7M05304 Техническая физика в КазНУ им. аль-Фараби

Цель дисциплины: изучение основных представлений, законов, теорий классической и современной физики в их внутренней взаимосвязи и целостности. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. объяснять современное состояние и перспективное развитие физики, а также инженерные проблемы, представляющие интерес в профилирующих дисциплинах; 2. понимать влияние инженерных решений на социальный контекст и окружающую среду с учетом вопросов экологической и экономической безопасности; 3. анализировать возможности применения теорий современной физики на практическом опыте с помощью новых информационных и коммуникационных технологий в области техники; 4. применять полученные знания для постановки, формулирования и решения прикладных научных задач в технической физике; 5. проявлять инициативность, предпринимательский дух и стремление к успеху и адаптироваться к новым ситуациям, уметь работать самостоятельно и в междисциплинарной команде. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Общие концепции физики. Симметрия пространства-времени: инвариантность и законы сохранения. Спонтанное нарушение симметрии. Сверхпроводимость. Конденсация Бозе-Эйнштейна. Лазерное охлаждение и магнитные ловушки. Наноструктуры. Спинтроника. Принципы спинтронных приборов. Классические и квантовые компьютеры. Хаос. Эффект бабочки. Распространённость и моделирование хаоса. Космология. Закон Хаббла. Большой взрыв. Физическая вселенная. Звёзды и чёрные дыры. Управляемый термоядерный синтез. Физика живых систем. Проблемы происхождения жизни и биологического развития. Энтропия и устойчивое развитие. Энтропия, вероятность и информация.

Цель дисциплины: приобретение магистрантами навыков проведения экспериментальных исследований теплофизических свойств различных агрегатных состояний веществ. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать особенности протекания теплофизических процессов в различных областях физики и техники; 2. анализировать и обрабатывать информацию по реализации планов поддержки жизненного цикла инновационного проекта; 3. формировать предупреждающие меры действий в случае отклонения фактического хода инновационного научно-исследовательского проекта от плановых показателей; 4. применять основные методы, способы и средства получения, хранения, обработки и передачи данных с помощью информационно-коммуникационных технологий; 5. развивать исследовательские навыки и разрабатывать новые идеи для применения теоретических знаний на практических занятиях (проявлять креативность). Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Методологические основы эксперимента. Методы экспериментального изучения теплофизических свойств веществ. Измерения и измерительные устройства. Электрические методы измерений физических величин. Измерения температуры по излучению. Измерение давления и вакуума. Измерение скорости, расхода жидкости и газа. Оптические методы измерения потоков. Измерение тепловых потоков. Определение вязкости. Метод капилляра. Экспериментальные исследования диффузии. Оптимизация теплофизического эксперимента. Элементы планирования эксперимента. Характеристика объектов исследования и решаемых задач.

Цель дисциплины: исследование процессов и явлений, происходящих в широком интервале термодинамических параметров состояния вещества, в том числе в области низких температур. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать и использовать основные положения термодинамики, уравнения состояния, этапы развития физики низких температур, термодинамические основы их получения, особенности поведения веществ при низких температурах, свойства основных криогенных жидкостей; 2. раскрывать физическую суть явлений, принципы их использования в прикладных целях; 3. конструировать и модернизировать криогенное оборудование и криогенно-вакуумные системы; 4. применять рациональные методы расчета для определения оптимальных параметров объекта, анализируя теплофизические процессы, происходящие в технологических установках; 5. выработать рекомендации для обеспечения энергетически выгодного режима. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Фазовое пространство. Микроканоническое распределение. Особенности квантовой статистики. Закон возрастания энтропии. Общие условия термодинамической устойчивости равновесного состояния. Условия устойчивости однородной системы. Условия равновесия системы во внешнем поле. Равновесие фаз. Фазовые переходы. Фазовые переходы 1-го рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Равновесие трех фаз. Диаграммы фазового равновесия. Фазовая диаграмма He4 . Фазовые переходы 2-го рода. Уравнения Эренфеста. Критическая точка. Поведение системы, описываемое уравнением Ван-дер-Ваальса. Соотношения между критическими индексами. Теория Ландау фазовых переходов 2 рода: параметр порядка, нарушение симметрии, условия осуществления, значения критических индексов. Условия равновесия фаз многокомпонентных систем. Правило фаз Гиббса.

Цель дисциплины формирование углубленного представления о современной философии науки как системе научного знания особого типа, включающего основные мировоззренческие и методологические проблемы в их рационально-теоретическом осмыслении. В результате изучения дисциплины магистрант будет способен: 1. определить особенности науки как особого вида знания, деятельности и социального института; 2. систематизировать основные проблемы и дискуссии о методах и стратегиях ведения научных исследований и закономерностях развития науки; 3. выбирать наиболее релевантные изучаемому предмету методы и стратегии исследований и следовать им в профессиональной деятельности; 4. критически оценивать современные научные достижения и ориентироваться в выборе наиболее эффективных стратегий междисциплинарного поиска; 5. сформулировать и грамотно аргументировать собственную этическую позицию по отношению к актуальным проблемам современного этапа развития науки. Дисциплина «История и философия науки» направлена, на формирование у будущих специалистов способности к независимому критическому мышлению и пониманию ключевых мировоззренческих понятий При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие темы: Предмет истории и философии науки, Мировоззренческие основания науки, Функции науки, Возникновение и становление науки. Наука в Древнем мире, Средневековье и в эпоху Возрождения, Новоевропейская наука – классический этап развития науки, Основные концепции и направления неклассического и постнеклассического этапа развития науки, Структура и уровни научного познания, Наука как профессия. Идеалы и нормы науки, Философские основания науки и научная картина мира, Научные традиции и научные революции, История и философия естественных и технических наук, История и философия социальных и гуманитарных наук, Философские проблемы развития современной глобальной цивилизации.

Цель дисциплины: определение свойств реологических жидкостей и законов их течения в трубах, каналах и пограничном слое при обтекании плоских поверхностей в инженерных разработках. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. классифицировать реологические жидкости по их составу, свойствам течения в трубах, каналах и в пограничном слое; 2. объяснять физические механизмы процессов переноса ньютоновских и неньютоновских жидкостей; 3. использовать модели Фойхта и Максвелла для расчета характеристик вязкоупругих материалов с помощью инструментальных и программных средств MATLAB при описании процессов тепломассопереноса в сложных инженерных объектах; 4. проводить исследования жидкостей с помощью вискозиметров различных типов; 5. решать автомодельные задачи пограничного слоя с учетом начальных и краевых условий. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Классификация реологических жидкостей. Реологические жидкости с характеристиками, не зависящие от времени и предыстории течения. Вязкоупругие материалы. Модель Фойхта. Модель Максвелла. Экспериментальное определение характеристик реостабильных и нереостабильных реологических жидкостей. Течение реологической жидкости в трубе. Профиль скорости и секундный расход жидкости. Течение пластиков Шведова-Бингема в круглой трубе. Пограничный слой реологических жидкостей. Уравнения и граничная условия. Обтекание плоской проницаемой пластины однородным потоком степенной жидкости. Пограничный слой со степенным распределением скорости. Обтекание клина.

Цель дисциплины: ознакомление магистрантов с особенностями научно-исследовательской деятельности и овладение навыками использования методов научного исследования, организации и планирования творческого труда. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. применять профессионально-практические умения и навыки в исследовательской деятельности с использованием современных информационных технологий в поисках новой научно-технической информации, анализируя отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования; 2. проводить научно-исследовательские работы с учетом основ методологии, принципов и закономерностей организации процесса исследования; выполнять теплофизические измерения и расчеты для основного теплотехнического оборудования, применяемого в различных отраслях промышленности; 3. осуществлять метрологическое обеспечение экспериментальных исследований; 4. применять аналитические методы обработки достигнутых результатов; интерпретировать и обобщать результаты научных исследований, готовить отчеты, презентации и научные публикации с представлением практических рекомендаций по внедрению полученных результатов в производство; оформлять заявку на изобретение; 5. управлять работой творческого коллектива при разработке инновационного проекта для достижения поставленной научной цели. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Концепция науки. Классификация наук. Основные принципы государственной политики в области науки. Научно-исследовательские учреждения и исследовательские центры. Права интеллектуальной собственности на результаты научной деятельности. Научное исследование и его этапы. Методология научных исследований. Выбор направления и планирование научных исследований. Научная информация и ее источники. Форматирование в LaTex. Внедрение научных исследований в производство и учебный процесс. Эффективность научных исследований. Общие требования к исследовательской работе. Основные требования к написанию, оформлению и защите научной работы магистрантов. Подготовка научных публикаций и научного доклада. Подготовка научно-технических кадров. Формы повышения квалификации исследователей.

Цель дисциплины: формирование систематических знаний и умений для проведения научно-исследовательской работы по тематике исследования и подготовки к публикации научных статей в рецензируемых журналах баз Thomson Reuters, Scopus. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать и сопоставлять справочную информацию, выполнять необходимые расчеты в соответствии с принятыми в организации стандартами; применять техническую и нормативную документацию; 2. критически оценивать новейшие открытия естествознания, предлагать перспективы их использования в технической физике; 3. аргументировать результаты научных исследований, обрабатывать и оформлять их в виде научной статьи с целью опубликования в открытой печати; 4. проводить научно-исследовательскую и опытно-экспериментальную работу в учреждениях образования; разрабатывать практические рекомендации на основе исследовательских данных для внедрения в учебный процесс и производство; 5. проводить экспертизу технической документации для подготовки отчетов и формирования заявок для инновационных проектов с составлением календарных планов, технических заданий и спецификаций. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Общие представления о методологии науки. Философский уровень методологии. Структура, формы и методы эмпирического и теоретического познания. Современные методологические подходы. Теория, методология и методика, их взаимосвязь. Взаимосвязь предмета и метода. Исследование в педагогике: сущность, методологический аппарат. Методология научно-педагогического исследования. Классификация методов исследования. Требования к надежности, валидности и чувствительности применяемых методик. Процедура и технология использования различных методов научно-педагогического исследования. Обработка, анализ и интерпретация результатов исследования. Оформление и представление итогов научной работы. Организация опытно-экспериментальной работы в учреждениях образования.

Цель курса – обеспечение научной подготовки высококвалифицированных специалистов на основе изучения фундаментальных понятий психологии управления, создание предпосылок для теоретического понимания и практического применения важнейших аспектов сферы управления в процессе профессионального становления. В результате освоения дисциплины магистрант будет способен: 1. понимать современное состояние теории и практики психологии управления в объеме, оптимальном для использования в последующей профессиональной деятельности; 2. применять и описывать психологические методы изучения отдельных лиц и социальных групп (общностей) в целях повышения эффективности управления; 3. развивать навыки делового и межличностного общения в условиях контакта разных управленческих культур; 4. реализовывать успешные коммуникативные стратегии в личной жизни и профессиональной деятельности; 5. критически оценивать жизненные и профессиональные ситуации с точки зрения психологии управления; эффективно использовать знания по психологии управления для развития своего потенциала и коллектива.

Цель дисциплины приобретение и совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования, позволяющих использовать иностранный язык как средство общения в межкультурной, профессиональной и научной деятельности будущего магистра. В результате изучения дисциплины магистрант будет способен: 1.участвовать в новых видах деятельности и интегрировать новую информацию в уже имеющуюся систему знаний; 2.использовать устные и письменные высказывания для выполнения конкретных функций; 3.анализировать, обобщать и систематизировать научную информацию; ставить цель исследования и выбрать оптимальные пути и методы его достижения. 4.эффективно взаимодействовать в социуме в повседневной жизни, в профессиональной сфере; 5.аргументированно отстаивать свою точку зрения в процессе обсуждения профессиональных и непрофессиональных тем, разрабатывать методическое обеспечение.

Цель дисциплины: овладение профессиональными компетенциями преподавателя для организации педагогической деятельности в организациях среднего и высшего образования с использованием методологических основ педагогики высшей школы, современных технологий анализа, планирования и организации обучения и воспитания, коммуникативных технологий взаимодействия преподавателя и обучающегося в образовательном процессе. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. владеть основами профессионально-педагогической культуры преподавателя высшей школы; содействовать развитию благоприятной образовательной среды для реализации культурных и языковых потребностей обучающихся; 2. самостоятельно проводить семинарские, практические, лабораторные занятия с учетом требований разработанных и утвержденных методических указаний; различные типы занятий для традиционных и дистанционных форм обучения с применением современных интерактивных методов и форм обучения; 3. разрабатывать учебно-методические комплексы профильных дисциплин для преподавания с учетом современных требований педагогики и психологических основ проведения инновационного образовательного процесса; 4. оценивать коммуникативные технологии субъект-субъектного взаимодействия преподавателя и обучающегося в образовательном процессеа; 5. осуществлять научные исследования с целью коммерциализации полученных результатов; выполнять апробацию результатов исследований и внедрять их в практическую педагогическую деятельность. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Педагогическая наука и ее место в системе наук. Современная парадигма высшего образования. Система высшего профессионального образования в Казахстане. Методология педагогической науки. Профессиональная и коммуникативная компетеность преподавателя высшей школы. Теория обучения в высшей школе (дидактика). Содержание высшего образования. Организация процесса обучения на основе кредитной системы обучения в высшей школе. Традиционные и дистанционные инновационные методы и формы организации обучения. Новые образовательные технологии в высшей школе. Организация самостоятельной работы магистрантов в условиях кредитной технологии. Технология составления учебно-методических материалов. Теория научной деятельности высшей школы. Научно-исследовательская работа. Высшая школа как социальный институт воспитания и формирования личности специалиста. Куратор в системе высшего образования. Менеджмент в образовании.

Цель дисциплины: выбор и изучение основных физических моделей процессов тепломассобмена в неподвижных и движущихся средах для расчета полей температуры, потоков теплоты и массы. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать основы теории течений в проводящих средах; 2. использовать теорию механики сплошных сред при описании процессов тепломассопереноса для решения технических задач; 3. применять автомодельные уравнения и методы магнитогидродинамических процессов к исследованию и объяснению конкретных течений жидкости и газа; 4. рассчитывать потоки теплоты и массы, полей температуры, базирующимися на моделях процессов тепломассообмена; 5. проводить моделирование магнитной гидродинамики с использованием пакетов прикладных программ ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphysics. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Основные уравнения, используемые при исследовании течений в проводящих средах. МГД-уравнения для идеальной среды. «Вмороженность» магнитного поля. Волны Альфвена конечной амплитуды. Разрывные течения в магнитной гидродинамике. Основные уравнения. Слоистые течения проводящей жидкости. Режимы работы канала. Вычисление индуцированного магнитного поля. Поле температуры в течении Гартмана. Напряжение трения на стенках канала Куэтта. Пограничные слои в магнитной гидродинамике. Сопротивление движению в МГД-пограничном слое. Оценка толщины пограничного слоя. Автомодельная форма уравнений МГД пограничного слоя в безындукционно

Цель дисциплины: формирование у магистрантов умений и навыков для проведения расчетов тепловых режимов конструкций, проверки стадии разработки и постановки на производство тепловых устройств на основании номенклатуры конструкторских документов и основных вопросов организации процесса конструирования приборов. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать основные конфигурации схем в реальных условиях эксплуатации; 2. оценить эффективность систем термостатирования и терморегулирования аппаратуры с учетом тепловых, конструктивных и экономических показателей; 3. владеть способами теплового регулирования характеристик устройств в условиях изменяющейся температуры окружающей среды; использовать методы диагностирования для повышения надежности приборов; 4. осуществлять контроль по наладке, настройке и опытной проверке технических приборов, систем и комплексов с выбором систем, обеспечивающих требуемую точность измерений; 5. моделировать тепловые схемы с использованием физико-математических методов и пакетов прикладных программ для оптимизации параметров объектов и процессов. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Требования к тепловому режиму приборов и устройств. Особенности теплообмена в конструкциях приборов и устройств. Принципы построения систем обеспечения теплового режима приборов и устройств. Проблемы микроминиатюризации и унификации конструкций приборов. Проблемы повышения надежности приборов. Проблемы разработки эффективных систем охлаждения приборов. Принципы построения систем терморегулирования приборов и устройств. Принципы расчета температурных полей в сложных системах.

Цель дисциплины: формирование инженерного мышления для разработки и проведения энергосберегающих мероприятий с использованием методов оценки экономии энергетических ресурсов при производстве, распределении и потреблении электрической и тепловой энергии. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать структуру и функционирование систем тепло- и электроснабжения промышленных предприятий и решать задачи энергосбережения в теплотехнологических производствах; 2. классифицировать топливно-энергетические ресурсы; правовые, технические, экономические и экологические основы энергосбережения (ресурсосбережения); основные балансовые соотношения для анализа энергопотребления, основные критерии энергосбережения в промышленности и объектах ЖКХ; 3. использовать передовые методы управления производством, передачи и потребления энергии, а также применяемое энергосберегающее оборудование; выбирать технологию, уровень и соотношения электрической и тепловой мощности новой когенерационной станции; 4. рассчитывать показатели энергоэффективности котельных агрегатов и турбинного оборудования ТЭЦ и снижение потерь тепла в системе централизованного теплоснабжения; 5. планировать, разрабатывать и осуществлять мероприятия по энерго- и ресурсосбережению на производстве, проводить энергетическое обследование и составлять энергетический паспорт объекта. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Экологические процессы. Приоритеты в природоохранной деятельности. Закономерности развития биосферы и условия сохранения экологического равновесия. Обеспечение экологической безопасности окружающей среды. Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Методика планирования, управления и контроля энерго- и ресурсоносителей. Методы, формулы, справочно-табличные данные. Каталоги котельных и турбинных агрегатов для расчета экономии энергии. Факторы экономии энергии. Электрические эмиссионные факторы для данного региона.

Цель дисциплины: применение навыков использования элементов научного мировоззрения в решении задач выбранного научного направления техники и производства. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. использовать современные достижения мировой науки и передовой технологии в научно-исследовательской работе, анализируя актуальные проблемы развития науки, техники и производства; 2. формировать концептуальные идеи и направления индустриального развития техники в Республике Казахстан; 3. применять инструменты риск-анализа инновационной деятельности; 4. выполнять необходимые расчеты исследований, обосновывать их и представлять результаты, методы и технологии в решении технических и производственных проблем в промышленности; 5. внедрять новую измерительную технику, составлять технические задания на разработку стандартов, обеспечивающих качество продукции. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Наука – основная форма человеческого познания. Этапы развития науки. Научные и научно-технические революции. Социальные функции техники. Тенденции развития современной техники. Соотношение науки, техники и технологии: линейная модель, эволюционная модель. Методы прогнозирования технико-экономического развития. Применение инструментов риск-анализа в инновационной деятельности. Анализ динамики развития и конкурентоспособности стран и регионов. Космология. Однородная изотропная теория Вселенной. Искусственный интеллект. Управляемый термоядерный синтез. Применение нанотехнологии в производстве. Цифровое производство. Индустрия 4.0.

Цель дисциплины: изучение основных перспективных направлений в энергетике для анализа конструкторских решений разработанных и создаваемых энергетических установок; для расчетного прогнозирования потребления электроэнергии, экологически безопасных способов получения энергии, эффективного использования энергетических и материальных ресурсов. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. формулировать законы развития современной техники и технологий в области теплофизики и теплоэнергетики; анализировать перспективы научно-технического развития и достижения науки и техники; 2. использовать передовой отечественной и зарубежной опыт в технической физике; 3. осуществлять выбор технических средств для измерений и обработки результатов с требуемой степенью точности; 4. определять типы установок, классы и группы материалов, механизмы получения энергии; 5. применять схемы использования нетрадиционных возобновляемых и альтернативных источников энергии; выбирать концепции и стратегии развития энергетических комплексов. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Энергетические комплексы. Динамика развития и энергетические сектора Республики Казахстан. Экологические аспекты энергетики. Традиционные и нетрадиционные источники энергии. Альтернативные источники энергии. Роль альтернативных источников энергии в мире и Казахстане. Производство солнечной энергии. Установки, используемые для отопления и горячего водоснабжения. Состояние ветроэнергетики в мире и Казахстане. Ветроэнергетические ресурсы Республики Казахстан. Влияние конструкции ветротурбин на вырабатываемую мощность. Казахстанские ветроэлектростанции. Малая гидроэнергетика. Энергия морских приливов и другие виды энергетики.

Цель дисциплины: обучение навыкам применения методов компьютерного 3D-моделирования и программирования основных математических алгоритмов для решения физических задач и обработки экспериментальных данных. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. проводить оценку эффективности систем регистрации параметров и управления различными технологическими процессами; 2. интерпретировать, визуализировать результаты 3D-моделирования и обосновать оптимальные параметры моделируемого процесса; 3. исследовать построенную модель на адекватность, полноту и устойчивость по входным параметрам; 4. применять практические приемы определения и численные методы расчета рациональных характеристик объектов; 5. разрабатывать инновационные проекты по развитию, внедрению и коммерциализации новых технологий и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач в области технической и прикладной физики. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Математическая модель. Основные понятия и классификация. Принципы и этапы математического моделирования. Методы решения систем алгебраических уравнений: а) прямые методы (метод Гаусса, метод Крамера); б) итерационные методы (метод итераций, метод Зейделя, метод релаксации); в) итерационные методы вариационного типа; г) методы минимизации функций. Решение нелинейных уравнений (метод простой итерации, метод Ньютона, метод секций, интерполяционные методы). Методы численного интегрирования и дифференцирования. Квадратурные формулы интерполяционного типа. Линейные интегральные уравнения (уравнения Фредгольма, уравнения Вольтера), методы решения (преобразование Лапласа, метод последовательных приближений, метод резольвента, метод сведения к алгебраическому уравнению).

Цель дисциплины: овладение основными методами расчета диффузионного процесса при решении практических задач стационарного и нестационарного диффузионного смешения в многокомпонентных газовых смесях. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать современные достижения в области диффузионного и конвективного тепломассопереноса; 2. раскрывать особенности процесса в сложных системах с диффузионной неустойчивостью (нестабильностью); 3. применять основные методы расчета диффузионного процесса с использованием эффективных коэффициентов диффузии, а также экспериментальные методы исследования многокомпонентной диффузии; 4. определять концентрации газов в бинарных и многокомпонентных смесях; 5. интерпретировать результаты исследований для стационарного и нестационарного диффузионного смешения при решении прикладных задач. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Описание диффузии в многокомпонентных газовых смесях. Уравнения диффузии Стефана-Максвелла. Эффективные коэффициенты диффузии. Особенности многокомпонентной диффузии. Особые режимы смешения при диффузии. Диффузия и неустойчивость механического равновесия в изотермических трехкомпонентных газовых смесях. Нарушение нормального хода диффузионного процесса в некоторых трехкомпонентных газовых смесях. Визуальная конвекция. Метод балластного газа. Циркуляция газа-разбавителя в диффузионном канале при неустойчивости механического равновесия газовой смеси. Численный эксперимент на изоконцентрационные распределения тройных смесей в диффузионных каналах. Инверсия плотности смеси. Анализ на устойчивость механического равновесия изотермических тройных газовых смесей. Границы устойчивой диффузии в трехкомпонентных газовых смесях. Концентрационная конвекция при изотермической диффузии в трехкомпонентных газовых смесях в вертикальных каналах различной формы.

Цель дисциплины: приобретение навыков использования методов моделирования для описания закономерностей технологических процессов и оптимизации параметров исследуемого процесса и объекта. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. описывать процессы тепломассопереноса при горении жидких и твердых топлив в камере сгорания; 2. применять методы оптимизации технологии сжигания топлива с учетом математической и физической модели процессов горения в различных камерах сгорания; 3. оценивать экономическую эффективность технологических процессов и их экологическую безопасность с привлечением инновационных технологий по совершенствованию технологических процессов и оборудования; 4. создавать технологии утилизации отходов и системы обеспечения экологической безопасности производства; 5. проводить моделирование объектов с помощью современных программных средств; формулировать и обосновать техническую и научную новизну полученных результатов моделирования и защитить их приоритет. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Химическое равновесие. Скорость и порядок реакции. Зависимость скорости реакции от давления. Экспериментальное определение порядка реакции. Связь энергии активации с тепловым эффектом реакции. Различные типы воспламенения. Кривые тепловыделения и теплоотвода; графическое решение. Стационарная теория теплового взрыва: разложение экспоненты; решение для плоского сосуда; вид уравнений для цилиндрического и сферического сосудов. Методы оптимизации технологических процессов. Физические модели задачи о горении различных топлив. Особенности горения и режимы горения жидких и твердых топлив. Математические модели процесса горения в камере горения. Основные уравнения о распылении и горении жидкого топлива. Уравнение неразрывности. Уравнение движения и уравнение внутренней энергии.

Цель дисциплины: овладение навыками решения прикладных задач диагностики энерготехнических процессов и оборудования с использованием современных информационных технологий. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем; 2. осуществлять технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования; проводить анализ неисправностей оборудования; 3. управлять процессами энергетических объектов с использованием различных способов оценки и контроля их взаймодействия с окружающей средой; 4. проводить комплексные исследования, испытания и диагностику; анализировать и адекватно описывать различные условия для испытаний, написать техническое задание; 5. применять методы диагностики и мониторинга энерготехнических процессов для расчета и составления прогноза надежности технологических установок. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Фундаментальные закономерности энерготехнических процессов. Методы диагностики энерготехнических процессов. Оценка и расчет основных свойств и параметров надежности систем производства тепловой и электрической энергии. Структурные схемы надежности технических систем и их расчет. Основные методы повышения надежности и примеры использования теории надежности для оценки безопасности систем производства тепловой и электрической энергии. Методология анализа и оценки техногенного риска. Основные качественные и количественные методы оценки риска. Методология оценки надежности, безопасности и риска. Тестовое и функциональное диагностирование. Нормативные документы, определяющие допустимый уровень взаимодействия процессов энергетических объектов с окружающей средой и их последствий.

Цель дисциплины: изучение оптимальных моделей с использованием основных принципов феноменологической теории необратимых процессов. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать специальную, научную, справочную и методическую литературу в области неравновесной термодинамики; 2. использовать основные законы неравновесной термодинамики и статистической физики; описывать равновесное состояние макроскопических систем и квазистационарных процессов; 3. применять принцип Ле-Шателье при проверке на устойчивость стационарных состояний; 4. выбирать модели для описания необратимых процессов, приближенные к термодинамическому равновесию; 5. использовать полученные научные результаты, методики и технологии при решении технических задач в термодинамике необратимых процессов. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Основные положения термодинамики необратимых процессов. Принцип локального равновесия. Уравнение баланса в общем виде. Энтропия неравновесных систем. Уравнение баланса для энтропии. Критерий эволюции для равновесных и неравновесных состояний. Критерий эволюции стационарных состояний систем, далеких от равновесия. Теорема Глэнсдорфа-Пригожина. Термодинамика линейных необратимых процессов. Основная формула макроскопической термодинамики необратимых процессов. Линейная теория Онсагера. Принцип микроскопической устойчивости неравновесных состояний обратимости. Принцип Кюри. Устойчивость стационарных состояний и принцип Ле-Шателье. Флуктуации и границы применимости термодинамического метода.

Цель дисциплины: освоение магистрантами современных методов низкотемпературных исследований и методов расчета их характеристик для классических схем организации криогенных рефрижераторов и ожижителей. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. интерпретировать современные проблемы криогенной техники с учетом потребностей промышленности; 2. проводить расчетно-экспериментальные работы по анализу характеристик низкотемпературных приборов и осуществлять градуировку низкотемпературных датчиков; 3. определять тепловые нагрузки на элементы технологических процессов в энергетике и криотехнологии; 4. конструировать и изготавливать основные узлы криогенно-вакуумных систем, использовать жидкий азот для получения криогенного вакуума; 5. применять методы математического и компьютерного моделирования для оптимизации параметров процессов при низких температурах с использованием пакетов прикладных программ COMSOL. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Особенности измерений при низких температурах. Газовая термометрия с реальным газом. Конструкции газовых термометров, их характеристики. Применение газового термометра в криофизическом эксперименте. Термометры сопротивления на основе полупроводников. Физические основы охлаждения и получения низких температур Термомеханические эффекты. Изоэнтропное расширение. Дросселирование сжатого газа. Эффект Джоуля-Томпсона. Основы вакуумной техники. Криовакуумная техника. Классификация крионасосов и принцип работы. Требования, предъявляемые к идеальному насосу. Коэффициенты массообмена (коэффициент прилипания и конденсации). Средства измерения вакуума и течения. Специфика измерения вакуума при низких температурах. Эффект Кнудсена.

проводить экспертизу технической документации, формировать заявку для научно-исследовательских проектов с составлением календарных планов, технических спецификаций и отчетов на казахском, русском и английском языках.

разрабатывать предложения по совершенствованию технологических процессов и оборудования с привлечением инновационных технологий на основе оценки экономической эффективности технологических процессов и их экологической безопасности.

проводить оценку состояния научно-технической проблемы, постановки цели и задач с целью совершенствования и повышения эффективности технологических процессов в области инженерной физики с использованием инструментов риск-анализа инновационной деятельности.

применять физико-математические методы, методы компьютерного 3D-моделирования для создания инновационных проектов по развитию, внедрению и коммерциализации новых технологий и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач в области технической и прикладной физики.

использовать модели Фойхта и Максвелла для расчета характеристик вязкоупругих материалов с помощью инструментальных и программных средств MATLAB при описании процессов тепломассопереноса в сложных инженерных объектах; создавать технологии утилизации отходов и системы обеспечения экологической безопасности производства.

моделировать производственные процессы и выполнять инженерные и технико-экономические расчеты для оптимизации параметров объектов и процессов с использованием пакетов прикладных программ ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphysics; определять тепловые нагрузки на элементы технологических процессов в энергетике и криотехнологии.

формировать научное познание у магистрантов в области технической физики; разрабатывать учебно-методические комплексы профильных дисциплин для преподавания с учетом современных требований педагогики высшей школы, педагогических основ проведения инновационного образовательного процесса и психологии управления.

осуществлять контроль по наладке, настройке и опытной проверке технических приборов, систем и комплексов с выбором систем, обеспечивающих требуемую точность измерений; применять методы диагностики и мониторинга энерготехнических процессов для расчета и составления прогноза надежности технологических установок.

управлять работой творческого коллектива при разработке инновационного проекта для достижения поставленной научной цели, критически оценивая экономические затраты, качество и результативность труда коллектива в производственной деятельности; проявлять креативность при решениях различных ситуаций и принимать ответственность за эти решения.

проводить анализ научно-технической информации с использованием отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования и информационных технологий для поиска, обработки, передачи новой информации и проведения различных типов занятий для традиционных и дистанционных форм обучения с применением современных интерактивных методов и форм обучения.

интерпретировать и обобщать результаты научных исследований, готовить отчеты, презентации и научные публикации с представлением практических рекомендаций по внедрению полученных результатов в производство.

проводить энергосберегающие мероприятия и методы оценки экономии энергетических ресурсов при производстве, распределении и потреблении электрической и тепловой энергии; реконструировать и модернизировать источники энергии при формировании основных стратегических направлений в электроэнергетической отрасли.