Докторантура PhD
Название:
Техническая физика
Факультет:
Физико-технический
Квалификация:
- Научно-педагогическое направление - доктор философии (PhD)
- Модель выпускника
-
Обязательные
дисциплины
-
Элективные
дисциплины
- Практики
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.
-
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.
-
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.
-
Методы научных исследований
- Количество кредитов: 3
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель изучения дисциплины: 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.
В результате изучения дисциплины докторант будет способен:
1. анализировать и оценивать современные научные достижения в области теплофизики, криотехнологии, энергетики;
2. владеть методологией теоретических и экспериментальных исследований с учетом особенностей выбранной области;
3. использовать современные информационно-коммуникационные технологии и современные базы данных (Clarivate Analytics, Scopus, РИНЦ и др.);
4. составлять аналитические обзоры по научно-техническим проблемам;
5. генерировать новые идеи при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях.
При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты:
Основные технологии, операции, практические методы и приемы проведения научных исследований на базе современных достижений отечественных и зарубежных ученых в области 3D моделирования тепломассопереноса при горении топлива. Технологии оптимизации энергетических процессов; процессов, происходящих в криогенных установках. Диффузионная неустойчивость. Возобновляемые источники энергии. Обоснование темы научного исследования. Научный поиск, анализ, эксперимент, обработка данных, получение обоснованных эффективных решений с использованием информационных технологий и современных баз данных, таких как Clarivate Analytics, Scopus, РИНЦ и др. Методология и методы научных исследований, а также способы их организации при проведении исследования в области теплофизики, криофизики и энергетики. Цель и задачи исследования, планирование и проведение эксперимента, обработка результатов измерений, сопоставление результатов эксперимента с теоретическими моделями. Выводы научного исследования. Подготовка доклада, статьи по результатам научного исследования, соответствующих всем требованиям журналов, входящих в базы данных Web of science и Scopus.
-
Академическое письмо
- Количество кредитов: 2
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: Формирование у докторантов навыков управления научно-исследовательской деятельностью за счет развития техники представления полученных фундаментальных и прикладных результатов в соответствующей профильной области посредством научного анализа и современных информационно-коммуникационных технологий в виде различных научно-технических письменных работ в соответствии с требованиями ведущих рецензируемых международных изданий, имеющих ненулевой импакт-фактор, входящих в базы данных Clarivate Analytics (Web of Science Core Collection) и Scopus.
В результате изучения дисциплины докторант будет способен:
1. определять основные структурные элементы научной статьи по их функциям, правильно оформлять библиографический список в научной работе, цитирование и ссылки на использованную литературу, специально отобранную по теме исследования, используя библиотечные каталоги, справочную литературу, электронные базы данных во всемирной информационной сети;
2. формулировать цели и задачи исследования на основе переосмысления накопленного научного и профессионального опыта, используя научный стиль изложения, построения логической структуры собственного научного текста и оперируя базовыми логическими методами анализа посредством распознавания и разграничения авторской позиции по различным вопросам;
3. корректно излагать полученные результаты научно-исследовательской деятельности, соблюдая принципы академической этики, определяемые авторским правом, и применяя принципы построения успешной аргументации и условия их использования с глубоким пониманием личной ответственности за достоверность результатов своей научной работы;
4. использовать методологические основы научного исследования, аппарат и алгоритмы анализа инновационного развития науки и техники, методику оценки наиболее важных статистических показателей и научно-технических процессов, сравнительного анализа явлений и инновационных стратегий при экспертизе технической документаций, необходимой для подготовки отчетов и формирования заявок инновационных проектов с последующим составлением технических заданий и спецификаций;
5. разрабатывать практические рекомендации по внедрению результатов научно-исследовательской деятельности в учебный процесс и производство на основе осуществления методологического обоснования и оценки эффективности научной деятельности в зависимости от требований к качеству продукции, издержек и потребностей производства.
При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: Основы методологии и методики научного труда. Планирование и определение структуры научной статьи. Подготовка и публикация статьи в рецензируемых журналах. Требования редакционной комиссии журнала к публикации по профилю. Определение темы, подбор источников, группировка библиографического списка. Анализ и обобщение литературы по теме. Композиция и вспомогательный научный аппарат публикации. Академизм изложения. Заглавие, ключевые слова, резюме. Обязательность ссылок и сносок на труды предшественников и коллег. Цитирование. Основные правила поведения в устном споре и в письменной полемике. Логика доказательств правоты. Рецензии, отзывы и критические обзоры. Самокритичность, признание совершенных ошибок. Плагиат и борьба с этим негативным явлением. Перечень научных изданий, рекомендуемых для публикации основных результатов научной деятельности. База данных «Scopus». База данных «Web of Knowledge». Использование баз данных для литературного поиска. Показатели эффективности публикаций. Индекс цитируемости авторов (индекс Хирша). Импакт-фактор журналов Journal Citation Reports (JCR) по базе данных Web of Science. SCIMago Journal Rank (SJR) процентиль по базе данных Scopus (CiteScore).
-
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.
-
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.
-
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
-
Компьютерное моделирование технических задач
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: формирование углубленных навыков владения методами компьютерных технологий для построений статических и динамических моделей при анализе и обработке результатов рассматриваемых научных, технических, фундаментальных и прикладных задач.
В результате изучения дисциплины докторант будет способен:
1. выполнять физико-технические научные исследования с использованием стандартных и специально разработанных инструментальных, программных средств и пакетов прикладных программ;
2. проводить анализ модели для оптимизации параметров исследуемого объекта в сфере своей профессиональной деятельности и включать новые функции или изменять режимы моделирования, в том числе и под модифицированную среду;
3. использовать методы моделирования для описания закономерностей технологических процессов и их оптимизации;
4. обосновывать полезность и принятие решения, выбор и описание критериев адекватности, устойчивости, эффективности и идентификации модели объекта при проведении вычислительных экспериментов;
5. применять методы математического анализа и компьютерного моделирования для постановки и решения задач по развитию, внедрению и коммерциализации новых наукоемких технологий.
При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты:
Математическая модель. Классификация моделей. Основные этапы математического моделирования. Задачи имитационного моделирования. Построение статических и динамических моделей с использованием современных программных средств. Области применения моделей. Этапы построения моделей. Преимущества и недостатки имитационного моделирования. Эксперименты с физическими моделями. Исследование процессов сжигания энергетического топлива с целью производства энергии и тепла. Математические/численные модели. Математическая модель турбулентного тепломассопереноса. Уравнение непрерывности и закон сохранения импульса. Уравнение энергии. Уравнение для компоненты. Осреднение Рейнольса. Группа к-ε моделей турбулентности. Метод Монте Карло. Дифференциальное приближение.
-
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.
Приведены данные за 2021-2024 гг.
-
Педагогическая
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель дисциплины: формирование способности осуществлять педагогическую деятельность в вузах, проектировать образовательный процесс и проводить отдельные виды учебных занятий с использованием инновационных образовательных технологий.
-
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.
Приведены данные за 2021-2024 гг.
