470-4502/01 – Numerické metody II (NM2)

Garantující katedraKatedra aplikované matematikyKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
LUK76 doc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+10

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Kurz seznámí studenty se základními principy formulace okrajových a počátečních úloh a s matematickým odvozením metody konečných prvků. Pozornost je věnována i počítačové realizaci a analýze přesnosti metody. Získané teoretické základy umožňují jak kvalifikované posouzení výsledků získaných dostupnými softwarovými nástroji tak i další rozvoj metody.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

V kurzu jde o popis metody konečných prvků a jejího použití pro řešení okrajových a počátečních úloh vznikajících při matematickém modelování fyzikálních procesů, např. úloh vedení tepla, pružnosti a podobně.

Povinná literatura:

K. Rektorys: Variační metody v inženýrských problémech a v problémech matematické fyziky, SNTL Praha 1974. C. Johnson: Numerical solution of partial differential equations by the finite element method, Cambridge Univ. Press, 1995

Doporučená literatura:

C. Johnson: Numerical solution of partial differential equations by the finite element method, Cambridge Univ. Press, 1995

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Matematická formulace okrajových a počátečních úloh popisujících fyzikální procesy. Výhody matematického modelování a správné použití matematických modelů. Matematická formulace v případě 2D a 3D úloh. Variační (slabá) formulace úloh. Energetický funkcionál a energetická formulace. Existence a hladkost řešení. Ritzova - Galerkinova (RG) metoda. Metoda konečných prvků pro 1D úlohy. Metoda konečných prvků pro 2D a 3D úlohy. Počítačová realizace MKP. Technika referenčního prvku. Izoparametrické konečné prvky. Přesnost řešení metodou konečných prvků. Apriorní odhad diskretizační chyby. Aposteriorní odhady. Návrh sítě pro MKP, adaptivní techniky a optimální sítě. Nekonformní a smíšené techniky. Nelineární úlohy. Cvičení: Odvození matematické formulace okrajových a počátečních úloh popisujících různé fyzikální procesy. Variační (slabá) formulace úloh. Využití Ritzovy - Galerkinovy metody. Metoda konečných prvků - elementární formulace. Metoda konečných prvků - algoritmizace. Počítačová realizace, pre a postprocessing. Řešení vybraných úloh a sledování diskretizační chyby. Použití komerčního software. Projekty: 1.Studium diskretizační chyby MKP pomocí numerických experimentů. 2.Implementace MKP pro 1D úlohy s difúzním a konvektivním členem.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  15
        Zkouška Zkouška 70  21 3
Rozsah povinné účasti: Účast na tutoriálech je doporučena.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2024/2025 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S01) Aplikovaná matematika NMS K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika (S02) Výpočetní metody a HPC VM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2019/2020 letní
2017/2018 letní
2016/2017 letní
2015/2016 letní
2014/2015 letní
2012/2013 letní