MATLAB/SIMULINK. w programie. dla studentów wydziału chemicznego. Wydział Chemiczny Politechniki Łódzkiej 11 kwiecień 12 czerwiec 2017

Podobne dokumenty
MATLAB/SIMULINK. w programie. dla studentów wydziału chemicznego. Wydział Chemiczny Politechniki Łódzkiej 11 kwiecień 12 czerwiec 2017

Warsztaty z modelowania i symulacji procesów chemicznych w programie

Tworzenie macierzy pełnych Generowanie macierzy pełnych Funkcje przekształcające macierze pełne

Klaster obliczeniowy

KARTA PRZEDMIOTU. 2. Kod przedmiotu:

E-E-A-1008-s5 Komputerowa Symulacja Układów Nazwa modułu. Dynamicznych. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy

Matlab - zastosowania Matlab - applications. Informatyka II stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Spis treści. I. Skuteczne. Od autora... Obliczenia inżynierskie i naukowe... Ostrzeżenia...XVII

Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy. Obowiązkowy Polski VI semestr zimowy

Zał nr 4 do ZW. Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy. Liczba punktów ECTS charakterze praktycznym (P)

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Dostawa oprogramowania. Nr sprawy: ZP /15

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

ZMODYFIKOWANY Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: CCB s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Repetytorium z matematyki 3,0 1,0 3,0 3,0. Analiza matematyczna 1 4,0 2,0 4,0 2,0. Analiza matematyczna 2 6,0 2,0 6,0 2,0

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

WSKAŹNIKI ILOŚCIOWE - Punkty ECTS w ramach zajęć: Efekty kształcenia. Wiedza Umiejętności Kompetencje społeczne (symbole) MK_1. Analiza matematyczna

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Specjalnościowy Obowiązkowy Polski Semestr szósty

Wspomaganie obliczeń matematycznych. dr inż. Michał Michna

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2016/2017

TERMODYNAMIKA PROCESOWA

dr inż. Michał Michna WSPOMAGANIE OBLICZEŃ MATEMATYCZNYCH

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Metody numeryczne Numerical methods. Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Zagadnienia optymalizacji Problems of optimization

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

PWSZ w Tarnowie Instytut Politechniczny Elektrotechnika

KARTA MODUŁU (część I, 2013/2014)

Metody numeryczne Numerical methods. Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

II. MODUŁY KSZTAŁCENIA

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

KARTA MODUŁU (część I)

Egzamin / zaliczenie na ocenę* 1,6 1,6

Kierunek:Informatyka- - inż., rok I specjalność: Grafika komputerowa i multimedia

Kierunek Informatyka stosowana Studia stacjonarne Studia pierwszego stopnia

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Z-ZIP2-303z Zagadnienia optymalizacji Problems of optimization

Zał nr 4 do ZW. Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy. Liczba punktów ECTS charakterze praktycznym (P)

Rozwiązywanie równań liniowych. Transmitancja. Charakterystyki częstotliwościowe

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) język polski VII semestr zimowy (semestr zimowy / letni)

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

EFEKTY UCZENIA SIĘ DLA KIERUNKU INŻYNIERIA DANYCH W ODNIESIENIU DO EFEKTÓW UCZENIA SIĘ PRK POZIOM 6

Kierunek:Informatyka- - inż., rok I specjalność: Grafika komputerowa i multimedia

Podstawy Informatyki Computer basics

Kierownik Katedry: Prof. dr hab. inż. Tadeusz BURCZYŃSKI

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

KARTA MODUŁU (część I)

Systemy Informatyki Przemysłowej

Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) podstawowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Z-ETI-1040 Metody numeryczne Numerical Methods

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) podstawowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Opisy przedmiotów do wyboru

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA KIERUNKU STUDIÓW INFORMATYKA

PLAN STUDIÓW STACJONARNYCH PIERWSZEGO STOPNIA DLA KIERUNKU INŻYNIERIA DANYCH

Efekty kształcenia na kierunku AiR drugiego stopnia - Wiedza Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 15 30

Kierunek:Informatyka- - inż., rok I specjalność: Grafika komputerowa

zna metody matematyczne w zakresie niezbędnym do formalnego i ilościowego opisu, zrozumienia i modelowania problemów z różnych

Informatyka II stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) Kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Projektowanie Wirtualne bloki tematyczne PW I

IMiIP - Informatyka Stosowana - opis kierunku 1 / 5

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI EFEKTY KSZTAŁCENIA

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA realizacja w roku akademickim 2016/2017

Matematyka Stosowana na Politechnice Wrocławskiej. Komitet Matematyki PAN, luty 2017 r.

Język programowania C C Programming Language. ogólnoakademicki

Metody numeryczne. dr hab inż. Tomasz Chwiej. Syllabus:

PROGRAM STUDIÓW. WYDZIAŁ: Podstawowych Problemów Techniki KIERUNEK: Matematyka stosowana

KARTA PRZEDMIOTU. Techniki przetwarzania sygnałów, D1_3

Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Nowoczesne narzędzia obliczeniowe do projektowania i optymalizacji kotłów

PODSTAWY PROGRAMOWANIA STRUKTURALNEGO (C) SYLABUS A. Informacje ogólne

HARMONOGRAM EGZAMINÓW - rok akademicki 2015/ semestr zimowy. Kierunek ENERGETYKA - studia inżynierskie środa

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Efekty przewidziane do realizacji od semestru zimowego roku akademickiego

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Poziom kwalifikacji: I stopnia. Liczba godzin/tydzień: 2W E, 2L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Karta (sylabus) przedmiotu

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Modelowanie rynków finansowych z wykorzystaniem pakietu R

KARTA PRZEDMIOTU. zaliczenie na ocenę WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

Elektrotechnika II stopień ogólnoakademicki. stacjonarne. przedmiot specjalnościowy. obowiązkowy polski semestr II semestr letni. tak. Laborat. 30 g.

Dr inż. hab. Siergiej Fialko, IF-PK,

Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia Zna podstawowe możliwości pakietu Matlab

Architektura dużych projektów bioinformatycznych

Informatyczne podstawy projektowania Kod przedmiotu

INFORMATYKA. PLAN STUDIÓW STACJONARNYCH INŻYNIERSKICH 2-go STOPNIA STUDIA ROZPOCZYNAJĄCE SIĘ W ROKU AKADEMICKIM 2018/19.

Opisy przedmiotów do wyboru

Kierunek: Inżynieria i Analiza Danych Poziom studiów: Studia I stopnia Forma studiów: Stacjonarne. audytoryjne. Wykład Ćwiczenia

Obliczenia inżynierskie. oprogramowanie matematyczne

Transkrypt:

w programie MATLAB/SIMULINK dla studentów wydziału chemicznego Wydział Chemiczny Politechniki Łódzkiej 11 kwiecień 12 czerwiec 2017 Zapisy w dziekanacie do dnia 10 kwietnia Liczba miejsc ograniczona Prowadzący : Stanisław Sypniewski Przemysław Trzeciak Kurs realizowany z wykorzystaniem infrastruktury projektu PLATON w Centrum Komputerowym Politechnik Łódzkiej

Cel i zakres Celem warsztatów jest nauka wykorzystania programu MATLAB jako narzędzia programistycznego do rozwiązywania ważnej klasy zagadnień w technologii chemicznej związanych z modelowaniem i symulacją procesów. MATLAB jest uniwersalnym programem przeznaczonym do wykonywania wydajnych obliczeń numerycznych: naukowych i inżynierskich oraz wizualizacji wyników. Jest dzisiaj jednym z najczęściej wykorzystywanych narzędzi matematycznych w środowisku akademickim oraz w dyscyplinach technicznych (m.in. w inżynierii chemicznej i procesowej). Stale rozwijane i wzbogacane środowisko programu MATLAB liczy dzisiaj ponad milion zarejestrowanych użytkowników. Druga edycja warsztatów, została wzbogacona o nowe zagadnienia i przykłady czyniąc je bardziej spójne i łatwiejsze w odbiorze. Zostaną one przeprowadzone w formie praktycznych zajęć laboratoryjnych. Kurs nie wymaga znajomości programu MATLAB i umiejętności programowania. Przykłady obliczeń zostały wzbogacone bogatym zestawem zadań do samodzielnego rozwiązania, które umożliwią lepiej utrwalić materiał kursu. Warsztaty skierowane są do studentów Wydziału Chemicznego kierunku technologia chemiczna, jak również studentów innych kierunków pragnących podnieść swoje umiejętności wykorzystania programu MATLAB do obliczeń inżynierskich. Od uczestników kursu wymagana jest dobra znajomość podstaw z przedmiotów technologia chemiczna i matematyka. Warsztaty zostaną przeprowadzone w oparciu o infrastrukturę informatyczną projektu PLATON w Centrum Komputerowym Politechniki Łódzkiej. Agenda wtorek, 11 kwietnia, godz. 15.15-16.00 I. Powitanie uczestników i rozpoczęcie warsztatów. 1. Wprowadzenie do usługi obliczeń kampusowych PLATON U3. 2. Przegląd dostępnego oprogramowania. 3. Rejestracja do usługi PLATON U3. poniedziałek, 24 kwietnia, godz. 15.00-18.00 II. Podstawy programowania w środowisku MATLAB. 1. Środowisko programu. Język programowania MATLAB. Podstawowe elementy języka: typy zmiennych, instrukcje warunkowe i iteracyjne, instrukcje sterujące. Skrypty i funkcje. Algorytmy iteracyjne i rekurencyjne. Obsługa wyjątków. Funkcje zagnieżdżone. Operacje na plikach. Wprowadzanie i formatowanie danych. 2. Dwuwymiarowe wykresy funkcji. Wykresy siatkowe i powierzchniowe. Interpolowane wykresy powierzchniowe. Zaawansowane technik tworzenia wykresów (handle graphics). Techniki animacji. 3. Obliczenia symboliczne w programie MATLAB z użyciem narzędzi Symbolic Math Toolbox. Deklaracja zmiennych i funkcji. Wyrażenia algebraiczne i operatory. Przykłady wykorzystania operatorów różniczkowych i całkowych. 4. Przykłady obliczeń wybranych zagadnień z termodynamiki procesowej. Zapraszamy do udziału 2

wtorek, 25 kwietnia, godz. 15.15-18.00 III. Algebraiczne metody bilansowania procesu technologicznego. 1. Aksjomaty bilansowania procesów ustalonych i nieustalonych. 2. Rozwiązywanie układów równań liniowych. 3. Stechiometria procesowa. 4. Reakcje niezależne poniedziałek, 8 maja, godz. 15.00-18.00 IV. Bilans materiałowy. 1. Analiza bilansu materiałowego. Zasady tworzenia bilansu materiałowego. 2. Bilans materiałowy układów z reakcją chemiczną. 3. Obliczenia projektowe w SIMULINK. 4. Symulacje procesów w układzie kaskady reaktorów izotermicznych. wtorek, 9 maja, godz. 15.00-18.00 V. Metody badań operacyjnych i optymalizacji procesów technologicznych. 1. Programowanie matematyczne. 2. Rozwiązanie optymalne. 3. Programowanie liniowe i kwadratowe. 4. Algorytm sympleksowy. 5. Wybrane zagadnienia technologiczne: optymalny wybór procesu, problem mieszanek, zagadnienia transportowe, analiza wrażliwości poniedziałek, 15 maja, godz. 15.00-18.00 VI. Analiza danych doświadczalnych metodą liniowej regresji. 1. Ogólne modele regresji. Klasyfikacja modeli. 2. Metoda najmniejszych kwadratów. 3. Weryfikacja modelu. Analiza reszt 4. Metody bootstrapowe. Walidacja krzyżowa. 5. Statistics and Machine Learning Toolbox narzędzia do modelowania i analizy statystycznej. 6. Przykłady modelowania i optymalizacji procesów metodą regresji powierzchni odpowiedzi. wtorek, 16 maja, godz. 15.00-18..00 VII. Modelowanie i analiza kinetyczna procesów z zastosowaniem teorii równań różniczkowych zwyczajnych ODE. 1. Typy równań i warunków brzegowych. Numeryczne rozwiązywanie ODE. Integratory numeryczne w programie MATLAB. Zagadnienia początkowe dla procesów ustalonych i nieustalonych. Modele kinetyczne reakcji prostych i złożonych. 2. Modelowanie i symulacja kinetyki reakcji w reaktorach okresowych i przepływowych. Symulacje wybranych procesów w kaskadzie reaktorów przepływowych. 3. Reakcje oscylacyjne. Symulacja kinetyki reakcji Biełousowa- Żabotyńskiego. 3

poniedziałek, 22 maja godz. 15.00-18.00 VIII. Metody rozwiązywania zagadnień odwrotnych. 1. Sformułowanie problemu identyfikacji parametrów. 2. Analiza kinetycznych równań całkowych. 3. Gradientowe metody optymalizacji funkcji nieliniowych bez ograniczeń. 4. Uogólniona metoda identyfikacji parametrów modelu określonego równaniem różniczkowym zwyczajnym. 5. Analiza wrażliwości wtorek, 23 maja godz. 15.00-18.00 IX. Stochastyczne modele kinetyki reakcji chemicznych. 1. Stochastyczna kinetyka chemiczna. 2. Algorytm losowego próbkowania Monte Carlo (MC) oraz za pomocą łańcuchów Markowa. Całkowanie metodami MC. 3. Stochastyczny model reakcji chemicznej. Równanie Master. 4. Procesy Markowa. Procesy Markowa z czasem ciągłym. 5. Algorytm kinetycznej Monte Carlo (kmc). 6. Symulacje reakcji złożonych. Algorytm Gillespiego. poniedziałek, 29 maja godz. 15.00-18.00 X. Modelowanie procesów powierzchniowych. 1. Mechanizm i kinetyka katalitycznych reakcji heterogenicznych. 2. Modelowanie przemian fazowych. Model Isinga. 3. Model gazu sieciowego dla powierzchni katalitycznej. wtorek, 30 maja godz. 15.00-18.00 XI. Symulacja reakcji kontaktowych metodą kmc. 1. Implementacja algorytmu kmc dla procesów powierzchniowych. 2. Symulacja przemian fizycznych. 3. Model Ziff-Gulari-Barshada katalitycznego utleniania CO. poniedziałek, 5 czerwca godz. 15.00-18..00 XII. Obliczenia naukowo-inżynierskie na klastrach komputerowych. Przemysław Trzeciak, Centrum Komputerowe PŁ 1. Wprowadzenie do obliczeń w systemach komputerowych dużej wydajności (HPC). Rodzaje i architektura systemów HPC. Przegląd dostępnych rozwiązań i możliwości. 2. Klaster Blueocean - środowisko dla wielkiej skali obliczeń w zasobach Politechniki Łódzkiej. Analiza procesu obliczeniowego w oparciu o system Linux. Narzędzia wspierające: vmstat, dstat, top, iotop. 3. Projektowanie obliczeń na klastrach HPC w systemie kolejkowym. Optymalizacja procesu obliczeniowego, metody tworzenia i uruchamiania kontenerów zadań. Przykłady wykonywania obliczeń w systemach jedno i wieloprocesorowych oraz hybrydowym CPU-GPU. wtorek, 6 czerwca godz. 15.00-18.00 XIII. Obliczenia równoległe i rozproszone w programie MATLAB. 1. MATLAB w systemach uniksowych. 4

2. Podstawowe modele obliczeń równoległych. 3. Narzędzia i metody akceleracji obliczeń w programie MATLAB. Przyspieszanie obliczeń z wykorzystaniem Parallel Computing Toolbox. 4. Interaktywne i wsadowe obliczenia równoległe. 5. Podstawowe konstrukcje i struktury danych w programowaniu równoległym. 6. Obliczenia na procesorach GPU w środowisku MATLAB 7. Zrównoleglanie obliczeń w algorytmach Monte Carlo. Symulacja kmc z wykorzystaniem algorytmów równoległych. poniedziałek, 12 czerwca godz. 12.15 13.00 XIV. Zakończenie warsztatów Polecana literatura Kurs nie wymaga znajomości żadnych podręczników jak również umiejętności programowania w języku MATLAB. Zagadnienia teoretyczne oraz praktyczne sposoby rozwiązywania problemów zostaną przedstawione od podstaw. Istnieje jednak obszerna literatura oraz wiele doskonałych podręczników. Niektóre pozycje z tej kolekcji dostępne są w katalogu Biblioteki Głównej PŁ oraz w Internecie. W warsztatach wykorzystano również wybrane materiały z poniższej listy książek: Podstawy teoretyczne technologii chemicznej Józef Szarawara, Jerzy Piotrowski WNT 2010 Podstawy MATLABa w inżynierii procesowej Zdzisław Pakowski, Robert Adamski Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej 2014 MATLAB Numerical Methods with Chemical Engineering Applications Kamal I. M. Al-Malah McGraw-Hill Education 2014 An Introduction to Kinetic Monte Carlo Simulations of Surface Reactions A.P.J. Jansen Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012 Numerical Computing with MATLAB 1 Cleve B. Moler SIAM 2004 FAQ Kto może wziąć udział w warsztatach? Warsztaty skierowane są wyłącznie do studentów Wydziału Chemicznego PŁ z dobrą znajomością podstaw z przedmiotów technologia chemiczna i matematyka. Uczestnik kursu musi posiadać aktywne konto poczty @edu.p.lodz.pl oraz dostęp do Internetu w domu. Jakie są koszty uczestnictwa? Udział w warsztatach jest bezpłatny. 1 wersja elektroniczna dostępna na stronie MathWorks 5

FAQ cd. Jak się zarejestrować na warsztaty? Należy wypełnić formularz rejestracyjny znajdujący się w dziekanacie do dnia 10 kwietnia. Liczba miejsc jest ograniczona (15 miejsc). Lista uczestników warsztatów będzie podana do wiadomości w dniu rozpoczęcia. Czy uczestnicy warsztatów otrzymają certyfikat ukończenia? Tak. Wszyscy uczestnicy, którzy wykażą co najmniej 80% -ową frekwencję oraz uzyskają zaliczenie ponad 70% samodzielnych zadań otrzymają świadectwo ukończenia warsztatów asygnowane przez Dziekana Wydziału Chemicznego oraz osobę prowadzącą. Uczestnicy którzy osiągną wynik ponad 90% -owy uzyskają świadectwo ukończenia z wyróżnieniem. Czy uzyskany certyfikat będzie honorowany podczas studiów? Nie. Świadectwo ukończenia kursu nie może być podstawą do zaliczenia przedmiotu oraz jednostkowych zajęć na Wydziale Chemicznym Politechniki Łódzkiej. 6