Semestr zimowy 2013/14
Semestr zimowy 2014/15
Wybrane zagadnienia elektrodynamiki technicznej ES3CO3302
Program szczegółowy wykładów
1. Przestrzenie Banacha. Operatory liniowe. Przestrzenie Hilberta. Ortogonalność i rzut ortogonalny. (4 godz.)
2. Przybliżone rozwiązywanie zagadnień brzegowych elektrodynamiki opisywanych równaniami różniczkowymi. Ogólny opis metody reszt ważonych oraz jej realizacji: metoda kollokacji w punktach, metoda kollokacji w podobszarach, metoda najmniejszych kwadratów, metoda Galerkina. (2 godz.)
3. Funkcjonał energetyczny. Metody wariacyjne: Ritza, Kantorowicza. (2 godz.)
4. Ogólne postaci układów równań algebraicznych, powstających w wyniku zastosowania omówionych wyżej metod. Implementacja komputerowa. (2 godz.)
5. Przybliżone rozwiązywanie zagadnień brzegowych elektrodynamiki opisywanych równaniami całkowymi. Metoda Trefftza. (2 godz.)
6. Najbardziej popularne strategie przybliżonej analizy złożonych zagadnień brzegowych: dyskretyzacja obszaru (metoda elementów skończonych), dyskretyzacja brzegu (metoda elementów brzegowych), dyskretyzacja operatora (metoda różnic skończonych). (4 godz.)
7. Zagadnienia inżynierskie. Realizacja ekranowania i połączeń wyrównawczych w instalacjach niskiego napięcia. Realizacja ekranów dla pracy w szerokim paśmie częstotliwości. Ekrany ażurowe (siatkowe). Jakość połączeń, korozja elektrolityczna. Przypadkowe i intencjonalne zakłócenia elektromagnetyczne. (4 godz.)
Program szczegółowy ćwiczeń
1. Rozwiązywanie metodami przybliżonymi przykładów z zakresu elektrodynamiki. Ilustracja metod: kollokacji w punktach, kollokacji w podobszarach, najmniejszych kwadratów, Galerkina. (2 godz.)
2. Ilustracja metody wariacyjnej Ritza. (2 godz.)
3. Ćwiczenia z wykorzystaniem komputera: pisanie w języku wysokiego poziomu (Maxima) własnych prostych procedur wykorzystujących omawiane metody na przykładzie linii długiej przy wymuszeniu napięciem stałym. Zadanie domowe. (6 godz.)
Rodzaj przedmiotu
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Doktorant, który zaliczył przedmiot:
EK1 - ma zaawansowaną wiedzę o charakterze podstawowym w zakresie elektrodynamiki technicznej;
EK2 - ma dobrze podbudowaną teoretycznie wiedzę o charakterze szczegółowym, związaną z metodami przybliżonymi elektrodynamiki technicznej, której źródłem są w szczególności publikacje o charakterze naukowym, obejmującą najnowsze osiągnięcia nauki;
EK3 - potrafi efektywnie pozyskiwać informacje związane z elektrodynamiką techniczną z różnych źródeł, także w językach obcych oraz dokonywać właściwej selekcji i interpretacji tych informacji;
EK4 - potrafi rozwiązywać złożone zadania i problemy związane z elektrodynamiką techniczną;
EK5 - rozumie i odczuwa potrzebę ciągłego dokształcania się, podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych, analizowania najnowszych osiągnięć związanych z elektrodynamiką techniczną;
EK6 - potrafi myśleć i działać w sposób niezależny i kreatywny, potrafi poszukiwać nowych postaci przybliżonych rozwiązań zadań elektrodynamiki.
Kryteria oceniania
Doktorant, który otrzymuje ocenę dostateczny (3), powinien:
– wykonać zadanie domowe w postaci oprogramowania wspomagającego rozwiązanie wskazanego zadania (pakiet Maxima);
– potrafić poprawnie używać terminologii analizy funkcjonalnej, związanej z metodami rozwiązywania zagadnień brzegowych elektrodynamiki technicznej;
– wykazać znajomość podstaw najważniejszych metod przybliżonych omawianych podczas zajęć oraz opisanych we wskazanych przez prowadzącego pozycjach literaturowych;
– wykazać znajomość informacji zawartych w wybranych innych źródłach;
– wykazać zrozumienie ważności zagadnień elektrodynamiki technicznej, również w przypadku gdy jego własna praca nad przygotowaniem rozprawy doktorskiej nie jest związana z wykorzystaniem omawianych zagadnień;
– potrafić opisać zasady konstruowania różnych zestawów funkcji bazowych.
Doktorant, który otrzymuje ocenę dobry (4), powinien ponadto:
– dobrze udokumentować wykonanie zadania domowego (pisemne sprawozdanie);
– ściśle omawiać podstawowe pojęcia analizy funkcjonalnej;
– wykazać znajomość zagadnień ekranowania i powiązania ich z problemami wyrównywania potencjałów i uziemiania w obiektach budowlanych;
Doktorant, który otrzymuje ocenę bardzo dobry (5), powinien ponadto:
– potrafić krytycznie przedyskutować zalety i wady oraz możliwe zastosowania metod obliczeniowych omawianych podczas zajęć;
– wykazać ponadprzeciętną aktywność podczas zajęć oraz dążenie do sporządzenia bardzo dobrej dokumentacji z przebiegu zajęć;
Niecałkowite spełnienie warunków do otrzymania oceny dobrej albo bardzo dobrej skutkuje wystawieniem oceny pośredniej: dostateczny plus (3,5) albo dobry plus (4,5).
Literatura
1. Bathe K. J.: Finite element procedures. Prentice-Hall, 1996.
2. Harrington R. F.: Field computation by moment methods. New York, IEEE Press, 1993.
3. Reddy J. N.: Energy principles and variational methods in applied mechanics. J. Wiley & Sons, 2002.
4. Zienkiewicz O. C., Morgan K.: Finite elements and approximation. Dover Publications, 2006.
5. Strona internetowa pakietu Maxima
6. Ott H. W.: Electromagnetic compatibility engineering. J. Wiley & Sons, 2009.
7. IEEE Transactions on EMC - Special issue on high-power electromagnetics (HPEM) and intentional electromagnetic interference (IEMI), Vol. 46, No. 3, 2004.
8. Aniserowicz K.: Comparison of different numerical methods for solving boundary-value problems in electromagnetics. IEEE Transactions on Education, vol. 47, no. 2, pp. 241-246, 2004.