| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Numerikus hőtranszport | |||
|
Numerical methods of heat transport
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEENNGNH | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 1 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | kapcsolt | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Kovács Róbert Sándor | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | kovacsrobert@energia.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék | |||
| http://www.energia.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | http://energia.bme.hu/~kovacsrobert/BMEGEENGNH | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelezően választható | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
A tantárgya célja, hogy megismertesse a hővezetési feladatok matematikai és fizikai leírását, annak műszaki problémákra való felhasználását. Tárgyalja azon anyagi paraméterek jelentését amelyek a hővezetési folyamatok leírásához szükségesek. Bemutatja a hővezetési folyamatokat leíró közönséges és parciális differenciálegyenletek numerikus megoldási lehetőségeit, hangsúlyt fektetve azok előnyeire és hátrányaira. A konkrét hőtechnikai jelenségeken és a hozzájuk kapcsolódó műszaki feladatokon túlmenően általánosan hasznos modellezési és problémamegoldási ismereteket nyújt.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Ismeri a hővezetés, mint jelenség fizikai és matematikai hátterét. Ismeri a hővezetési feladatokhoz tartozó peremfeltételeket. Tájékozott a hőtechnikai számításokhoz szükséges anyagi paraméterek és jelentésüket illetően. Ismeri az 1 és 2 dimenziós, állandósult állapotú hővezetési jelenség analitikus megoldását. Érti a végesdifferenciákra épülő numerikus módszert. Tisztában van a véges térfogatokra épülő numerikus módszerekkel. Tudomása van a végeselemes módszerek előnyeiről és hátrányairól. Tisztában van a numerikus sémák stabilitási tulajdonságaival. Érti az anyagi paraméterek hőmérsékletfüggésének numerikus módszerekben való figyelembevételét. Birtokában van a hőtechnikai számításokhoz szükséges szemléletnek.
Képesség
Feltárja a megoldáshoz szükséges matematikai eszközöket. Az összegyűjtött információk alapján elemzi az összetett hőtechnikai feladatok megoldási menetét. A többféle megoldási lehetőség közül kiválasztja a feladathoz illő legjobb utat. Képes a valós rendszerek absztrakt hőátviteli modellekkel történő leírására. Hőtechnikai rendszerek és folyamatok többszempontú analízisét végzi. Kritikailag értékeli a kapott numerikus és analitikus megoldásokat. Különbséget tesz különböző numerikus módszerek között. Képes a numerikus megoldások alapszintű programozási ismereteinek elsajátítására. Megoldja a nagy számításigényű hőtechnikai feladatokat. Képes gondolatait rendezett formában szóban és írásban kifejezni, a vonatkozó szakzsargont következetesen használni.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti a numerikus módszerekkel kapcsolatos tudását. Nyitott a matematikai programozási eszközök használatára. Törekszik a hőfizikai feladatmegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit. Kialakítja magában a hőfizikai problémák megoldásához szükséges szemléletmódot. Eredményeit a szakmai szabályainak megfelelően publikálja. Véleményét és nézeteit másokat nem sértve közzéteszi.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz. Elkötelezett az elvárható legmagasabb szintű munkavégzésre. Önállóan végzi a hőtechnikai modellezési feladatokat. Csapat részeként támogatja a hatékony munkavégzést.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása részben előadás, részben pedig számítógépes labor jellegű. Az előadások során a legfontosabb elméleti fogalmak és matematikai elemek kerülnek ismertetésre, amelyet a labor jellegű, számítógépes foglalkozások során teljes egészében ki kell használni. A számítógépes gyakorlatok során az ANSYS környezetben való munka elsajátítása részben önállóan, részben pedig az oktatóval közösen történik. Az így elsajátított ismereteket mélyíti el a félév végén kötelezően elkészítendő házi feladat, amely teljesen önálló gondolkodást és munkavégzést igényel.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
H. K. Versteeg, W. Malalasekera: An Introduction to Computational Fluid Dynamics, Second Edition, 2007, ISBN: 978-0-13-127498-3
M. M. Woolfson, G. J. Pert: An Introduction to Computer Simulation, Oxford University Press, New York, 1999, ISBN 0 19 850423 3
Jegyzet
Kovács Róbert, Józsa Viktor: Bevezetés a numerikus módszerekbe, Akadémiai Kiadó, várható megjelenés: 2019
Online elérhető tanulástámogató anyag
ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/
http://energia.bme.hu/~kovacsrobert
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2019. szeptember 1. |
| Hatályosság vége: | 2027. július 15. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése egy évközi írásbeli teljesítményértékelés és egy részteljesítmény értékelés alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat egyrészt a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani, másrészt a szükséges lexikális ismereteket kéri számon a teljesítményértékelés során, a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc. A részteljesítmény értékelés (házi feladat): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg készített házi feladat.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az összegző értékelés együtt vizsgálja és méri fel a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit. Ennek megfelelően az összegző értékelés a kijelölt elméleti ismeretanyag elsajítítottságát, valamint a gyakorlaton szerzett ismeretek meglétét és képességek alkalmazását mérik fel. A teljesítmény értékelés legalább 50%-os teljesítése a félév sikeres abszolválásának a kritériuma. A teljes pontszámba 60%-al számít be az így elért eredmény. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, projekt jellegű, komplex | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A részteljesítmény értékelés alapvető célja az attitűd, valamint az autónómia és felelősség kompetenciacsoportba tartozó tanulási eredmények meglétének vizsgálata. Ennek módja egy önállóan választott hőfizikai vagy áramlástani folyamat numerikus modellezése és a kapott eredmények dokumentációban történő összefoglalása. A házi feladat az eredmények prezentálásával zárul le. A teljes pontszámba 40%-al számít be az így elért pontszám. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 60 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 40 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 72 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 65 % - 72 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 50 % - 65 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 50 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az érték hiánya az előadások esetében azt jelenti, hogy nincs jelenléti követelmény.
A laboratóriumi gyakorlatok legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések csak ÖSSZEVONTAN javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás összevont formában lehetséges | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| több eredmény közül a hallgató számára kedvezőbbet kell figyelembe venni | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
| El nem végzett laboratóriumi gyakorlatok teljesítése: | ||
| az el nem végzett laborgyakorlatok a szorgalmi időszakban kijelölt pótlási alkalommal kötelezően elvégzendők | ||
| Hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laboratóriumi gyakorlatok ismétlése: | ||
| a hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laborgyakorlat a hibás rész kijavított formában történő benyújtásával teljesíthető | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| felkészülés a laboratóriumi gyakorlati foglalkozásokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 30 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 12 |
| összesen | 114 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2019. szeptember 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2027. július 15. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a műszaki szakterület műveléséhez szükséges általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
- Ismeri a műszaki szakterület alapvető jelentőségű elméleteit, összefüggéseit és az ezeket felépítő terminológiát.
- Ismeri és érti a számítógépes modellezés és szimuláció gépészeti szakterülethez kapcsolódó eszközeit és módszereit.
Képesség
- Műszaki szakterületen felmerülő problémák megoldásában képes alkalmazni a megszerzett általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
- Képes az adott műszaki szakterület elméleteit és az azokkal összefüggő terminológiát a problémák megoldásakor innovatív módon alkalmazni.
- Felkészült a gépészeti rendszerek és folyamatok üzemeltetése során gyűjtött információk feldolgozására és rendszerezésére, elemzésére, következtetések levonására.
Attitűd
- Felvállalja a műszaki szakterülethez kapcsolódó szakmai és etikai értékrendet.
- Törekszik a műszaki szakterülettel összefüggő új módszerek és eszközök fejlesztésében való közreműködésre. Hivatástudata elmélyült.
- Munkája során vizsgálja a kutatási, fejlesztési és innovációs célok kitűzésének lehetőségét és törekszik azok megvalósítására.
Önállóság és felelősség
- Önállóan képes mérnöki feladatok megoldására.
- Vállalja a felelősséget az irányítása alatt zajló részfolyamatokért.
- Munkatársait és beosztottjait felelős és etikus szakmagyakorlásra ösztönzi.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |