7M05405 Механика и энергетика в КазНУ им. аль-Фараби

Дисциплины

• Динамика жидкости

  Целью дисциплины является обучение магистрантов математической интерпретации фундаментальных законов природы (законы сохранения массы, энергии, импульса и др.) для установления закономерностей течения жидкости. Курс охватывает основные законы сохранения физических величин, теоретические аспекты для рационального выбора модели жидкости или газа для исследования необходимого явления, а также анализ выбора подходящий метод решения поставленной задачи.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Пакет прикладных программ для задач энергетики

  Цель дисциплины в формировании профессиональных компетенций использования пакетов программ для решения задач энергетики, в том числе моделирования процессов тепло и массопереноса, хранения энергии, а также оценки производительности систем тепло- и электроэнергетики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Педагогика высшей школы

  Цель дисциплины: сформировать способность к педагогической деятельности в вузах и колледжах на основе знаний дидактики высшей школы, теории воспитания и менеджмента образования, анализа и самооценки преподавательской деятельности. Учебный курс направлен на изучение тенденций развития образования и Болонского процесса. Курс поможет овладеть преподавательским и кураторским мастерством, различными стратегиями и методами обучения и воспитания.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• История и философия науки

  Цель дисциплины - рассматривается на основе исторической динамики и в исторически изменяющемся социокультурном контексте. Знакомит с проблемами феномена науки, являющегося предметом специального философского анализа, формирует знания об истории и теории науки, закономерностях развития науки и структуре научного знания, особенностях науки как профессии и социального института, роли науки в развитии общества.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Математические основы решения инженерных задач

  Целью дисциплины является повышение математической грамотности обучающихся и формирование профессиональных навыков применения имеющихся знаний для решения инженерных задач. Курс включает основные математические модели для описания инженерных задач, методы их решения и использование методов визуализации и статического анализа для обработки результатов для разработки практических рекомендаций и заключения.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Термодинамика энергетических систем

  Целью дисциплины является закрепление студентами фундаментальных основ термодинамики и развитие навыков их применения для исследования термодинамических процессов. В рамках курса студенты ознакомятся с физическими основами термодинамических процессов, основными понятиями и законами термодинамики и научатся применять современные методы анализа термодинамических процессов для решения практических задач.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Прикладные задачи теории фильтрации

  Цель дисциплины в формировании компетенций по теории фильтрации и овладение навыками решения приложений для добычи металлов методом подземного скважинного выщелачивания. Содержание дисциплины: Основные понятия и уравнения теории фильтрации (ТФ). Законы сохранения массы и импульса при фильтрации в пористой среде, закон Дарси. Вывод дифференциальных уравнений фильтрации. Фильтрация несжимаемой жидкости в недеформируемой пористой среде. Моделирование процесса технологии добычи металлов методом подземного скважинного выщелачивания.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Прикладные задачи механики и энергетики

  Целью дисциплины является формирование у магистрантов системных знаний и профессиональных компетенции по изучению прикладных задач механики и энергетики с помощью пакетов программ. В результате изучения дисциплины студенты освоят пакеты программ для изучения ключевых явлений и процессов прикладных задач механики и энергетики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Психология управления

  Цель дисциплины: сформировать способность применять важнейшие аспекты сферы управления в процессе профессионального становления. В рамках курса раскрываются предмет, основные принципы психологии управления, личность в управленческих взаимодействиях, управление поведением личности, психология управления групповыми явлениями и процессами, психологические особенности личности руководителя, индивидуальный стиль управления, психология влияния в управленческой деятельности, управление конфликтными ситуациями.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Высокопроизводительные вычисления для энергетических систем

  Дисциплина нацелена формирование знаний и компетенций, позволяющих применять высокопроизводительные реализации известных методов вычислительной математики, анализа и обработки данных для решения энергетических систем. По освоении дисциплины магистрант будет знать теоретические аспекты распараллеливания алгоритмов; реализации многопоточных вычислений и вычислений на графических процессорах.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Численный анализ

  Целью настоящей дисциплины является обучение магистрантов современным методам разработки и применения на практике методов решения проблем механики и энергетики. В рамках курса студенты освоят классификацию типов дифференциальных уравнений и соответсвующие методы их решения на примере реальных задач, а также анализ численных алгоритмов с точки зрения устойчивости и сходимости.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Иностранный язык (профессиональный)

  Цель дисциплины: сформировать практические навыки в различных видах речевой деятельности на иностранном языке. Учебный курс формирует способность воспринимать, понимать и переводить информацию в современном глобальном пространстве, участвовать в научных мероприятиях для апробации собственных исследований. Дисциплина направлена на совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методы исследования сжимаемых жидкостей

  Целью дисциплины является изучение основных физических свойств жидкостей и газов, общих законов и уравнений статики, кинематики и динамики жидкостей и газов; особенностей физического и математического моделирования течений сжимаемых потоков жидкостей для широкого круга задач энергетики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Организация и планирование научных исследований (англ.)

  Цель дисциплины: сформировать способность самостоятельно вести научный поиск, ставить конкретные научные задачи и знать методы и приемы их решения для создания научной работы. Дисциплина изучает: формы и методы планирования, организации и оформления научных статей и диссертации; формы обобщения результатов научных исследований в презентациях, выступлениях, проектах, статьях.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Численные методы

  Целью дисциплины является формирование у магистрантов навыков применения современных численных методов высокого порядка точности для решения задач механики и энергетики, в том числе в сложных областях. В рамках курса магистранты научатся ставить реализации современных численных методом для задач механики и энергетики.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Вычислительные методы для турбулентных течений

  Цель дисциплины состоит в формировании знаний и профессиональных компетенции у обучающихся по вычислительным методам для турбулентных течений, в ознакомлении магистрантов с основными положениями теории турбулентных течений и методами математического моделирования их основных статистических характеристик.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Турбулентность и горение

  Целью дисциплины является формирование у магистрантов навыков исследования турбулентных течений и процесса горения в энергетических системах. В рамках курса студенты получат системные знания в области турбулентности и понимание физических механизмов процесса горения в энергетических системах; научатся формулировать, адаптировать и применять модели для исследования турбулентных течений и процессов горения, а также осуществлять расчеты тепловой энергии при горении и избыточного давления при взрыве.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Моделирование реагирующих течений

  Цель дисциплины состоит в формировании знаний и профессиональных компетенции у обучающихся в области моделировании реагирующих течений, в освоении законов гидродинамики и основных методов моделирования реагирующих течений, научить их понимать основные уравнения и фундаментальные аксиомы, гипотезы и современные подходы в моделировании химически реагирующих течений, а также ознакомить студентов с основными реагирующими течениями с практическими примерами.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Моделирование многофазных течений

  Цель курса обучение магистрантов фундаментальным основам многофазных течений для задач механики и энергетики, В рамках курса будут изучены методы аналитического и численного анализа, а также экспериментальным методам исследования многофазных течений (газовой, твердой и жидкой).

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Методы подобия и размерности в механике

  Цель дисциплины состоит в формировании знаний и профессиональных компетенции у обучающихся по теории подобия и размерностям в механике. Будут рассмотрены: система определяющих безразмерных параметров, теория размерности, теория подобия, размерные и безразмерные величины, основные и производные единицы измерения, формула размерности, числа подобия, динамическое подобие, моделирование физических процессов.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Нанотехнологии

  Цель дисциплины состоит в формировании знаний и профессиональных компетенции у обучающихся в области нанотехнологии, ознакомление с основными методами измерения, исследования, получения и модификации структур имеющие размеры 0,1 – 100 нм, а также фундаментальными знаниями для исследования течений в наномасштабах.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Моделирование термодинамических систем

  Цель дисциплины заключается в овладении современными методами исследования задач механики и энергетики на основе принципов термодинамики. В рамках курса магистранты освоят пакеты программ для исследования физических основ термодинамических процессов для определения оптимальных режимов работы термодинамических систем.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• оценить значение механики в науке и инженерии, учитывая её историческое развитие, ключевые подходы и методы, а также будущие тенденции и современные направления этой области;
• применять методы подобия и размерности при математическом моделировании задач механики и энергетики, компьютерное моделирование для решения современных проблем в этих областях с последующей визуализацией и анализом процессов, происходящих в исследуемом объекте;
• описывать современные проблемы механики и энергетики, имея фундаментальные и прикладные знания в основных разделах механики и современных их направлениях, в особенности в термодинамике и тепломассопереносе, используя традиционные аналитические и численные методы решения ряда теоретических и прикладных задач;
• проводить экспериментальные исследования и анализ данных в области механики и энергетики, используя современные лабораторные установки и инструменты, методы анализа больших данных с помощью нейронных сетей и искусственного интеллекта;
• анализировать задачи динамики жидкости в различных энергетических установках с применением системы уравнений Навье-Стокса для сжимаемых, несжимаемых, двухфазных и реагирующих течений, учитывая теплообмен, массообмен, электрохимические превращения, турбулентность, магнитное поле и другие физические эффекты, используя численные методы и современные инструменты машинного и глубокого обучения на основе парадигмы физически-информированных нейронных сетей (Physics Informed Neural Network);
• решать задачи течения жидкости в пористых средах (подземной гидродинамики) с применением высокопроизводительных вычислительных технологий для существующих проблем добычи ископаемых ресурсов, гидрогеологии и геотермальной энергии;
• применять основные численные методы для решения задач турбулентных течений, химически реагирующих течений и многофазных течений путем применения пакетов прикладных программ, а также базовых алгоритмов расчета таких течений, учитывающих теорию химической кинетики, осредненных уравнений Навье-Стокса RANS, прямого моделирования DNS, усреднений по LES, теорию двухфазного теплообмена при кипении и конденсации;
• применять современные методы статистического анализа полученных численных и экспериментальных больших данных, обработки и анализа полученных результатов, оптимизации и параметрического анализа энергетических систем, технико-экономического анализа, термодинамического и экологического анализа, а также методы прогнозирования с помощью искусственного интеллекта;
• участвовать в научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектах по выбранной научной теме, повышая научную результативность, публикационную активность, применяя национальные и международные базы данных, методологию научных исследований, соблюдая этические нормы и правовые акты в области науки, используя знание английского языка и развивая интерес студентов бакалавриата к научно-исследовательской деятельности;
• проводить лабораторные, семинарские и практические занятия по дисциплинам механики и энергетики с использованием современных цифровых технологий и практико-ориентированных методов, учитывая современные тенденции, принципы студентоцентрированного обучения и разработанные учебно-методические материалы, интегрирующие образование, науку и инновации;
• проводить учебно-методическую работу, развивая методическую компетентность и повышая квалификацию, творчески применяя знания педагогики и психологии высшей школы, современные и инновационные технологии обучения, интегрируя психолого-педагогические и предметные знания, соблюдая нормативные акты в области высшего образования;
• развивать образовательную среду и организационную культуру в соответствии с политиками ОВПО, способствуя гражданской и профессиональной активности обучающихся, формируя интерес к профессии, соблюдая принципы академической честности и антикоррупционной деятельности. Использовать инструменты педагогического менеджмента, учитывать возрастную психологию, применять педагогическую аксиологию и концепцию продвижения глобальных и национальных ценностей среди молодежи и в обществе.