Modelování v inženýrské praxi (FSI-RMV)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kursu je osvojení si systémového přístupu k řešení inženýrských problémů s využitím znalostního, výpočtového a experimentálního modelování.
Výstupy studia a kompetence:
Znalosti: získání poznatků o strukturách, vlastnostech a chování oborově různých soustavách, především technických., poznatků o přístupech a metodách pro řešení deformačně-napjatostních, stabilitních a spolehlivostních problémů na těchto soustavách, především výpočtovým a experimentálním modelováním v součinnosti se statistickými metodami. Získání základních znalostí o deterministickém chaosu v chování dynamických nelineárních soustav.
Dovednosti: schopnost správně a věcně formulovat problémy na technických soustavách, získání základních informací, co to znamená „umění modelovat“, efektivní využívání různých způsobů modelování při řešení problémů, získání dovednosti dívat se na veškeré procesy v soustavách ve smyslu potenciální možnosti výskytu deterministického a stochastického chaosu.
Prerekvizity:
Úvodní předmět pro studium aplikované mechaniky. Požadují se znalosti matematiky a předmětů mechaniky (t.j. statiky, kinematiky, dynamiky a pevnosti a pružnosti) v rozsahu záhladních předmětů I. až III. ročník studia) a doporučuje se znalost základů programování.
Obsah předmětu (anotace):
Kurz poskytuje přehled základních poznatků z těchto oblastí: teorie systémů, struktury světa techniky, teorie modelování, teorie experimentu, návrhu technických objektů, teorie statistického zpracování dat, teorie mezních stavů, teorie deterministického chaosu, teorie synergetiky. Poskytuje možnost komplexního pohledu na technický život technických objektů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení:
Klasifikovaný zápočet: test ze znalostí základních pojmů, vypracování a obhájení semestrálního projektu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na výuce je doporučena. Konkrétní podobu plnění těchto požadavků stanovuje učitel v prvním týdnu semestru.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Revoluce vědy a inženýrství v polovině minulého století. Paradigma holismu v řešení problémů soustav. Zobecněná teorie systému a systémového inženýrství.
2. Vznik a vývoj systémového přístupu. Formování struktury systémové metodologie jako metodologické podpory teorie systému. Systémový přístup (20 atributů systémového přístupu).
3. Systémové myšlení, systémové disciplíny a systémové algoritmy - systémové pojetí. Specifika tvrdých, měkkých a smíšených soustav.
4. Systémová terminologie - vymezení základních systémových pojmů.
5. Pokračování systémové terminologie.
6. Problémová situace, problém, scénář řešení příčinných problémů. Specifika řešení problémů u tvrdých a měkkých soustav.
7. Systémové pojetí experimentu.
8. Systémové pojetí modelování.
9. Systémové pojetí výpočtového modelování (klasické, simulační optimalizační, identifikace objekt, identifikace systémů.
10. Systémové pojetí mezních stavů.
11. Systémové pojetí matematické statistiky.
12. Základy teorie deterministického chaosu.
13. Základy teorie samoorganizace (synergetika v 1. a 2. významu).
Literatura - základní:
1. Janíček, P.: Systémové pojetí vybraných oborů pro techniky, 2006
2. Wright I.V. Design methods in engineering and product design. McGraw-Hill, 1998 - Počet stran: 285
3. Dhillon, B. S. Creativity for Engineers. World Scientific Publishing Company, 2006-02-06. 204 p. ISBN: 9812565299.
Literatura - doporučená:
1. Janíček, P.: Ondráček. E.: Řešení problémů modelování, (skriptum), 1995.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- kl 4 Povinný 1 1 Z
N-IMB-P prezenční studium IME Inženýrská mechanika -- kl 4 Povinný 2 1 Z
N-IMB-P prezenční studium BIO Biomechanika -- kl 4 Povinný 2 1 Z