Υπολογιστική Μηχανική - Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης

(1) ΓΕΝΙΚΑ

ΣΧΟΛΗ	Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης
2η ΣΧΟΛΗ
ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ	Προπτυχιακό
ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ	ΜΠΔ 515	ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ	6^ο
ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ	ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ		ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ
Διαλέξεις	3
Εργαστήρια	2
Σύνολο	5		4
ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ	Ειδίκευσης
ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ KAI ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ	Ελληνικά
ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS	Ναι
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)	https://www.eclass.tuc.gr/courses/MPD138/

(2) ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

Αναγνωρίζει τις πιθανές εφαρμογές μεθόδων υπολογιστικής μηχανικής σε θέματα σχεδιασμού και παραγωγής
Δημιουργεί μοντέλα ανάλυσης μηχανικών και θερμικών προβλημάτων
Διαλέγει προγράμματα υπολογισμού με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων (ελεύθερα διαθέσιμα και εμπορικά πακέτα)
Εξηγεί αποτελέσματα υπολογιστικής μηχανικής που προέρχονται από τη χρήση έτοιμων προγραμμάτων
Εφαρμόζει μεθόδους υπολογιστικής μηχανικής σε γραμμικά προβλήματα
Συγκρίνει (Αξιολογεί) τη σκοπιμότητα εφαρμογής μεθόδων υπολογισμού σε προϊόντα και κατασκευές
Προτείνει μεθόδους ψηφιοποίησης στο σχεδιασμό και στην παραγωγή
Χρησιμοποιεί σύνθετα πληροφοριακά συστήματα υπολογισμών

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
Αυτόνομη εργασία
Ομαδική εργασία
Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
Πρωτοβουλία
Χρήση Υπολογιστή
Επίλυση προβλημάτων
Διαχείριση αριθμητικών δεδομένων
Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

(3) ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Αριθμητικές μέθοδοι σε κατασκευές (κλασικές μέθοδοι Rayleigh-Ritz, Galerkin, πεπερασμένες διαφορές και πεπερασμένα στοιχεία). Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων (συνθήκες ισορροπίας, συμβιβαστού, νόμος υλικού, γεωμετρική διακριτοποίηση, μητρώα δυσκαμψίας και μάζας, σύνθεση στοιχείων, ολικά μητρώα, σχηματισμός και επίλυση, μετεπεξεργασία δεδομένων). Σύντομη θεωρητική εισαγωγή (αρχή δυνατών έργων κ.λπ.), παραδείγματα γραμμικής στατικής ανάλυσης (ράβδος, δοκός, δίσκος επίπεδης έντασης). Αρχές δυναμικής (γραμμικά προβλήματα, ιδιοτιμές, ιδιομορφές, αρχές ολοκλήρωσης εξισώσεων ισορροπίας στον χρόνο). Συναφή προβλήματα θερμότητας και μηχανικής ρευστών. Ασκήσεις εφαρμογής με έτοιμα προγράμματα.

Εργαστήρια: Επίλυση ασκήσεων υπολογιστικής μηχανικής με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων με χρήση εκπαιδευτικού λογισμικού (κώδικες σε MATLAB και συμβατό λογισμικό, ή εναλλακτικά FORTRAN, C, BASIC, PYTHON). Μέρος του λογισμικού διατίθεται μέσω του βιβλίου που διατίθεται από τον Εύδοξο. Επίλυση περισσότερο απαιτητικών παραδειγμάτων με λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων γενικής χρήσεως (ελεύθερα διαθέσιμου, όπως Z88, code aster) και επίδειξη εμπορικών πακέτων (COMSOL). Πρακτική εφαρμογή στο σχεδιασμό ραβδωτών και πλαισιωτών κατασκευών.

(4) ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ KAI ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ – ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ

Με φυσική παρουσία

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Στη διδασκαλία:	Προγράμματα προσομοίωσης, Διαδραστικές διαφάνειες, Ιστοσελίδες και διαδίκτυο
Στην εργαστηριακή εκπαίδευση:	Χρήση προγραμμάτων προσομοίωσης, Ανάπτυξη προγραμμάτων και εφαρμογών
Στην επικοινωνία με τους φοιτητές:	Eclass, email

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ
Διαλέξεις	39 ώρες
Εργαστήρια	26 ώρες
Εργαστήρια/Φροντιστηριακές Ασκήσεις	10 ώρες
Εκπόνηση Ατομικής Εργασίας	10 ώρες
Εκπόνηση Εργαστηριακών Ασκήσεων	10 ώρες
Εκπόνηση έρευνας/μελέτης	10 ώρες
Μελέτη και ανάλυση Βιβλιογραφίας	5 ώρες
Σύνολο	110 ώρες

Διδακτέα Ύλη ανά Εβδομάδα (13 εβδομάδες) :

Α) Θεωρία
1. Εισαγωγή, ενδεικτικά παραδείγματα
2. Βασικές αρχές και επανάληψη από τη θεωρία του συνεχούς μέσου, την τεχνική μηχανική και την αριθμητική ανάλυση.
3. Γραμμικά στοιχεία ράβδου. Δικτυώματα στο επίπεδο και στο χώρο.
4. Γραμμικά στοιχεία δοκού. Πλαίσια στο επίπεδο.
5. Στατική ανάλυση πλαισίων, σχαρών και πλαισίων στο χώρο.
6. Διδιάστατη γραμμική ελαστικότητα. Επίπεδη ένταση και επίπεδη παραμόρφωση.
7. Στοιχεία ανώτερης τάσης.
8. Αξονοσυμμετρικά προβλήματα
9. Πλάκες σε κάμψη. Κελύφη, τρισδιάστατα σώματα.
10. Θερμική καταπόνηση και προβλήματα διάδοσης θερμότητας (στατικά).
11. Ελαστοδυναμική (ιδιοτιμές, ιδιομορφές γραμμικών και επιφανειακών στοιχείων).
12. Ακρίβεια λύσεως και βελτίωση μέσω πύκνωσης διακριτοποίησης / βελτίωσης στοιχείων.
13. Συστήματα επίλυσης και εφαρμογές

Β) Εργαστήρια
1. Εισαγωγή στα συστήματα υπολογισμού. Απλές ασκήσεις σε matlab/octave, python. Παρουσίαση προγράμματος z88.
2. Άσκηση επανάληψης γραμμική άλγεβρα, επίλυση εξισώσεων, μητρώα.
3. Άσκηση με ράβδους, δικτυώματα.
4. Άσκηση με δοκούς, πλαίσια.
5. Άσκηση διδιάστατη γραμμική ελαστικότητα. Επίπεδη ένταση και επίπεδη παραμόρφωση.
6. Παρουσίαση και εξέταση θεμάτων φοιτητών.
7. Παρουσίαση εμπορικών προγραμμάτων υπολογιστή και προγραμμάτων μέσω νέφους.
8. Άσκηση αξονοσυμμετρικά προβλήματα
9. Άσκηση πλάκες σε κάμψη.
10. Άσκηση με θερμική καταπόνηση.
11. Άσκηση δυναμικής (ιδιοτιμές, ιδιομορφές).
12. Προχωρημένα θέματα (ακρίβεια λύσης, πύκνωση διακριτοποίησης).
13. Παρουσίαση και εξέταση θεμάτων φοιτητών

Αλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :

Εκτενής χρήση προγραμμάτων ανοιχτού κώδικα σε matlab/octave, python, z88 κ.α.
Ατομικές (εισαγωγικές) και ομαδικές εργασίες με χρήση σύγχρονων υπολογιστικών εργαλείων.

(5) ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση
Γραπτή Τελική Εξέταση	30%	(Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής / Αντιστοίχιση)
		(Ερωτήσεις επίλυσης προβλημάτων)
Ομαδική Εργασία	15%	(Προφορική Εξέταση)
		(Διόρθωση Παραδομένης Εργασίας)
Ατομική Εργασία	55%	(Προφορική Εξέταση)
		(Διόρθωση Παραδομένης Εργασίας)

Σχόλια για την Αξιολόγηση των Φοιτητών :

Σε επιλεγμένους φοιτητές με ικανοποιητική επίδοση δίδεται η δυνατότητα εκπόνησης απαλλακτικού θέματος.

(6) ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

DARYL L. LOGAN (επιμέλεια μετάφρασης Γ.Ε. Σταυρουλάκης),Εισαγωγή στη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων. Εκδόσεις Κλειδάριθμος 2021
Προβατίδης Χ. Πεπερασμένα στοιχεία στην ανάλυση μηχανολογικών κατασκευών. Εκδόσεις Γκιούρδα. 2η έκδοση 2017
TIRUPATHI R. CHANDRUPATLA, ASHOK D. BELEGUNDU (επιμ. μετάφρασης Χ. Φραγκάκης) Εισαγωγή στα πεπερασμένα στοιχεία για μηχανικούς. Εκδόσεις Κλειδάριθμος 2006
Παπαδρακάκης Μ. Ανάλυση φορέων με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Παπασωτηρίου 2001
Προβατίδης Χρ. Πεπερασμένα στοιχεία στην ανάλυση κατασκευών. Εκδόσεις Τζιόλα 2917
Σταυρουλάκης Γ.Ε., Σταυρουλάκη Μ.Ε., Μουράντοβα Α. Υπολογιστική μηχανική. Ηλεκτρονικό βιβλίο. Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα - Αποθετήριο "Κάλλιπος" 2016
Ιστοσελίδα προγράμματος z88 ttps://en.z88.de/
Ιστοσελίδα προγράμματος ανάλυσης με χρήση πεπερασμένων στοιχείων

Πολυτεχνείο Κρήτης

Χρήσιμα

Επικοινωνία