механика и математическое моделирование что это такое
Что такое механика и математическое моделирование?
« Механикой в широком смысле этого слова называется наука,
посвящённая решению любых задач, связанных с изучением движения или равновесия
тех или иных материальных тел и происходящих при этом взаимодействий между телами…»
Тарг С. М.
Всё во вселенной движется (равновесие можно рассматривать как частный случай движения). Падение капли дождя, яблока, движение человека, автомобиля, самолёта, ракеты, Луны, Земли, комет, равновесие зданий, мостов и других сооружений изучаются в механике.
Но тела перемещаются не только как целые. Отдельные части тела могут двигаться относительно друг друга, то есть тело деформируется. В полёте капля дождя претерпевает разнообразные преобразования, распадается и объединяется с другими каплями. Самолёт в полёте испытывает нагрузки, которые, например, вызывают изгибные колебания крыльев. Деформируются здания под действием собственного веса, находящихся в нём людей и вещей, внешних ветровых нагрузок. Даже с виду покоящиеся и неизменяемые тела изменяют свои размеры, незаметные без специального оборудования.
Любые тела и конструкции, природные и рукотворные (дерево, тело человека, здание, автомобиль, элементы микроэлектроники) с течением времени подвергаются тем или иным нагрузкам, вызывающим не только деформацию, но, возможно, локальное или глобальное разрушение. Деформации и вызывающие их нагрузки, причины разрушения конструкций также изучаются в механике.
В настоящее время механика развилась в разветвленную фундаментальную науку с множеством направлений и специальных разделов. От рычага Архимеда, исследования Галилея о свободном падении тел, закона Гука о растяжении стержней механика перешла к исследованию прочности кораблей и ракет, исследованию закономерностей деформирования грунтов и горных пород, конструированию новых материалов с заданными свойствами, новых средств передвижения, исследованию роста и деформирования живых тканей, изучению нанообъектов… Новые проблемы открываются на стыках наук и направлений.
Механика, с одной стороны, – это фундаментальная наука, изучающая свойства и динамику тел и создающая математический аппарат и модели для изучения деформирования различных сред. С другой стороны, механика – прикладная наука, результаты которой используются в инженерном деле.
Механика и математическое моделирование — бакалавриат (01.03.03)
Укрупненная группа: Математика и механика
Профили
Описание
Студенты, обучающиеся по этому профилю, изучают дисциплины математического цикла (алгебра, геометрия, математический анализ), компьютерного (базы данных, компьютерная графика, операционные системы, языки программирования, 3D-графика, параллельное программирование), а также прикладные и теоретические разделы механики (теоретическая механика, механика жидкости, газа и сплошных сред, механика деформируемого твердого тела, робототехника, гидроаэромеханика). В процессе обучения особое внимание уделяется практикумам, в том числе и компьютерным, на которых осваиваются вычислительные и экспериментальные методы исследования состояния и движения материальных тел. В зависимости от выбранной специализации, в сфере интересов студентов могут оказаться такие дисциплины, как физико-химическая газовая динамика, биомеханика, основы нелинейной теории тонкостенных конструкций, проблемы динамического разрушения, теория устойчивости пластин и оболочек, методы создания функциональных и наноструктурных материалов и др.
Кем работать
Благодаря тому, что выпускники профиля получают фундаментальную подготовку по математике и компьютерным наукам, они могут устроиться на работу как в области механики, так и в сфере компьютерных технологий. Первым местом трудоустройства могут стать вычислительные центры крупных предприятий, учебные учреждения, например, научно-исследовательские институты, компьютерные фирмы, конструкторские бюро промышленных организаций, вузы и структуры бизнеса и экономики. Кроме этого, молодые люди в процессе учебы могут заниматься научно-исследовательской работой, принимать участие в научных конференциях, конкурсах, семинарах и олимпиадах, а впоследствии продолжить обучение в магистратуре.
«Механика и математическое моделирование» (бакалавриат)
Механика и математическое моделирование
Степень: Академический бакалавр
Наиболее распространенные экзамены при поступлении:
Содержание статьи:
Профессии
Академические бакалавры имеют возможность работать в любых сферах науки, промышленности, производства, управления, связанных с математикой, инжинирингом, физикой, механикой и программированием.
Описание специальности
За время обучения студенты приобретают научные знания по компьютерному моделированию различных механических процессов. Ученики изучают вычислительную математику, механику и биомеханику, теорию устойчивости электромеханических устройств, степень упругости, плотности и пластичности материалов. Осваивают статическую и динамическую прочность различных объектов и другие науки, так или иначе связанные с теоретической механикой, математикой, инжинирингом, сопроматом.
В процессе обучения студенты развивают способности к аналитическому мышлению, изучают основы экономики и управления производством, учатся применять на практике основы фундаментальной математики, механики, физики и других естественных наук.
Особенностью обучения на специальности «Механика и математическое моделирование» является большое количество нормо-часов, посвящённых практикумам. Где студенты имеют уникальную возможность применить свои теоретические знания в деле, анализировать и синтезировать конкретную информацию. Часть практикумов посвящена работе с программами компьютерно-математического моделирования, предназначенными для имитации технологических процессов на экране монитора.
Выпускники находят применение своим знаниям в инжиниринговых центрах промышленных компаний, газовых и нефтяных отраслях, транснациональных корпорациях, исследовательских и конструкторских бюро, в том числе – зарубежных, занимающихся разработкой новых инженерных технологий.
Основные предметы при обучении на специальности
Кроме того, студенты изучают философию, историю, иностранный язык и ОБЖ (основы безопасности жизнедеятельности). Обязательные дисциплины: физическая культура и прикладная физическая культура.
Сроки обучения
Срок получения очного образования по специальности «Механика и математическое моделирование» составляет 4 года (включая каникулы). Очно-заочная и дистанционная форма обучения, по решению ректората, может быть увеличена на срок от шести месяцев до года.
Навыки и умения, приобретаемые в ходе подготовки
В ходе обучения бакалавр приобретает профессиональные навыки, необходимые для грамотного инжиниринга и аналитики сложных механических объектов средствами компьютерного и / или физического анализа.
Механика и математическое моделирование что это такое
Направление «Механика и математическое моделирование» – это ветвь прикладной математики, которая занимается математическим моделированием сложных физических процессов в твердых телах, жидкостях, газах и плазме.
Механика является основой технической цивилизации мира. Сегодня новые знания в области механики «дают» вычислительное моделирование и экспериментальные исследования на уникальных видах оборудования. Испытательное оборудование играет определяющую роль при создании новых материалов. В настоящее время прорывными видами экспериментов являются испытания на микро- и наноуровнях.
Моделирование, базирующееся на современном состоянии теоретической и экспериментальной науки и вычислительных технологий, предполагает высокий уровень знания математики. Студенты-механики в большом объеме изучают информационные технологии, пакеты прикладных программ и программирование. Цель такого изучения – вычислительное моделирование в различных областях механики.
Студенты получают фундаментальную подготовку в области математики и компьютерных наук, механики и математического моделирования процессов и технологий. Основные направления специализированной подготовки:
Выпускники данного направления являются специалистами как в области построения математических моделей в механике, так и области компьютерных наук. Создание и исследование движущихся объектов требует больших финансовых затрат. Поэтому первым этапом является моделирование соответствующих процессов и явлений с использованием современных информационных технологий.
Трудоустройство. Компьютерные фирмы, вычислительные центры крупных предприятий, конструкторские бюро крупных заводов, научные учреждения, учебные учреждения.
#Кем_стать: специалистом по математическому моделированию
Кем стать, если любишь математику, физику и программирование? Специалистом по математическому моделированию! Сегодня эта профессия является одной из самых востребованных, поэтому выпускники направления «Механика и математическое моделирование» работают ведущими специалистами в крупнейших нефтедобывающих, инжиниринговых, строительных и IT-компаниях.
Направление «Механика и математическое моделирование» реализуется на базе кафедры «Теоретическая механика» Института прикладной математики и механики как в бакалавриате, так и в магистратуре. Математическое моделирование позволяет провести эксперимент, когда сделать это натурно невозможно или слишком затратно. Например, проверить правильность астрофизической теории, рассчитать прочность моста или телебашни, предсказать реакцию пациента на конкретное лечение или высчитать место бурения нового нефтяного месторождения.
Студенты этого направления учатся программировать, моделировать физические процессы, разрабатывать алгоритмы искусственного интеллекта. Все эти навыки подкрепляются фундаментальными знаниями в области математики и механики, которые дают возможность реализовать себя абсолютно в любой сфере – от тяжелой промышленности и нефтегазовой отрасли до банковского дела и образования.
Учебный процесс построен по принципу практико-ориентированности, поэтому студенты решают реальные кейсы от компаний партнеров кафедры «Теоретическая механика», а обучаясь в магистратуре, проходят стажировки на таких предприятиях как ПАО «Газпром нефть», goTRG, Nissan, ПАО «Силовые машины», ЦНИИ РТК, Corning. В большинстве случаев эти стажировки заканчиваются трудоустройством. Так, уже более 40 выпускников магистратуры «Механика и математическое моделирование» работают инженерами и руководителями проектов в Научно-Техническом Центре «Газпром нефти» и Научно-образовательном центре «Газпромнефть-Политех».
Лекции читают профессора Политеха, специалисты компаний-партнеров, а также ведущие ученые с мировым именем. Например, в грядущем учебном году занятия студентам проведут профессор Кембриджского университета Герберт ХУППЕРТ, профессор Университета Тафтса Марк КАЧАНОВ, профессор Берлинского технического университета Вольфганг МЮЛЛЕР и другие.
Подробная информация о направлении «Механика и математическое моделирование»:
По вопросам поступления и обучения на направлении «Механика и математическое моделирование» обращаться к специалисту по работе с абитуриентами кафедры «Теоретическая механика» Марии БОЛЬШАНИНОЙ: