Мультимасштабне проєктування рідинних мікросистем

Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Код дисципліни: 7.122.02.E.019
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Системи автоматизованого проектування
Лектор: проф. Олег Матвійків
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Отримання та засвоєння основних теоретичних відомостей та практичних вмінь з мультимасштабного проєктування рідинних мікросистем.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей: - загальних: • (ЗК01) Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу. • (ЗК02) Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. • (ЗК05) Здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями. • (ЗК07) Здатність генерувати нові ідеї (креативність). - фахових: • (СК02) Здатність формалізувати предметну область певного проєкту у вигляді відповідної інформаційної моделі. • (СК03) Здатність використовувати математичні методи для аналізу формалізованих моделей предметної області. • (ФСК2.1) Здатність застосовувати сучасні САПР мікро- і наносистем • (ФСК2.2) Здатність моделювати явища та процеси в мікро- і наносистемах
Результати навчання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент буде здатним продемонструвати такі програмні результати навчання: - Розуміти принципи механіки рідини та газу, зокрема, гідравліки і газодинаміки; - Розуміти особливості робочих процесів у мікрофлюїдних та гібридних мікрофлюїдно-електричних/акустичних/оптичних та інших компонентах, що застосовуються в рідинних мікросистемах; - Вміти розробляти математичні моделі компонентів рідинних мікросистем на мікро- мезо- та макро- рівнях; - Застосовувати математичні моделі компонентів різних ієрархічних рівнів для побудови комплексних мультимасштабних моделей рідинних мікросистем; - Застосовувати у професійній діяльності сучасні засоби автоматизованого конструювання, моделювання та проектування рідинних мікросистем. - Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань проектування рідинних мікросистем різної фізичної природи; - Здатність проводити аналіз та давати оцінку наявних та перспективних інформаційних технологій проєктування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: попередні: - Розробка систем комп'ютерного проєктування - Інноваційні інформаційні технології наступні: - Практика за темою магістерської кваліфікаційної роботи - Виконання магістерської кваліфікаційної роботи
Короткий зміст навчальної програми: "Мультимасштабне проектування рідинних мікросистем" для студентів Інституту комп’ютерних наук та інформаційних технологій. Дисципліна передбачає вивчення теоретичних та практичних аспектів проектування рідинних мікросистем з використанням мультимасштабного підходу.
Опис: - Частина 1. Поняття РМСТ – склад та структура мікросистем. Лек. 01. Вступ. Поняття рідинної мікросистеми. Основні властивості мікрофлюїдики. (2 год) Лек. 02. Фізичні принципи та особливості формування потоку в мікроканалах РМСТ. Типи потоків. (2 год) Лек. 03. Континуумна мікрофлюїдика. Компоненти континуумних РМСТ та фізичні принципи їх функціонування (мікроканали, помпи, змішувачі тощо). (2 год) Лек. 04. Крапельна мікрофлюїдика. Компоненти цифрових РМСТ та фізичні принципи їх функціонування. (2 год) Лек. 05. Паперова мікрофлюїдика. Фізичні принципи функціонування та компоненти паперових РМСТ. (2 год) - Частина 2. Методологія мультимасштабного проектування РМСТ Лек. 06. Концепція та підходи мультимасштабного моделювання тепломасообміну рідинних сумішей. (2 год) Лек. 07. Моделювання рідинної суміші на мікро-рівні (молекулярному рівні). (2 год) Лек. 08. Моделювання рідинної суміші на макро-рівні (континуумний рівень). (2 год) Лек. 09. Моделювання рідинної суміші на мезо-рівні. (2 год) Лек. 10. Методи зв’язування рівнів у мультимасштабній моделі потоку рідинної суміші. (2 год) - Частина 3. Програмні засоби проєктування РМСТ Лек. 11. Програмні засоби для мультимасштабного проєктування РМСТ. (2 год) Лек. 12. Мікрофлюїдні моделі та інтерфейси в САПР COMSOL. (2 год) Лек. 13. Проектування РМСТ засобами САПР COMSOL. (2год) Лек. 14. Мікрофлюїдні моделі та інтерфейси в САПР INTELLISUITE. (2 год) Лек. 15. Проектування РМСТ засобами САПР INTELLISUITE. (2 год)
Методи та критерії оцінювання: - Поточний контроль включає виконання 5-ти лабораторних робіт та захист звітів поїх результатах; - Підсумковий контроль включає екзамен, що передбачає виконання тестових завдань та усну компоненту.
Критерії оцінювання результатів навчання: - Поточний контроль (45%): письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування. - Підсумковий контроль (50%): екзамен – теоретичні та практичні завдання. - Усна компонента (5%): відповіді на додаткові питання на екзамені.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: О.Матвійків, М.Лобур. Мультимасштабне проектування рідинних мікросистем. Навчальний посібник. – НУ «Львівська політехніка», 2016. – 184 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).