Описание дисциплины 1. Образовательная программа «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» 2. Дисциплина «Современные проблемы науки» 3. Семестр 9 4. Условное обозначение (код) в учебных планах СД 15 5. Пререквизиты (названия и коды дисциплин, изучение которых должно предшествовать данной дисциплине) «Основы нефтегазопромыслового дела» – ОПД. 18; «Химия нефти и газа» - ОПД. 15; «Гидравлика» - ОПД. 07. “Механика сплошных сред”- ОПД. 19 “Теоретическая механика”- ОПД.03 “Теплотехника”- ОПД.09 “Высшая математика”- ЕН.01 5. Кредитная стоимость дисциплины 6,0 6. Цель изучения дисциплины (описать цели дисциплины и их соответствие целям образовательной программы) Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний: 1) об общих идеях, аппарате и разнообразных моделях и методах исследования процессов переноса тепла, массы и импульса в сложных системах газ-стенка; 2) о современных тенденциях по физикоматематическому, аналитическому и численному моделированию теплогидродинамических процессов в трубах и каналах, осложненных химическими взаимодействиями, переменностью границы области движения, влиянием внешних сил; 3) об алгоритмах эффективного расчета сопряженных систем и критически оценить опыт построения моделей прогноза внутренних течений; 4) о роли современных теорий корректного предсказания моментов высшего порядка для понимания и адекватного описания нелокальных механизмов молярного переноса; 5) о специфике конкретных подходов комплексного исследования процессов в природе и технике с помощью ПЭВМ и современных бесконтактных их средств диагностики. При изучении дисциплины обеспечивается специальная подготовка по отдельным разделам механики многокомпонетных гомогенных и гетерогенных сред, статистической термодинамике, вычислительной гидрогазодинамике, моделирования устойчивых и переходных процессов движения жидкостей и газов в трубах. Особое внимание уделяется перспективам современного моделирования сдвиговых течений и конструированию эффективных алгоритмов их расчета. Дисциплина "Современные проблемы науки" входит в перечень специальных дисциплин стандарта высшего профессионального образования (ОС ТПУ) подготовки дипломированного специалиста по специальности 090700 "Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ" направления 650700 "Нефтегазовое дело" 7. Результаты обучения (указать знания, умения, навыки и компетенции, которые приобретет студент после изучения данной дисциплины) Задачи дисциплины состоят в приобретении студентами необходимых знаний по современным проблемам и методам комплексного физико-математического и численного моделирования с помощью ПЭВМ процессов трубопроводного транспорта в однофазных и многофазных средах, а также в прочном усвоении специальных разделов дисциплин направления «нефтегазовое дело». Изучение дисциплины "Современные проблемы науки" позволяет существенно повысить качество подготовки инженеров для последующей научной и практической работы в области проектирования и эксплуатации газо- и нефтепроводов, насосных и компрессорных станций. В результате изучения дисциплины студент должен: иметь представление о проблемах движений сложных систем в природе и технике, методах их решения, схематизации процессов в сплошных средах; знать современные направления, технологию построения схемы решения задач динамики вязкой жидкости и газа, а также методы моделирования процессов, происходящих в трубопроводах при транспортировке вязких сред; усвоить особенности использования аппарата диагностики гидродинамических явлений. 8. Содержание дисциплины (перечень основных тем (разделов) с указанием количества занятий по каждой теме и каждому виду занятий). Номер раздела 1 2 3 4 Название раздела (темы) Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе Проблемы прогноза процессов переноса при реальных условиях движения сложных сред в трубах Современные модели и методы следования сдвиговых течений Современные технологии расчета многомерных процессов в нефтегазовой гидродинамике и тепломассопереносе Объем,ч 2 12 12 10 9. Основная и дополнительная литература (указать учебник(и), по которому ведется обучение и дополнительную литературу) Основная: 1. Белоцерковский О.Н., Опарин А.М. Численный эксперимент в турбулентности: Наука. 2000. 2. Бубенчиков А.М., Комаровский Л.В., Харламов С.Н. Математические модели течения и теплообмена во внутренних задачах динамики вязкого газа. Томск: Изд-во ТГУ, 1993. 183с. 3. Бубенчиков А.М., Харламов С.Н. Математические модели неоднородной анизотропной турбулентности во внутренних течениях. Томск: Изд–во ТГУ, 2001. -440с. 4. Васильев Г.Г., Коробков Г.Е., Коршак А.А. и др. Трубопроводный транспорт нефти. Под ред. Вайнштока С.М.: Учебник для вузов: в 2 томах. –М: ООО “НедраБизнесцентр”, 2002 –Т.1 -407с.; -Т.2 -621с. Дополнительная: 1. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир,1990. В 2-х т. 2. Современные проблемы теории теплообмена и физической гидрогазодинамики. Сб. науч. тр. под ред. Накоряков В.Е. Ин-т теплофизики АН СССР. Новосибирск: Наука, 1984. -392с. 3. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей. Наука. 2000. 10. Используемое программное обеспечение: Turbo-Pascal, Delphi, Fluent , Word, PowerPoint, Windows Media Player, Exсel 11. Перечень практических и лабораторных работ – не предусмотрены 12. Курсовые проекты или работы (тематика курсовых проектов или работ). По учебному плану не предусмотрены. 13. Индивидуальные домашние задания (перечень индивидуальных заданий, рефератов и т.п.) Темы рефератов: Современные проблемы расчета движений нефти и газа. Численное моделирование гетерогенных смесей. Особенности моделирования движения в пористых средах. Проблемы моделирование вихревых потоков. Движение газоконденсатных сред. Вопросы к контрольному опросу: - моделирование как метод познания предельные факторы и ограничения современных полуэмпирических теорий современные представления об этапах разработки и тестирования процессов переноса указания по детальному исследованию и программированию сложных явлений качественные и количественные характеристики пристеночной турбулентности понятие о нерегулярности, диффузионности, диссипативность, континуальность вихревых процессов, современные средства их регистрации и проблемы визуализации. линейные масштабы в сдвиговых потоках проблемы анализа пристеночных течений характеристика зон турбулентного пограничного слоя малые масштабы турбулентности невязкая оценка для скорости диссипации энергии отношение масштабов и проблемы расчета поля течения проблемы и методы математического моделирования течений понятие о прямом численном моделировании, подсеточном моделировании, с использованием функций плотности вероятности пульсационных величин операция фильтрования и особенности метода крупных вихрей подходы и гипотезы при замыкании уравнений для распределений вероятностей статистические модели в гидродинамике и тепломассопереносе проблемы моделей для напряжений Рейнольдса моделирование вязкой диссипации и уравнение переноса для скорости диссипации моделирование перераспределения, процессов турбулентной диффузии (корреляций 3го порядка) современные сведения о RANS-, PANS- моделях, DNS, LES подходах прогноза реагирующих сред преставления и проблемы средств регистрации процессов транспорта углеводородных сред 14. Координатор (ФИО, должность сотрудника, телефон ответственного на кафедре за дисциплину) ХАРЛАМОВ Сергей Николаевич, профессор каф. ТХНГ, р.т. 41-88-26, д.т. 55-47-80 Преподаватель ХАРЛАМОВ Сергей Николаевич дата 1.10.2009