установки (стенды), необходимость специализированных лабораторий и классов) Компьютерные классы, оснащенные компьютерами класса Pentium 4 с выходом в Интернет и в локальную сеть Самарского государственного университета, а также принтеры, сканеры 7. Литература 7.1. Основная 1. Седов Л.И. Механика сплошной среды. В 2-х томах.- Электронная библиотека Попечетельского совета механико-математического факультета МГУ http://lib.mexmat.ru/books/ 2. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Электронная библиотека Попечетельского совета механико-математического факультета МГУ http://lib.mexmat.ru/books/ 3. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена, -М.: Атомиздат, 4. Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения разностных уравнений. М.: Наука, 1978.

5. Самарский А.А., Гулин А.В. Устойчивость разностных схем. М.:

Наука, 1973.

6. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука. 1983.

7. Марчук Г.И. Методы расщепления. М.: Наука. 1988.

7.2. Дополнительная 1. Седов Л.И. Об основных моделях в механике. Электронная библиотека Попечетельского совета механико-математического факультета МГУ http://lib.mexmat.ru/books/ 2. Введение в математическое моделирование. Учебное пособие для вузов /Под ред. П.В.Трусова. – М.: Интермет Инжиниринг, 2000 (гриф Минобразования).

3.Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. М.: Наука. Т.2. 1960.

4.Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир.

1986.

5.Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.:

Мир. 1986.

6.Формалев В.Ф., Ревизников Д.Л. Численные методы. М.: Физматлит.

2004. 400 с.

7.Лобанов А.И., Петров И.Б. Лекции по вычислительной математике.

М.: Интуит. 2006. 528 с.

7. 3. Учебно-методические материалы по дисциплине 1. Загузов И.С., Головинский В.Н. Основные положения теории стационарного теплообмена. Методические указания. -Самара: СамГУ, 1992.

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

за_/_учебный год В рабочую программу курса ОД.А.05, «Численные методы решения уравнений в частных производных», цикл ОД.А.00 «Обязательные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли Физико-математические науки, специальность 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы.