228-0214/02 – Algoritmizace inženýrských výpočtů (AIV)

Garantující katedraKatedra stavební mechanikyKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFASTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BRO12 doc. Ing. Jiří Brožovský, Ph.D.
KOK0017 Ing. Jiří Koktan
KRE13 prof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.
LEH061 Ing. Petr Lehner
MIC60 Ing. Vladimíra Michalcová, Ph.D.
SUC14 Ing. Bc. Oldřich Sucharda, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Předmět je zaměřen na prohloubení: • znalostí využití programového systému Matlab k tvorbě inženýrských aplikací, • zvládnutí základních metod numerické matematiky a jejich uplatnění při řešení úloh stavební mechaniky, • prohloubení znalostí programování a tvorby algoritmů.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Kurz je zaměřen na pokročilé využití výpočetní techniky pro účely inženýrských úloh a na prohloubení teoretických základů v oblasti stavební mechaniky. Předpokladem je znalost práce s výpočetní technikou z hlediska uživatele, základy práce s tabulkovými procesory, základy numerické matematiky a programování.

Povinná literatura:

1. Krejsa, M., Algoritmizace inženýrských výpočtů, učební texty v obrazovkové verzi i ve verzi pro tisk, VŠB-TU Ostrava, 2011. 2. Ralston, A. Základy numerické matematiky. 1. vydání. Academia, Praha, 1973. (635 s). 3. Wirth, N., Algoritmy a štruktúry údajov. 1. vydanie. Alfa, vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, Bratislava, 1988. (488 s). 4. Algoritmus. Webové stránky zaměřené na tvorbu algoritmů. [on-line]. .

Doporučená literatura:

1. Teplý, B., Šmiřák, S.: Pružnost a plasticita II, skripta VUT v Brně, 1993. 2. Rektorys, K. a kol.: Přehled užité matematiky I a II, 7. rozšířené a doplněné vydání, Prometheus, Praha, 2000. 3. Krček, B. - Kolomazník, I. : Algoritmy a datové struktury. Elektronické učební texty VŠB, Ostrava 2007. ( http://mdg.vsb.cz/M ) 4. Krček, B. - Kolomazník, I. : Algoritmizace a programování v Delphi. Skriptum VŠB, Ostrava 2006. 5. Mika, S. Numerické metody algebry. Matematika pro vysoké školy technické. 2. vydání. SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha, 1985. (176 s). 6. Olehla, M., Tišer, J., Praktické použití Fortranu. 2. upravené vydání. Nakladatelství dopravy a spojů, Praha, 1979. (432 s). 7. Materna, A., Štěpánek, P., Teplý, B., Automatizace inženýrských úloh. Skriptum. Vysoké učení technické v Brně, 1985. (132 s).

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Minimálně 70% účast na cvičeních. Absence v rozsahu maximálně 30% musí být omluvena a omluva musí být vyučujícím akceptována (o důvodnosti omluvy rozhoduje vyučující). Průběžné odevzdávání úkolů zadaných na cvičení v termínech stanovených vyučujícím.

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
228-0203 SSKII Statika stavebních konstrukcí II Povinná
228-0211 PPII Pružnost a plasticita II Doporučená
714-0268 BcM3 Matematika III Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky 1. Úvod do práce s programovým systémem Matlab: zadání proměnných, vektory a matice, správa proměnných, grafický výstup, vytvoření skriptu. 2. Základy algoritmizace: Vlastnosti algoritmu, elementární algoritmy. 3. Výpočet hodnot funkcí: Výpočet hodnoty polynomu, tabelace a graf funkce, určení extrému diskretizované funkce. 4. Řešení nelineárních algebraických rovnic: Iterace, iterační metody řešení nelineárních algebraických rovnic. 5. Metody pro třídění souboru prvků: Bublinkové třídění, třídění přímým výběrem minima, třídění přímým vkládáním, rychlé řazení, Shellovo řazení. 6. Řešení soustav lineárních rovnic: přímé metody řešení soustav lineárních rovnic - řešení trojúhelníkové soustavy, Gaussova a Gauss-Jordanova eliminační metoda, LU a Choleského rozklad. 7. Řešení soustav lineárních rovnic: ierační metody řešení soustav lineárních rovnic - Jacobiho iterace, Gauss-Seidelova iterační metoda, řídké a pásové matice, metoda sdružených gradientů. 8. Numerická integrace určitého integrálu: obdélníková, lichoběžníková, Simpsonova a Rombergova metoda numerické integrace, adaptivní integrace, Gaussova metoda. 9. Numerická derivace, řešení jednoduchých diferenciální rovnic. 10. Algoritmizace úloh stavební mechaniky metodou sítí, aplikace na nosník na pružném podloží. 11. Rovinný problém: algoritmizace řešení metodou sítí. 12. Nosná deska: algoritmizace řešení metodou sítí. 13. Stabilita prutů a prutových konstrukcí: přehled metod řešení, algoritmizace vybraných úloh. Cvičení 1. Seznámení s uživatelským prostředím systému Matlab, definice a správa proměnných, graf funkce. Tvorba elementárního algoritmu s využitím logického rozhodování. 2. Výpočet hodnot polynomu, tabelace funkce, určení ohybové čáry staticky neurčitého nosníku. 3. Výpočet hodnoty funkce s využitím Taylorova rozvoje. Rekurentní vzorec, zakončovací podmínka iterace. 4. Stanovení největšího průhybu na ohýbaném staticky neurčitém nosníku. 5. Stabilitní řešení přímého prutu – numerické řešení. 6. Třídění náhodně vygenerovaného pole, práce s textovými soubory. 7. Přímé řešení soustav lineárních rovnic. Inverzní matice. Určení reakcí a vnitřních sil příhradového nosníku. 8. Iterační metody řešení soustav lineárních rovnic, řešení soustav lineárních rovnic s řídkou a pásovou maticí soustavy. 9. Numerická integrace určitého integrálu. Stanovení těžiště oblouku. 10. Numerická derivace a řešení jednoduché diferenciální rovnice. 11. Aplikace řešení nosníku na pružném podloží metodou sítí. 12. Aplikace řešení nosné stěny metodou sítí. 13. Aplikace nosné desky metodou sítí.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2010/2011 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  18
        Zkouška Zkouška 65  18
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2018/2019 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2017/2018 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2016/2017 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2015/2016 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2013/2014 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2010/2011 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku