Докторантура
Техническая физика

Техническая физика

КВАЛИФИКАЦИЯ

  • Научно-педагогическое направление - доктор философии (PhD)

МОДЕЛЬ ВЫПУСКНИКА

ON1 реализовать эффективные численные методы и алгоритмы в виде комплексов проблемно-ориентированных программ для проведения вычислительного эксперимента, проводить комплексные исследования научных и технических проблем с применением современной технологии математического моделирования и вычислительного эксперимента;
ON2 составлять научно-технические отчеты, выполнять обзоры по заданной теме, подготовить публикации по результатам выполненных исследований, применять результаты научно-исследовательской деятельности в рыночной экономике и использовать права на объекты интеллектуальной собственности;
ON3 использовать современные методы обработки экспериментальных данных и методы численного моделирования технологических процессов;
ON4 использовать средства автоматизации при проектировании устройств и приборов, передовой опыт конкурентоспособных изделий, для обеспечения соответствия разрабатываемых конструкций техническим заданиям, стандартам, нормам охраны труда и техники безопасности, требованиям наиболее экономичной технологии производства;
ON5 решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий, моделировать и проектировать структуры данных и знаний, прикладные и информационные процессы, применять методы анализа прикладной области на концептуальном, логическом, математическом и алгоритмическом уровнях;
ON6 применять системный подход и математические методы в формализации решения прикладных задач, готовить обзоры научной литературы и электронных информационно-образовательных ресурсов для научной и профессиональной деятельности, разрабатывать методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений;
ON7 проводить самостоятельное научные исследования, характеризующееся академической целостностью на основе современных теорий и методов анализа, выбирать и эффективно использовать современную методологию исследования;
ON8 разрабатывать технические проекты на сложные конструкции, обеспечивая при этом соответствие разрабатываемых конструкций техническими заданиями, ГОСТами, нормами техники безопасности, требованиями наиболее экономичной технологии производства, а также использовать в них стандартизованные и унифицированные детали и узлы;
ON9 иметь навыки критического анализа, оценки и сравнения различных научных теорий и идей, планирования, координирования и реализации процессов научных исследований, системного понимания области изучения и демонстрировать качественность и результативность выбранных научных методов;
ON10 критически оценить предлагаемые варианты управленческих решений, разработать и обосновать предложения по их совершенствованию с учетом критериев социально-экономической эффективности, рисков и возможных социально-экономических последствий;
ON11 участвовать в научных мероприятиях, фундаментальных научных отечественных и международных проектах, вести поиск патентов и опыта передачи научной информации с использованием современных информационных и инновационных технологий.
ON12 участвовать в реализации учебного процесса образовательной организации и формировать учебно-методические материалы для учебного процесса на основе данных научно-исследовательской деятельности в рамках образовательной программы.

Паспорт программы

Название
Техническая физика
Шифр
8D05303
Факультет
Физико-технический

дисциплины

Cтатистическая модель турбулентности при расчете горения жидких топлив в камерах сгорания
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование навыков использования методов исследования процессов распада, дисперсии, испарения и горения капель жидких топлив при высокой турбулентности и определение оптимальных параметров данного процесса. Содержание: Статистическая модель распада, дисперсии и испарения капель при высокой турбулентности. Определение оптимальных параметров процесса горения жидких топлив в камере сгорания. Особенности многоструйного впрыска. Практическая реализация.

Cтатистическая модель турбулентности при расчете горения жидких топлив в камерах сгорания
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дисциплина направлена на изучение методов исследования процессов распада, дисперсии, испарения и горения капель жидких топлив при высокой турбулентности и определение оптимальных параметров данного процесса. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. разработать физико-математическую модель, которая описывает процессы тепломассопереноса при распаде, дисперсии, испарении и горении капель жидких топлив, впрыскиваемых в камеру сгорания при высокой турбулентности; 2. проводить вычислительные эксперименты по влиянию давления, массы, начальной температуры окислителя и скорости впрыскиваемых капель жидкого топлива в камере сгорания на процессы его распыла и дисперсии при высокой турбулентности; 3. проводить вычислительные эксперименты по исследованию аэродинамики многоструйного впрыска и сравнивать полученные результаты с экспериментальными данными; 4. применять методы численного моделирования с использованием дифференциальных уравнений тепломассопереноса с учетом дисперсии и горения жидких топлив при высокой турбулентности и статистической модели распыла жидких капель для определения оптимальных условий технологического процесса; 5. использовать полученные научно-технические результаты при проектировании различных двигателей внутреннего сгорания и инжекторных устройств тепловых объектов специального назначения, которые решают проблемы оптимизации процесса горения, увеличения эффективности сжигания топлива и минимизации выбросов вредных веществ. Краткое содержание дисциплины: Механизм горения и методы распыла жидких топлив. Математическая модель и основные уравнения, описывающие горение жидких топлив. Модели турбулентности, используемые при численных расчетах. Статистическая модель распада, дисперсии и испарения капель при высокой турбулентности. Физическая модель задачи о распыле и дисперсии жидких топлив в камере сгорания при высокой турбулентности. Определение оптимальных параметров процесса горения жидких топлив в камере сгорания. Особенности многоструйного впрыска и его практическая реализация.

Академическое письмо
  • Количество кредитов - 2
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование навыков управления научно-исследовательской деятельностью, развивая техники представления фундаментальных и прикладных результатов в профильной области посредством научного анализа и современных ИКТ в виде научно-технических работ по требованиям ведущих рецензируемых международных изданий. Содержание: Основы методологии научного труда. Планирование и определение структуры научной статьи. Использование баз данных для литературного поиска.

Исследование аэродинамических и теплофизических характеристик тепломассопереноса в камерах сгорания
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дисциплина направлена на изучение аэродинамических и теплофизических характеристик процессов тепломассопереноса, происходящих в областях реальной геометрии (камеры сгорания) при сжигании в них энергетического топлива, и установление основных закономерностей и особенностей формирования аэродинамики течения, скоростных, температурных и концентрационных полей посредством новых численных методов 3-D моделирования, эффективных вычислительных алгоритмов и расчетных моделей. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. разработать физико-математическую и геометрическую модели, описывающие процессы тепломассопереноса с химическими превращениями, происходящие при горении пылеугольного топлива в камере сгорания энергетического котла и тестировать на огневой экспериментальной модели; 2. разработать физическую и геометрическую модели камеры сгорания действующих энергетических котлов с тангенциальной подачей пылеугольного топлива, отражающие основные элементы выбранной топочной камеры и реальный технологический процесс сжигания в ней пылеугольного топлива; 3. проводить комплексное исследование процессов турбулентного горения твердого топлива на основе трехмерных уравнений Навье-Стокса и уравнений тепломассопереноса с источниковыми членами при заданных начальных и граничных условиях, отвечающих реальной технологической схеме сжигания угля на ТЭЦ, посредством методов 3D-моделирования; 4. проводить вычислительные эксперименты по изучению влияния нелинейных эффектов теплового излучения, турбулентности, межфазного взаимодействия, многостадийности химических реакций, двухфазности среды на аэродинамику течения и характеристики тепломассопереноса в пылеугольном факеле; 5. определять основные характеристики процесса тепломассопереноса в камере сгорания: поля скоростей, давления, температуры, концентраций продуктов сгорания и вредных веществ, энергию химических реакций, турбулентные параметры течения по всему топочному пространству и на выходе из него и сравнивать полученные результаты c экспериментальными данными. Краткое содержание дисциплины: Основные методы исследования течений с физико-химическими превращениями. Методы математического моделирования процессов тепломассопереноса в высокотемпературных реагирующих течениях. Процесс горения твердого топлива и организация его сжигания в топочной камере. Моделирование турбулентности, двухфазности течения и теплообмена посредством излучения. Химическая модель горения твердого топлива. Методы решения уравнений математической модели, описывающие процесс горения твердого топлива.

Исследование аэродинамических и теплофизических характеристик тепломассопереноса в камерах сгорания
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование навыков исследования аэродинамических и теплофизических характеристик процессов тепломассопереноса, происходящих при сжигании энергетического топлива, и установление закономерностей формирования аэродинамики течения, скоростных, температурных и концентрационных полей посредством методов 3-D моделирования и эффективных вычислительных алгоритмов. Содержание: Методы математического моделирования процессов тепломассопереноса в высокотемпературных реагирующих течениях. Моделирование турбулентности и двухфазности течения.

Методы научных исследований
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование знаний о принципах, основных понятиях и законах, а также терминологии, содержании и специфических особенностях организации, и управлении научными исследованиями в технической физике по выбранному направлению подготовки. Содержание: Методология и методы научных исследований. Цель и задачи исследования, планирование и проведение эксперимента, обработка результатов измерений. Выводы научного исследования.

Написание и защита докторской диссертации
  • Количество кредитов - 12
  • Тип контроля - Докторская диссертация
  • Описание - Цель написания и защита докторской диссертации: оформления и защита докторской диссертации является формирование у докторантов способности раскрыть содержание научно-исследовательской работы для защиты диссертации. В ходе изучения курса сформировать у докторанта способности: 1. обосновать содержание новых научно-обоснованных теоретических и экспериментальных результатов, позволяющих решать теоретическую или прикладную задачу или являющихся крупным достижением в развитии конкретных научных направлений; 2. объяснить оценку полноты решений поставленных задач согласно специфике профессиональной сферы деятельности; 3. могут анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать перспективы реализации этих вариантов; 4. применять навыки написания научных текстов и представления их в виде научных публикаций и презентаций. 5. планировать и структурировать научный поиск, четко выделять исследовательскую проблему, разрабатывать план/программу и методы ее изучения, оформлять в соответствии с требованиями ГОСО научно-квалификационную работу в виде диссертации на соискание ученой степени доктора философии (PhD) по образовательной программе «8D07502 -Стандартизация и сертификация (по отраслям)». При изучении написания и защита докторской диссертации докторанты будут изучать следующие аспекты: Оформление документов для представления диссертации к защите. Информационная карта диссертации и регистрационно-учетная карточка (в формате Visio 2003). Выписка из протокола заседания учреждения, в котором проходила предварительная защита диссертации. Сопроводительное письмо в ВАК. Экспертное заключение о возможности опубликования автореферата. Экспертное заключение о возможности опубликования диссертации. Протокол заседания счетной комиссии. Бюллетень для голосования. Стенограмма заседания диссертационного совета. Список научных трудов. Отзыв официального оппонента. Отзыв ведущей организации. Отзыв научного руководителя.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

дисциплины

Актуальные проблемы тепломассопереноса
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование навыков анализа тепломассопереноса при сжигании топлив, поиска эффективных, экологически чистых технологий воспламенения и стабилизации горения топлив, физико-химических закономерностей плазменной термохимической подготовки топлив к сжиганию в энергетических котлах. Содержание: Современное состояние проблемы сжигания и переработки энергетических углей. Теоретические и экспериментальные методы исследования плазменных процессов воспламенения и термохимической подготовки углей.

Актуальные проблемы тепломассопереноса
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: обобщение знаний о тепловых процессах в технических системах, технологических процессах и в природе, об основных механизмах теплообмена, термодинамики влажного воздуха для расчета процессов теплообмена в теплообменных аппаратах и системах. Аннотация дисциплины: Актуальность вопросов расчета процессов теплообмена в технических системах. Капельная и пленочная конденсация. Классификация теплообменных аппаратов. Конструктивные типы аппаратов. Конструкторский и поверочный расчеты рекуперативных теплообменных аппаратов

Двумерное моделирование процессов конвективного тепломассопереноса
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование навыков двумерного моделирования процессов конвективного тепломассопереноса, численных методов расчета турбулентных неизотермических реагирующих течений, происходящих в областях реальной геометрии и анализа процессов тепломассопереноса при сжигании твердого топлива в промышленных котлах. Содержание: Двумерное моделирование процессов конвективного тепломассопереноса. Уравнения тепломассопереноса с учетом горения. Численно-аналитические методы решения задач сложных турбулентных течений.

Двумерное моделирование процессов конвективного тепломассопереноса
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: применение основ теории конвективного тепломассопереноса и методов расчета турбулентных неизотермических реагирующих течений, происходящих в областях реальной геометрии для анализа процессов тепломассопереноса при сжигании твердого топлива в промышленных котлах. Аннотация дисциплины: Трехмерное моделирование процессов конвективного тепломассопереноса с учетом горения и модели турбулентности. Тепломассоперенос при горении турбулентной газовой струи топлива в канале. Схема Нуссельта и построение уравнений подобия для описания конвективного теплообмена.

Избранные вопросы теории конвективного теплообмена
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование компетенций, необходимых для осуществления расчетно-теоретических исследований с целью выработки рекомендаций по прочностным и силовым свойствам конструкций, с последующей разработкой методологических основ и принципов проведения расчетов при проектировании и эксплуатации двигателей и теплофизических объектов. Содержание: Конвективный теплообмен. Теплообмен излучением. Основы теплового и гидравлического расчёта теплофизических установок. Теплопроводность.

Компьютерное моделирование технических задач
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: Формирование навыков использования компьютерных технологий в процессе научных исследований при решении технических задач в области технической физики на основе современных принципов моделирования, построения статических и динамических моделей с использованием современных программных средств. Содержание: Основные этапы математического моделирования. Задачи имитационного моделирования. Преимущества и недостатки имитационного моделирования. Математическая модель турбулентного тепломассопереноса.

Топливо и технологии его "чистого" сжигания
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: формирование у докторантов теоретических знаний о принципах «чистого» сжигания различных видов топлива, необходимых для решения теоретических и практических задач в их профессиональной деятельности. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. пользоваться технической литературой; логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь; самостоятельно принимать решения в рамках своей профессиональной компетенции; 2. использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики; 3. владеть навыками использования основных законов в профессиональной деятельности; применения методов моделирования, теоретического и экспериментального исследования; 4. владеть навыками анализа научно-технической информации, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования; 5. формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчета с его публикацией и публичной защитой; 6. применять методы графического представления объектов теплоэнергетики, схем и систем. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: Выбор типа и числа горелок, аэродинамическая схема организации сжигания топлива. Тепловые характеристики топок, расчёты зоны активного горения топок, механизированные топки: с пневмомеханическим забрасывателем и решеткой из поворотных колосников, с неподвижной колосниковой решеткой и шурующей планкой, с наклонно-переталкивающими колосниками, с подвижной цепной решеткой. Позонный расчет теплообмена в топке. Исходные данные и цели расчета. Особенности деления топки на зоны. Основные расчетные формулы. Методика расчета. Критерий сходимости расчета.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

ПРАКТИКИ

Исследовательская
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.

Педагогическая
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Формирование практических и учебно-методических навыков проведения лекционных, семинарских занятий, творчески применять в педагогической деятельности научно-теоретические знания, практические навыки, проводить учебные занятия по дисциплинам специальности; владеть современными профессиональными приемами, методами организации обучения; использовать на практике новейшие теоретические, методологические достижения, составлять учебно-методическую документацию, организовывать воспитательную работу со студентами.

Приведены данные за 2021-2024 гг.