Математичне моделювання напружено - деформованого стану нафтогазосховищ та трубопроводів
Спеціальність: Нафтогазова інженерія та технології
Код дисципліни: 6.185.00.O.033
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Нафтогазова інженерія та зварювання
Лектор: Максимович О.В.
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
- Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями. (ЗК 5)
фахові компетентності:
- Здатність до використання теорій, принципів, методів і понять фундаментальних і загальноінженерних наук для професійної діяльності. (ФК3)
- Здатність застосовувати математичні методи, моделі та сучасні цифрові технології для розв’язання складних задач нафтогазової інженерії. (ФК5)
- Здатність здійснювати експлуатаційні розрахунки технологічних пара-метрів в нафтогазовій інженерії. (ФК6)
фахові компетентності професійного спрямування :
- Здатність розуміти основні фундаментальні проблеми механіки крихкого та в’язкого руйнування матеріалів, аналізувати фізичні концепції і розрахункові моделі зародження та поширення тріщин у деформівних тілах. (ФКП1.1)
- Здатність виконувати математичне моделювання напружено-деформованого стану нафтогазосховищ та трубопроводів і використовувати відповідний фізико-математичний апарат, теоретичні, обчислювальні і експериментальні методи дослідження, методи математичного і комп’ютерного моделювання. (ФКП1.4)
Результати навчання: ФРН1.5 Знання основних методів дослідження та аналізу навантажень, переміщень, напружено-деформованого стану в елементах конструкцій, методів проектних та перевіркових розрахунків виробів.
АіВ2 Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
АіВ3 Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Механіка руйнування металоконструкцій
Опір матеріалів
Короткий зміст навчальної програми: У результаті вивчення курсу поглиблюються знання та вміння із оцінювання напружено-деформованого стану трубопроводів і нафтогазосховищ на основі підходів теорії пружності з використанням прикладних математичних пакетів.
Опис: Поняття «математична модель». Класифікація математичних моделей.
Теорії напружень та деформації. Закон Гука
Рівняння стану і закони переносу
Плоска та просторові задачі теорії пружності. Основні рів-нян¬ня
Числові методи розв’язування плоских задач теорії пружності
Числові методи визначення тривимірних напружень в тілах обертання
Теорія оболонок
Математична система Matlab. Огляд можливостей. Робота з матричними масивами
Основні принципи розробки алгоритмів і прог¬рам. Програмування обчислювальних процесів. Формування користувацького інтерфейса.
Пружні напруження біля тонкостінних труб під внутрішнім тиском
Пружні напруження біля товстостінних труб під внутрішнім тиском. Задача Ляме
Пружно-пластичні напруження біля товстостінних труб під внутрішнім тиском
Визначення концентрації напружень біля кільцевих зварних швів на трубах
Напруження в суцільних масивах порід. Бокові зусилля. Гіпотеза Динника.
Транспротна модель масивів. Визначення пружних сталих
Аналітичний розв’язок задачі визначення напружень біля заглублених циліндричних виробків з перерізом еліптичної форми.
Чисельні методи визначення в анізотропних масивах біля виробок довільної форми
Врахування додаткового навантаження на напруженя біля виробків
Методи визначення напружень біля масивних підземних споруд і трубопроводів
Реологічні моделі масивів
Розрахунок напружень в газопроводах за врахування їх взаємодії з масивом порід
Методи та критерії оцінювання: Критерії оцінювання знань та вмінь студента за результатами вивчення навчального матеріалу модуля у 100-бальній шкалі та шкалі ECTS: поточний контроль - 30, екзамен - 70.
Критерії оцінювання результатів навчання: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Базова
1. Буличев Н.С. Механика подземних сооружений в примерах и задачах. М.: Не-дра,1989,270 с.
2. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. Москва:
Недра, 1979. 301 с.
3. Борщ-Компониец В. Практическая механика горных пород . Москва зд-во «Горная книга», 2013. 322 с.
4. Савіи Г.Н. Распределение напряжений около отверстий /// К.: Наук. думка, 1968. – С. 888.
5. Саврук М. П.—Двумерные задачи упругости для тел с трещинами / Киев : Наук, думка, 1981.—324 с.
6. Филъштинский Л.А. Краевые задачи теории упругости для анизотропной полуплоскости, ослабленной отверстием или разрезом / Изв. АН СССР. Механика твердого тела. – 1980. – № 6. – С. 72-79.
7. Шерман Д.И. К вопросу о напряженном состоянии весомой полуплоскости с двумя заглубленними круговими отверстиями. В уню Тр. Ин.-та физики земли АН СССР, 3, Изд-во АН СССР, М.,1959
8. Lekhnitskii SG. Anisotropic plates. New York, London, Paris, Montreux, Tokyo, Melbourne: Gordon and Breach Science Publishers; 1987. p. 534.
9. Maazallahi, V., & Majdi, A. (2020). Numerical appraisal of rock mass anisotropy effect on elastic deformations of a circular tunnel. Arabian Journal of Geosciences, 13(13), 1-17. Числово
10. Maksymovych O.,Illyushyn О. Stress calculation and optimization in composite plates with holes based on the modified integral equation meth-od. Engineering Analysis with Boundary Elements,10, 2017.
11. Maksymovych O. V., Lavrenchuk S. V., Solyar T. Ya. Contact problem for an anisotropic half plane with cracks. Journal of Mathematical Sciences, 2019, 240,2. p. 173-183.
12. Maksymovych, O., & Solyar, T. (2011). Method of mechanical quadratures for solving integral equations of thermoelasticity for plates with heat exchange. Journal of Mathematical Sciences, 174(3).
13. Scholar N.A. Anisotropic Analysis Using Boundary Elements: Computa-tional Mechanics Publications,1994. 142 p.
14. Shrestha, P. K., & Panthi, K. K. (2015). Assessment of the effect of stress anisotropy on tunnel deformation in the Kaligandaki project in the Nepal Himalaya. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 74(3), 815-826.
15. Tan CL, Gao YL. Boundary element analysis of plane anisotropic
bodies with stress concentrations and cracks. Compos Struct 1992;20:
17–28.
16. Vitali, O. P., Celestino, T. B., & Bobet, A. (2020). Analytical Solution for a Deep Circular Tunnel in Anisotropic Ground and Anisotropic Geostatic Stresses. Manuscript under review for publication in a peer-reviewed journal
17. Wang, T. T ,Zeng G.S., Jiang M.J., Analytical stress and displacement around non-circular tunnels in semi-in?nite ground , Applied Mathematical Modelling (2018),
18. Zhao, G., & 6Yang, S. (2015). Analytical solutions for rock stress around square tunnels using complex variable theory. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 80, 302-307.
9. Інформаційні ресурси
1. https://plus.maths.org/content/os/issue44/package/index
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).