Modelare mecanică și matematică. Modele fizice de bază și concepte de mecanică. De ce ar trebui să te înscrii la matematică sau mecanică?

Cele mai frecvente examene de admitere:

limba rusă
matematica ( nivel de bază)
Fizica este o materie de specialitate, la alegerea universității
Informatica si tehnologiile informatiei si comunicatiilor (TIC) - la alegerea universitatii

Profesii

„Mecanici și modelare matematică„- o specialitate care îți permite să faci o alegere pe viitor din quite număr mare profesii interesante:

cercetător,
inginer,
matematician,
analist,
supraveghetor,
cercetător,
profesor de discipline fizice și matematice,
specialist în modelare matematică.

Licențiații academici au posibilitatea de a lucra în orice domeniu al științei, industriei, producției, managementului legat de matematică, inginerie, fizică, mecanică și programare.

Descrierea specialității

În timpul studiilor, studenții dobândesc cunoștințe științifice pe modelarea computerizată a diferitelor procese mecanice. Elevii studiază matematica computațională, mecanica și biomecanica, teoria stabilității dispozitivelor electromecanice, gradul de elasticitate, densitatea și plasticitatea materialelor. Ei stăpânesc puterea statică și dinamică a diferitelor obiecte și alte științe, într-un fel sau altul legate de mecanică teoretică, matematică, inginerie, materiale de rezistență.

În timpul procesului de învățare, elevii își dezvoltă abilitățile de a gândire analitică, studiază elementele de bază ale economiei și managementului producției, învață să aplice în practică elementele de bază ale matematicii fundamentale, mecanicii, fizicii și altor științe ale naturii.

O caracteristică specială a pregătirii în specialitatea „Mecanică și modelare matematică” este un număr mare de ore standard dedicate atelierelor. Unde studenții au o oportunitate unică de a-și aplica cunoștințe teoreticeîn acțiune, analizează și sintetizează informații specifice. Unele dintre ateliere sunt dedicate lucrului cu programe de modelare computer-matematică concepute pentru a simula procese tehnologice pe un ecran de monitor.

Absolvenții își găsesc aplicarea cunoștințelor în centrele de inginerie ale companiilor industriale, industriilor de gaze și petrol, corporații transnaționale, birouri de cercetare și proiectare, inclusiv cele străine, implicate în dezvoltarea de noi tehnologii de inginerie.

Subiecte de bază atunci când studiezi pentru o specialitate

Mecanica corpurilor și mediilor deformabile.
Modelare matematică și inginerie informatică.

În plus, studenții studiază filosofia, istoria, limba strainași siguranța vieții (elementele de bază ale siguranței vieții). Discipline necesare: cultura fizicași cultura fizică aplicată.

Durata antrenamentului

Durata învățământului cu normă întreagă în specialitate„Mecanică și modelare matematică” este de 4 ani (inclusiv sărbători). Învățământul cu frecvență și la distanță, prin decizie a administrației, poate fi prelungit pe o perioadă de șase luni până la un an.

Abilități și abilități dobândite în timpul antrenamentului

Abilitatea de a rezolva probleme complexe folosind tehnologiile informației și comunicațiilor.
Utilizare analiză matematicăîn domeniul mecanicii teoretice și aplicate, rezistenței metalelor, geometriei, ecuații diferențialeși teoria probabilității.
Lucrați cu programe specializate pentru modelarea și optimizarea proceselor tehnologice.
Efectuarea lucrărilor de cercetare în mod independent sau în grup.
Rezolvarea problemelor de modelare mecanică fără participarea unui PC (dacă situația o cere).
Adaptarea cunoștințelor la organizație proces educaționalîn domeniul de competență (fizică, mecanică, matematică, informatică).
Organizarea de activități pedagogice, științifice, manageriale, de producție și tehnologice.

Pe parcursul instruirii, licențiatul dobândește abilitățile profesionale necesare pentru inginerie competentă și analiza obiectelor mecanice complexe folosind computer și/sau analiză fizică.

Specialitate „Mecanică și modelare matematică” este o ramură a matematicii aplicate care se ocupă cu modelarea matematică a proceselor fizice complexe în solide ah, lichide, gaze și plasmă.

În timpul studiilor, studenții primesc cunoștințe fundamentale profunde în domeniul matematicii și al programării, mecanica clasica. În plus, studenții sunt predați o gamă largă de discipline speciale în diferite domenii ale mecanicii moderne. Cantitatea de pregătire în domeniul informaticii, al programării și al tehnologiilor IT este semnificativă.

În timpul studiilor, studenții vor învăța:

Aplicați metode matematiceși algoritmi de matematică computațională pentru rezolvarea problemelor de mecanică și analiza problemelor aplicate
Participați la seminarii de cercetare, conferințe, simpozioane, precum și organizați-le
Întocmește articole științifice și rapoarte științifice și tehnice
Prelucrează informații științifice și științifice-tehnice generale
Aplicați cunoștințele fundamentale în domeniul mecanicii atunci când pregătiți și desfășurați cercetări experimentale
Efectuează lucrări de cercetare în domeniul mecanicii și modelării matematice
Conduită studii experimentaleîn mecanică
Utilizați specializat sisteme software la rezolvarea problemelor de mecanică
Analizați rezultatele activităților de cercetare, producție și tehnologice
Predați discipline fizice și matematice și informatică în învățământul general și în școlile secundare profesionale instituţiile de învăţământîn timpul recalificării de specialitate

O proporție semnificativă de absolvenți se dedică carierelor de cercetare. Dar direcția are și aplicații practice. În producție, specialiștii pot fi implicați în calcularea puterii și a sarcinilor termice pe suprafața aeronavelor, crearea de noi materiale și aliaje cu efect de memorie a formei, proiectarea instalațiilor pentru producția și transportul petrolului și gazelor etc. Specialiștii în mecanică și modelare matematică sunt necesare în institutele și centrele de cercetare, întreprinderile miniere și birourile de proiectare a aeronavelor.

Calificarea atribuită

Mecanic. matematician aplicat - calificarea profesională a unui specialist

Posturile ocupate

Programator
Inginer mecanic
Matematician
Profesor de matematică
Specialist în modelare matematică

Principalele rezultate, rezultate ale muncii și planuri pentru viitor

Diplomă de licență

În 2015 a avut loc prima absolvire a licențelor în direcția cu profil „Mecanica experimentală și modelarea computerizată în mecanică”. Opt din zece persoane care au intrat la Departamentul de Inginerie Tehnică și Mecanică în 2011 și-au susținut cu succes tezele de licență și au primit diplomă de licență în inginerie.

Elaborat curriculum pentru formarea de licență în domeniul „Mecanică și modelare matematică” a dovedit a lui calitate superioară. Față de programul anterior de specialitate în Mecanică, au fost eliminate disciplinele non-core, raportul dintre ciclul fizic și matematic al disciplinelor și cursurilor speciale, lucrările practice fizice și mecanice și experimentul de calcul a fost echilibrat. La nivel oficial, a fost introdusă instruirea pentru a lucra cu complexul universal de calcul „greu” ANSYS (ANSYSIInc., SUA), care este unul dintre cele trei complexe principale de elemente finite utilizate în industrie pentru dezvoltarea de noi echipamente. Pe baza experienței acumulate și în legătură cu dezvoltarea ulterioară a statului federal standard educațional Curriculum-ul de licență va continua să fie îmbunătățit și optimizat pentru nevoile producției de înaltă tehnologie.

Ca rezultat, nivelul atins de stăpânire a elementului de bază program educațional Absolventul de licență s-a dovedit a fi mai mare decât cel de specialitate (4,1 versus 3,8), iar lucrările finale de licență prezentate, în ciuda timpului mai scurt de pregătire, au „bătut” diplomele de specialist (4,6 versus 4,2). În același timp, problemele științifice și practice rezolvate în sine au trezit un interes puternic în rândul membrilor comisia de statși discuții lungi.

Diplomă de master

Anul acesta a fost efectuată prima înscriere la noul program de master „Dinamica și puterea complexului sisteme mecanice» direcții „Mecanică și modelare matematică”. Nouă persoane au venit la noi, inclusiv absolvenți ai programului de licență „Mecanica experimentală și modelare computerizată în mecanică”.

Nivelul de licență este doar primul nivel în sistemul de învățământ rus și mondial. Oferă un nivel teoretic de bază și unele abilități practice. Cu toate acestea, pentru a rezolva sarcina principală a industriei ruse de astăzi - crearea în cel mai scurt timp posibil de produse competitive la nivel global și la cerere ale unei noi generații - sunt necesari specialiști ai unei noi formații - „forțe speciale de inginerie și tehnologie”, a căror pregătire poate fi desfășurat numai în programele de master axate pe sectorul high-tech al economiei. Acesta este exact programul pe care îl oferim studenților noștri de la master.

Inginerii secolului 21 sunt ingineri de cercetare și dezvoltare care sunt competenți în toate tehnologiile avansate de clasă mondială, capabili să „sparge pereții”, să „rezolve probleme de nerezolvat”, să facă descoperiri inovatoare și, în cele din urmă, să asigure crearea de produse industriale ale unui nou generaţie.

Distribuție, practică

Distribuția din acest an a fost mai activă ca niciodată, ceea ce este asociat cu încheierea programelor de specialitate și dubla absolvire. Cu toate acestea, nu a existat un interes deosebit pentru absolvenții de specialitate în comparație cu absolvenții de licență. „Foamea” pentru inginerii care dezvoltă noi tehnologii este în creștere. Inginerii mecanici sunt solicitați în toate ramurile ingineriei mecanice: inginerie grea, energetică, auto, nave, aeronave și rachete. Am fost vizitați atât de vechii parteneri (Uzina de macara pentru camioane Galich, Centrul Nuclear Federal - Institutul de Cercetare Științifică de Fizică Tehnică, Progresstech-Dubna LLC, Gazpromtrubinvest JSC), cât și de alții noi, printre care Uzina de Construcție de Mașini Experimentală numită după. Myasishchev, angajat în crearea de echipamente de aviație, aerospațială, aerostatică și de aterizare. Acolo majoritatea absolvenților de mecanică din acest an au mers la departamentul de design pentru un salariu foarte decent.

Practica industriala Anul III licenta „Mecanică și modelare matematică” a avut mare succes. După o lungă pauză, studenții au lucrat în laboratorul de testare a materialelor super echipat al Grupului de companii Dipos (Ivanovo), la Centrul de Inovare Proton (Vladimir). Aș dori în special să remarc practica la întreprinderea „GosMKB „Raduga” care poartă numele. A.Ya.Bereznyak" (Dubna), producând avioane de mare viteză și în centrul de inginerie din Moscova al unui mare companie internationala FESTO, Germania.

Întrebări de bază de mecanică

Cinematică

Mecanica studiază cele mai simple forme de mișcare întâlnite în lumea materială, care sunt unite sub denumirea generală, mișcare mecanică.

Prin mișcare mecanică vom înțelege o modificare a poziției relative a unui obiect material în raport cu un alt obiect material. Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți ale mișcării mecanice: relativitatea sa.

Principalele întrebări care apar atunci când se încearcă caracterizarea mișcării mecanice a unui obiect material dat sunt următoarele:

1. Cum se mișcă acest obiect?, adică care este tipul și natura mișcării sale relative?

2. De ce acest obiect se mișcă astfel și nu altul?, adică care sunt motivele care provoacă acest tip și natura particulară a mișcării obiectului în cauză?

Căutarea unui răspuns la prima dintre aceste întrebări este efectuată de secțiunea de mecanică - cinematică, iar a doua - dinamică.

Concluzii: Mișcarea mecanică este relativă și este cea mai simplă formă de mișcare a materiei. Întrebări de bază ale mecanicii: Cum și de ce se mișcă un obiect material?

În funcție de proprietățile unui obiect material, de natura și tipul mișcării sale, cele mai simple modele fizice sunt utilizate în mecanică:

punct material (particulă) - un obiect (corp), ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în comparație cu dimensiunea caracteristică mișcării la care participă acest obiect.

Aici ar trebui să acordați atenție naturii relative a conceptului și abstractității sale. Orice obiect real are dimensiuni finite, care într-un dat situație specifică poate fi sau nu neglijat.

De exemplu, luând în considerare mișcarea Pământului în jurul Soarelui, acesta poate fi considerat un punct material, deoarece raza Pământului R s = 6400 km este semnificativ mai mică decât raza orbitei sale în jurul Soarelui R s = 1,5 × 10 8 km. Pe de alta parte,

când se ia în considerare rotatie zilnica Pământul în jurul propriei axe nu poate fi aplicat modelului „punct material”.

Când studiem mișcarea unui corp sau a unui sistem de corpuri, atunci când conceptul punct material nu poate fi folosit, este adesea util să folosiți un alt model fizic numit sistem de puncte materiale.

Esența acestui model este că orice corp sau sistem de corpuri a cărui mișcare trebuie studiată este împărțit mental în zone mici (puncte materiale), ale căror dimensiuni sunt semnificativ mai mici decât dimensiunea corpului sau a sistemului de corpuri. În acest caz, studiul mișcării unui corp sau a unui sistem de corpuri se reduce la studiul mișcării secțiunilor individuale ale sistemului, adică punctele materiale din care constă acest sistem. În acest caz, ar trebui, desigur, să se ia în considerare dacă punctele materiale interacționează între ele sau nu.

Un caz special al modelului „sistemului de puncte materiale” în mecanică este modelul numit solid:

solid - este un sistem de puncte materiale, poziție relativă care nu se schimbă în timpul acestei mișcări.

Observați relativitatea acestui model.

Cazul limitativ al unui model de corp rigid este un corp absolut rigid. Într-un corp absolut solid, distanța dintre orice particule arbitrare nu se modifică în nicio condiție. Un corp absolut rigid este un model abstract, deoarece niciun corp real nu are această proprietate.

Pentru a descrie mișcarea unui punct material, se folosește un model - traiectorie .

Traiectoria mișcării se numește linie imaginară de-a lungul căreia are loc mișcarea unui punct material dat.

Dacă această linie este o linie dreaptă sau segmentul ei, atunci ei spun că mișcarea punctului material este rectilinie, în caz contrar, mișcarea este curbilinie. Pentru a descrie tipurile de mișcare ale unui corp rigid, se folosesc modele de mișcare de translație și rotație.

Progresist Aceasta este mișcarea unui corp rigid în care orice linie dreaptă atașată acestui corp rămâne paralelă cu sine în timpul mișcării sale.

O trăsătură caracteristică a unei astfel de mișcări este că traiectorii tuturor punctelor materiale care alcătuiesc un corp solid au aceeași formă și dimensiune și, cu deplasare paralelă, pot fi combinate între ele.

Rotațional este mișcarea unui corp rigid în care toate punctele sale materiale se mișcă în cercuri. În acest caz, centrele acestor cercuri sunt situate pe o singură linie dreaptă, numită axa de rotație.

Mișcarea arbitrară a unui corp rigid poate fi întotdeauna reprezentată ca un set de mișcări simultane de translație și rotație.

Concluzii: Principalele modele fizice ale mecanicii sunt un punct material, un sistem de puncte materiale și un corp rigid. Mișcarea unui punct material este determinată de conceptul de „traiectorie a mișcării”. Traiectorii pot fi rectilinii sau curbilinii. Mișcarea unui corp rigid poate fi redusă la două forme: de translație și de rotație.

Profesia se află la intersecția dintre matematică, fizică și informatică. Elevii învață să prezică procesele fizice care au loc în solide, lichide, gaze și plasme folosind metode de modelare matematică. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați programe complexe de calculator și, uneori, să le creați singur. Mai mult, dacă este imposibil să folosești un computer, absolvenții ar trebui să poată rezolva problema în alte moduri. ÎN curriculum Se acordă multă atenție disciplinelor fizice, în primul rând mecanicii. Elevii se familiarizează, de asemenea, cu informatica, programarea și robotica. Specializarea depinde de ce fel de obiecte decide absolventul să modeleze: solide, lichide sau gaze. O ramură a științei, cum ar fi biomecanica ingineriei, devine populară - studiul proprietăților țesuturilor vii și proiectarea părților artificiale ale corpului. *

* Kit disciplinele academiceși părtinire de învățare