Шаблон описания дисциплины

Описание дисциплины
1. Образовательная программа
«Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»
2. Дисциплина «Современные проблемы науки»
3. Семестр 9
4. Условное обозначение (код) в учебных планах СД 15
5. Пререквизиты (названия и коды дисциплин, изучение которых должно предшествовать
данной дисциплине)
 «Основы нефтегазопромыслового дела» – ОПД. 18;
 «Химия нефти и газа» - ОПД. 15;
 «Гидравлика» - ОПД. 07.
 “Механика сплошных сред”- ОПД. 19
 “Теоретическая механика”- ОПД.03
 “Теплотехника”- ОПД.09
 “Высшая математика”- ЕН.01
5. Кредитная стоимость дисциплины 6,0
6. Цель изучения дисциплины (описать цели дисциплины и их соответствие целям
образовательной программы)
Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний: 1) об общих
идеях, аппарате и разнообразных моделях и методах исследования процессов переноса тепла,
массы и импульса в сложных системах газ-стенка; 2) о современных тенденциях по физикоматематическому,
аналитическому
и
численному
моделированию
теплогидродинамических процессов в трубах и каналах, осложненных химическими
взаимодействиями, переменностью границы области движения, влиянием внешних сил;
3) об алгоритмах эффективного расчета сопряженных систем и критически оценить опыт
построения моделей прогноза внутренних течений; 4) о роли современных теорий корректного
предсказания моментов высшего порядка для понимания и адекватного описания нелокальных
механизмов молярного переноса; 5) о специфике конкретных подходов комплексного
исследования процессов в природе и технике с помощью ПЭВМ и современных бесконтактных
их средств диагностики.
При изучении дисциплины обеспечивается специальная подготовка по отдельным
разделам механики многокомпонетных гомогенных и гетерогенных сред, статистической
термодинамике, вычислительной гидрогазодинамике, моделирования устойчивых и переходных
процессов движения жидкостей и газов в трубах. Особое внимание уделяется перспективам
современного моделирования сдвиговых течений и конструированию эффективных
алгоритмов их расчета.
Дисциплина "Современные проблемы науки" входит в перечень специальных
дисциплин стандарта высшего профессионального образования (ОС ТПУ) подготовки
дипломированного специалиста по специальности 090700 "Проектирование, сооружение и
эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ" направления 650700
"Нефтегазовое дело"
7. Результаты обучения (указать знания, умения, навыки и компетенции, которые приобретет
студент после изучения данной дисциплины)
Задачи дисциплины состоят в приобретении студентами необходимых знаний по
современным проблемам и методам комплексного физико-математического и численного
моделирования с помощью ПЭВМ процессов трубопроводного транспорта в однофазных и
многофазных средах, а также в прочном усвоении специальных разделов дисциплин направления
«нефтегазовое дело».
Изучение дисциплины "Современные проблемы науки" позволяет существенно
повысить качество подготовки инженеров для последующей научной и практической работы
в области проектирования и эксплуатации газо- и нефтепроводов, насосных и компрессорных
станций.
В результате изучения дисциплины студент должен:
 иметь представление о проблемах движений сложных систем в природе и
технике, методах их решения, схематизации процессов в сплошных средах;
 знать современные направления, технологию построения схемы решения задач
динамики вязкой жидкости и газа, а также методы моделирования процессов,
происходящих в трубопроводах при транспортировке вязких сред;
 усвоить особенности использования аппарата диагностики гидродинамических
явлений.
8. Содержание дисциплины (перечень основных тем (разделов) с указанием количества
занятий по каждой теме и каждому виду занятий).
Номер раздела
1
2
3
4
Название раздела (темы)
Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
Проблемы прогноза процессов переноса при реальных
условиях движения сложных сред в трубах
Современные модели и методы следования сдвиговых
течений
Современные технологии расчета многомерных
процессов в нефтегазовой гидродинамике и
тепломассопереносе
Объем,ч
2
12
12
10
9. Основная и дополнительная литература (указать учебник(и), по которому ведется обучение
и дополнительную литературу)
Основная:
1. Белоцерковский О.Н., Опарин А.М. Численный эксперимент в турбулентности: Наука.
2000.
2. Бубенчиков А.М., Комаровский Л.В., Харламов С.Н. Математические модели течения и
теплообмена во внутренних задачах динамики вязкого газа. Томск: Изд-во ТГУ, 1993. 183с.
3. Бубенчиков А.М., Харламов С.Н. Математические модели неоднородной анизотропной
турбулентности во внутренних течениях. Томск: Изд–во ТГУ, 2001. -440с.
4. Васильев Г.Г., Коробков Г.Е., Коршак А.А. и др. Трубопроводный транспорт нефти.
Под ред. Вайнштока С.М.: Учебник для вузов: в 2 томах. –М: ООО “НедраБизнесцентр”, 2002 –Т.1 -407с.; -Т.2 -621с.
Дополнительная:
1. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир,1990. В 2-х т.
2. Современные проблемы теории теплообмена и физической гидрогазодинамики. Сб.
науч. тр. под ред. Накоряков В.Е. Ин-т теплофизики АН СССР. Новосибирск: Наука,
1984. -392с.
3. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей. Наука. 2000.
10. Используемое программное обеспечение: Turbo-Pascal, Delphi, Fluent , Word, PowerPoint,
Windows Media Player, Exсel
11. Перечень практических и лабораторных работ – не предусмотрены
12. Курсовые проекты или работы (тематика курсовых проектов или работ). По учебному
плану не предусмотрены.
13. Индивидуальные домашние задания (перечень индивидуальных заданий, рефератов и т.п.)
Темы рефератов:





Современные проблемы расчета движений нефти и газа.
Численное моделирование гетерогенных смесей.
Особенности моделирования движения в пористых средах.
Проблемы моделирование вихревых потоков.
Движение газоконденсатных сред.
Вопросы к контрольному опросу:
-
моделирование как метод познания
предельные факторы и ограничения современных полуэмпирических теорий
современные представления об этапах разработки и тестирования процессов переноса
указания по детальному исследованию и программированию сложных явлений
качественные и количественные характеристики пристеночной турбулентности
понятие о нерегулярности, диффузионности, диссипативность, континуальность
вихревых процессов, современные средства их регистрации и проблемы визуализации.
линейные масштабы в сдвиговых потоках
проблемы анализа пристеночных течений
характеристика зон турбулентного пограничного слоя
малые масштабы турбулентности
невязкая оценка для скорости диссипации энергии
отношение масштабов и проблемы расчета поля течения
проблемы и методы математического моделирования течений
понятие о прямом численном моделировании, подсеточном моделировании, с
использованием функций плотности вероятности пульсационных величин
операция фильтрования и особенности метода крупных вихрей
подходы и гипотезы при замыкании уравнений для распределений вероятностей
статистические модели в гидродинамике и тепломассопереносе
проблемы моделей для напряжений Рейнольдса
моделирование вязкой диссипации и уравнение переноса для скорости диссипации
моделирование перераспределения, процессов турбулентной диффузии (корреляций 3го порядка)
современные сведения о RANS-, PANS- моделях, DNS, LES подходах прогноза
реагирующих сред
преставления и проблемы средств регистрации процессов транспорта углеводородных
сред
14. Координатор (ФИО, должность сотрудника, телефон ответственного на кафедре за
дисциплину)
ХАРЛАМОВ Сергей Николаевич, профессор каф. ТХНГ, р.т. 41-88-26, д.т. 55-47-80
Преподаватель ХАРЛАМОВ Сергей Николаевич
дата 1.10.2009