Рабочая программа учебной дисциплины "Оптимизация в механике и машиностроении"
Рабочая программа разработана в соответствии с «Положением о подготовке научных и научно-педагогических кадров в аспирантуре (адъюнктуре)» (утверждено По-становлением Правительства Российской Федерации от 30.11.2021 № 2122) и «Федераль-ными государственными требованиями к структуре программ подготовки научных и научно-педагогических кадров в аспирантуре, условиям их реализации, срокам освоения этих программ с учетом различных форм обучения, образовательных технологий и осо-бенностей отдельных категорий аспирантов» (утверждены приказом Министерства науки и высшего образования Российской Федерации 20.10.2021 № 951), и учебным планом про-граммы подготовки научных и научно-педагогических кадров в аспирантуре по образова-тельной программе «МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА, МАТ.МОДЕЛИРОВАНИЕ», науч-ные специальности: 1.1.7. Теоретическая механика, динамика машин; 1.1.8. Механика де-формируемого твердого тела; 1.2.2. Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ.
Дисциплина «Оптимизация в механике и машиностроении» предназначена для аспирантов, обучающихся по направлениям подготовки, реализуемым ИПМаш РАН
Постановка и исследование большинства задач механики в той или иной форме связаны с поиском их оптимальных решений, обеспечивающих наилучшие условия функционирования различных механических устройств и систем и их наибольшую экономичность. Поэтому оптимальные факторы и критерии должны приниматься во внимание на самых ранних стадиях изучения механического объекта, а затем корректироваться как в процессе построения решения задачи, так и после получения количественных и качественных результатов этого решения. Еще более важную роль играют оптимизационные принципы при разработке и проектировании систем управления механическими объектами: самолетами, космическими аппаратами, кораблями, роботами и т.д. Исходя из этих требований, можно сформулировать ряд положений и тенденций предлагаемого курса оптимизации, отвечающих современным запросам науки, техники и технологии, а также расширяющих и углубляющих знания студентов в разнообразных областях современной науки и культуры:
развитие оптимизационного мышления на примерах задач и проблем из различных областей знаний;
умение формировать критерии качества для самых разных объектов и режимов их эксплуатации;
выбор адекватного математического аппарата и степени его точности для получения практически важных методов.
Овладение перечисленными навыками основывается на целом ряде предшествующих математико-механических дисциплин, а также на широком знакомстве с техническими и технологическими возможностями. Не менее важную роль играет и приобретение практических навыков выполнения конкретных расчетных заданий по основным результатам теоретического курса.
Целью освоения дисциплины «Оптимизация в механике и машиностроении» является ознакомление аспирантов с широким спектром современных задач оптимизации механических систем и способов управления ими. Для этого в курсе излагаются не только современные пути и методы решения оптимизационных задач, но и освещаются пути их исторического развития в разных научных школах и у разных ученых и исследователей. Большое место в этом отношении отводится в курсе обзору существующей научно-технической литературы по методам оптимизации. Большое внимание уделяется также следующим вопросам:
детальный анализ свойств и конструктивных особенностей оптимизируемого объекта;
построение адекватных расчетных схем и математических моделей;
выбор способов качественного и количественного изучения построенных математических моделей;
анализ полученных результатов, их верификация и корректировка.
В этой связи необходимо выделить следующие основные задачи:
1.Формирование у обучающихся целенаправленного оптимизационного взгляда на научные и технические системы и проблемы.
2.Овладение методами аналитического и численного исследования оптимальных процессов и решений для широкого класса механических систем.
3.Выдача практических рекомендаций на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований.