Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Российский государственный гидрометеорологический университет»

в г. Туапсе

УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель директора по учебной работе

(руководитель структурного подразделения)

(в состав которого входит кафедра-составитель)

__________________

«__»______________20_г.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Гидродинамические прогнозы»

по направлению (специальности) 020602 «Метеорология»

Форма обучения очная Блок дисциплин СД. Ф.11

Всего учебных занятий,

(в академических часах)

в том числе:

аудиторных, из них:

лекций

лабораторных

самостоятельных (КСР)

100

60

30

30

37(3)

Отчетность

Курсовой проект (работа)

Экзамен

-

8 семестр

Туапсе

2013г.

Рабочая программа составлена на основании ГОС ВО и учебного плана Филиала РГГМУ в г. Туапсе специальности (направления) 020602 «Метеорология»

на кафедре «Метеорологии и природопользования».

Составители рабочей программы

доцент, к. т.н. _________________

(должность, ученое звание, степень) (подпись) (Ф. И. О.)

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Метеорологии и природопользования»

Протокол заседания № ___от «__»___ 20__ г.

Заведующий кафедрой

«___»________20__г. _________________

(подпись) (Ф. И. О.)

Согласовано с научно-методической комиссией

Председатель научно-методической комиссии

«___»________20__г. _________________

(подпись) (Ф. И. О.)

Выписка из ГОС ВО по направлению подготовки дипломированного специалиста 020602 «Метеорология»:

Индекс

Наименование дисциплины и ее основные разделы

Всего часов

СД. Ф.11

Гидродинамические прогнозы:

Предмет и задачи дисциплины. История развития гидродинамических методов прогноза погоды. Многомасштабность атмосферных процессов и их классификация. Погодообразующие процессы и метеорологические шумы. Замкнутая система уравнений гидротермодинамики атмосферы и ее особенности.

Формулировка задачи гидродинамического прогноза погоды. Гидростатическое, геострофическое и адиабатическое приближения. Начальные условия. Боковые граничные условия. Граничные условия по вертикали. Принципиальная схема гидродинамического прогноза. Классификация гидродинамических прогнозов по заблаговременности. Интегрирование диагностических уравнений по вертикали.

Системы координат по горизонтальным координатам – сферическая и декартова. Картографические проекции, используемые в атмосферных моделях. Масштабный множитель. Уравнения гидротермодинамики атмосферы в системе координат с произвольной вертикальной координатой. Системы координат по вертикали, используемые в гидродинамических моделях атмосферы (декартова, изобарическая, сигма, гибридная). Достоинства и недостатки различных систем координат (вертикальных и горизонтальных), их сравнительный анализ. Преодоление недостатков различных координатных систем.

Уравнение вихря скорости. Уравнение дивергенции. Уравнение вихря скорости в квазигеострофическом приближении. Баротропная квазигеострофическая модель атмосферы. Сеточный метод решения уравнения модели. Метод итераций. Начальные и граничные условия. Принципиальная схема прогноза поля геопотенциала на среднем уровне. Квазисоленоидальные модели.

Вывод уравнения модели «мелкой воды». Уравнения модели «мелкой воды» в σ-системе координат. Принципиальная схема прогноза по уравнениям модели «мелкой воды». Начальные и граничные условия.

Интегральные инварианты гидродинамических моделей атмосферы: основные положения, ограничения, применение. Вывод интегральных инвариантов нелинейного уравнения адвекции. Консервативные схемы интегрирования уравнений. Вывод интегральных инвариантов модели «мелкой воды». Интегральные инварианты бароклинных моделей атмосферы в различных системах координат. Построение моделей, обладающих инвариантами. Бокс метод: вывод уравнений, достоинства, недостатки, граничные условия.

Метод расщепления: основные положения, принципиальная схема прогноза, достоинства, недостатки, ограничения на использование. Реализация метода расщепления на примере уравнений модели «мелкой воды». Методы решения системы уравнений адвекции и адаптации. Начальные и граничные условия. Явные, неявные и полунеявные схемы интегрирования уравнений гидродинамических моделей атмосферы: принципиальная схема прогноза, достоинства, недостатки.

Расшатанные по пространству и времени сетки. Классификация сеток по Аракаве. Стандартные операторы дифференцирования и сглаживания. Конечно-разностная аппроксимация полных уравнений и уравнений модели «мелкой воды» на расшатанных сетках. Вычислительная дисперсия.

Анализ устойчивости и дисперсионных свойств конечно-разностных схем, аппроксимирующих уравнения модели «мелкой воды» на расшатанных сетках. Сравнительный анализ точности описания скоростей на различных сетках.

Нелинейная вычислительная неустойчивость и методы борьбы с ней.

Особенности гидродинамического прогноза на ограниченной территории. Постановка граничных условий. Телескопизация.

Основы метода сеток. Дискретизация пространства и времени. Равномерные и неравномерные сетки. Конечно-разностные аналоги производных. Ошибка аппроксимации производных, порядок, точность, вязкость, согласованность. Повышение порядка точности аппроксимации.

Конечно-разностные схемы высокого порядка точности. Повышение точности аппроксимации схем центральных разностей за счет привлечения дополнительных точек. Повышение точности аппроксимации схем направленных разностей против потока. Устойчивость конечно-разностных схем высоких порядков точности. Диссипативные свойства конечно-разностных схем высоких порядков точности.

Линейное уравнение адвекции. Точное решение уравнения адвекции. Принципиальная схема прогноза. Различные способы аппроксимации.

Анализ ошибок аппроксимации, порядка точности, вычислительной вязкости, согласованности конечно разностных схем на примере линейного уравнения адвекции.

Явные, неявные, полунеявные схемы интегрирования. Двухуровенные и трехуровенные схемы интегрирования по времени. Одношаговые и многошаговые схемы интегрирования. Схемы типа «предиктор-корректор». Принципиальная схема прогноза по явной и неявной схемам интегрирования. Метод итераций. Метод прогонки. Физические и вычислительные начальные условия.

Устойчивость конечно-разностных схем интегрирования. Методы анализа устойчивости. Прямой метод. Энергетический метод. Метод Неймана. Анализ устойчивости двухуровенных и трехуровенных схем. Анализ устойчивости явных и неявных схем. Сравнительный анализ устойчивости схем с использованием центральных и направленных разностей. Сравнительный анализ устойчивости явных и неявных схем интегрирования. Анализ устойчивости двухшаговых схем.

Фазовая и групповая скорости. Вычислительная дисперсия. Анализ искажения скоростей при аппроксимации уравнения адвекции конечно-разностными схемами.

Уравнение колебания. Уравнение трения. Точное решение. Аппроксимация различными конечно-разностными схемами. Анализ устойчивости методом Неймана. Анализ изменения фазы колебания.

Нелинейное уравнение адвекции. Особенности интегрирования. Нелинейное взаимодействие. Ошибки ложного представления. Нелинейная вычислительная неустойчивость. Методы подавления и предотвращения нелинейной вычислительной неустойчивости. Фильтрация. Сглаживание. Консервативные схемы.

100

1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью преподавания гидродинамических прогнозов является подготовка инженеров-метеорологов, владеющих знаниями в объеме, необходимом для глубокого понимания принципов построения и функционирования гидродинамических моделей атмосферы, способных грамотно использовать результаты моделирования.

Задачей изучения дисциплины является изучение физических основ построения гидродинамических моделей атмосферы, изучение методов решения уравнений гидротермодинамики атмосферы, приобретение практических навыков по созданию и использованию адиабатических моделей атмосферы.

1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе

Курс «Гидродинамические прогнозы» является одним из базовых курсов в системе образования специалистов в области метеорологии. Гидродинамическое моделирование – один из самых эффективных и быстроразвивающихся методов изучения и прогнозирования атмосферных процессов.

1.3. Связь с предшествующими дисциплинами

Изучение курса «Гидродинамические прогнозы» базируется на зна­ниях полученных студентами при прохождении курсов физики, математи­ки, механики жидкости и газа, физики атмосферы, динамической метеорологии и др.

1.4. Связь с последующими дисциплинами

Знания, полу­ченные при изучении курса «Гидродинамические прогнозы», применя­ются при изучении ряда дисциплин специализации.

2. Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен

иметь представление:

о перспективных направлениях развития гидродинамических прогнозах погоды, методических разработках, повышающих качество моделирования атмосферных процессов;

знать:

- физическую и математическую постановку задачи гидродинамического прогноза погоды на основе уравнений гидротермодинамики атмосферы;

- методы аппроксимации уравнений с помощью конечных разностей;

- методы анализа конечно-разностных схем;

- способы борьбы с вычислительными ошибками, возникающими при интегрировании уравнений гидротермодинамики атмосферы численными методами;

- численные методы интегрирования уравнений прогностических моделей;

- особенности интегрирования уравнений гидротермодинамики атмосферы на ограниченной территории;

уметь:

- разрабатывать алгоритмы гидродинамического прогноза погоды;

- аппроксимировать уравнения в частных производных конечными разностями;

- анализировать ошибки конечно-разностных схем;

- осмысленно использовать результаты гидродинамического прогноза в синоптической практике.

3. Распределение учебных занятий по семестрам и тематический план дисциплины

Таблица 1

Распределение видов и часов занятий по семестрам

Вид занятий

Количество часов в семестр

Всего

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Лекции

Лабораторные работы

Практические

(семинарские) занятия

Самостоятельная работа, в т. ч.

- курсовой проект (работа)

- контрольная работа

- экзамен (сем.)

- зачет (сем.)

Итого

30

30

40

8

100

Таблица 2

Тематический план изучения дисциплины

№

Наименование разделов

Количество часов

Всего

часов

Аудиторных

Самостоятельных (в том числе контроль
СРС*

Лекции

Практ. (сем.) занятия

Лабораторные

работы

1

Система уравнений гидротермодинамики атмосферы.

2

2

2

Постановка задачи гидродинамического прогноза погоды.

4

2

6

3

Системы координат, используемые в гидродинамических моделях атмосферы.

4

2

6

4

Фильтрование модели атмосферы.

2

2

4

5

Модель «мелкой воды».

2

2

4

6

Инварианты гидродинамических моделей атмосферы. Бокс метод.

4

2

6

7

Метод расщепления. Методы (явные, неявные, полунеявные) интегрирования уравнений гидротермодинамики атмосферы.

2

2

4

8

Расшатанные сетки. Дисперсионные свойства.

2

2

4

9

Анализ устойчивости и дисперсионных свойств уравнений адаптации.

2

2

4

10

Методы борьбы с нелинейной вычислительной неустойчивостью.

4

2

6

11

Постановка задачи регионального гидродинамического прогноза.

2

2

4

12

Метод сеток. Конечно-разностные аналоги производных.

4

2

6

13

Повышение порядка точности аппроксимации.

2

2

4

14

Метод шагов во времени

2

2

4

15

Анализ ошибок, возникающих при аппроксимации линейного уравнения адвекции конечными разностями.

4

2

6

16

Схемы интегрирования по времени.

2

1(1)

3(1)

17

Устойчивость конечно-разностных схем.

4

1(1)

5(1)

18

Анализ дисперсионных свойств.

2

2

4

19

Уравнения колебаний и трения. Конечно-разностная аппроксимация и анализ. Анализ изменения фазы решения.

4

1(1)

5(1)

20

Нелинейное уравнение адвекции. Нелинейная вычислительная неустойчивость.

4

2

6

21

Аппроксимация уравнений модели «мелкой воды» на расшатанных и нерасшатанных сетках

2

2

4

Итого часов

30

30

37(3)

97(3)

4. Содержание дисциплины

4.1. Теоретический курс

Таблица 3

Теоретический курс

Раздел, тема учебной дисциплины,
содержание темы

Номер

лекции

Количество часов

лекции

СРС

1

2

3

4

ВОСЬМОЙ СЕМЕСТР

Раздел 1. Система уравнений гидротермодинамики атмосферы.

Тема 1.1. Предмет и задачи дисциплины. История развития гидродинамических методов прогноза погоды. 1.2. Многомасштабность атмосферных процессов и их классификация. Погодообразующие процессы и метеорологические шумы.

1.3. Замкнутая система уравнений гидротермодинамики атмосферы и ее особенности.

Раздел 2. Постановка задачи гидродинамического прогноза погоды.

Тема 2.1. Формулировка задачи гидродинамического прогноза погоды. Гидростатическое, геострофическое и адиабатическое приближения. Начальные условия. Боковые граничные условия. Граничные условия по вертикали.

2.2. Принципиальная схема гидродинамического прогноза. Классификация гидродинамических прогнозов по заблаговременности. Интегрирование диагностических уравнений по вертикали.

Раздел 3. Системы координат, используемые в гидродинамических моделях атмосферы.

Тема 3.1. Системы координат по горизонтальным координатам – сферическая и декартова. Картографические проекции, используемые в атмосферных моделях. Масштабный множитель. Уравнения гидротермодинамики атмосферы в системе координат с произвольной вертикальной координатой.

Тема 3.2. Системы координат по вертикали, используемые в гидродинамических моделях атмосферы (декартова, изобарическая, сигма, гибридная). Достоинства и недостатки различных систем координат (вертикальных и горизонтальных), их сравнительный анализ. Преодоление недостатков различных координатных систем.

Раздел 4. Фильтрование модели атмосферы.

Тема 4.1. Уравнение вихря скорости. Уравнение дивергенции. Уравнение вихря скорости в квазигеострофическом приближении. Баротропная квазигеострофическая модель атмосферы.

4.2. Сеточный метод решения уравнения модели. Метод итераций. Начальные и граничные условия. Принципиальная схема прогноза поля геопотенциала на среднем уровне. Квазисоленоидальные модели.

Раздел 5. Модель «мелкой воды».

Тема 5.1. Вывод уравнения модели «мелкой воды». Уравнения модели «мелкой воды» в σ-системе координат. Принципиальная схема прогноза по уравнениям модели «мелкой воды». Начальные и граничные условия.

Раздел 6. Инварианты гидродинамических моделей атмосферы. Бокс метод

Тема 6.1. Интегральные инварианты гидродинамических моделей атмосферы: основные положения, ограничения, применение. Вывод интегральных инвариантов нелинейного уравнения адвекции. Консервативные схемы интегрирования уравнений.

6.1.1. Вывод интегральных инвариантов модели «мелкой воды». Интегральные инварианты бароклинных моделей атмосферы в различных системах координат. Построение моделей, обладающих инвариантами.

6.2. Бокс метод: вывод уравнений, достоинства, недостатки, граничные условия.

Раздел 7. Метод расщепления. Методы (явные, неявные, полунеявные) интегрирования уравнений гидротермодинамики атмосферы.

Тема 7.1. Метод расщепления: основные положения, принципиальная схема прогноза, достоинства, недостатки, ограничения на использование. Реализация метода расщепления на примере уравнений модели «мелкой воды».

Тема 7.2. Методы решения системы уравнений адвекции и адаптации. Начальные и граничные условия. Явные, неявные и полунеявные схемы интегрирования уравнений гидродинамических моделей атмосферы: принципиальная схема прогноза, достоинства, недостатки.

Раздел 8. Расшатанные сетки. Дисперсионные свойства.

Тема 8.1. Расшатанные по пространству и времени сетки. Классификация сеток по Аракаве. Стандартные операторы дифференцирования и сглаживания.

Тема 8.2. Конечно-разностная аппроксимация полных уравнений и уравнений модели «мелкой воды» на расшатанных сетках. Вычислительная дисперсия.

Раздел 9. Анализ устойчивости и дисперсионных свойств уравнений адаптации.

Тема 9.1. Анализ устойчивости и дисперсионных свойств конечно-разностных схем, аппроксимирующих уравнения модели «мелкой воды» на расшатанных сетках. Сравнительный анализ точности описания скоростей на различных сетках.

Раздел 10. Нелинейная вычислительная неустойчивость и методы борьбы с ней.

Тема 10.1. Нелинейная вычислительная неустойчивость и методы борьбы с ней.

Раздел 11. Постановка задачи регионального гидродинамического прогноза.

Тема 11.1. Особенности гидродинамического прогноза на ограниченной территории. Постановка граничных условий. Телескопизация.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13,14

15

0.5

0.5

1

2

2

2

2

1

1

2

1

1

2

1

1

1

1

2

4

2

2

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

1

1

1

2

1

1

4.2. Практические (семинарские) занятия

Практические (семинарские) занятия учебным планом не предусмотрены

4.3. Лабораторные занятия

Таблица 4

Лабораторные работы

Номер заня

тия

Наименование лабораторной
работы

Номер

раздела, тема дисциплины

Формы контроля выполнения работы*

Объем в часах

Ауди-торных

СРС

1

Метод сеток. Конечно-разностные аналоги производных.

Отчет и защита лабораторной работы

4

1(1)

2

Повышение порядка точности аппроксимации.

Отчет и защита лабораторной работы

2

2

3

Метод шагов во времени

Отчет и защита лабораторной работы

2

1(1)

4

Анализ ошибок, возникающих при аппроксимации линейного уравнения адвекции конечными разностями.

Отчет и защита лабораторной работы

4

1(1)

5

Схемы интегрирования по времени.

Отчет и защита лабораторной работы

2

1(1)

6

Устойчивость конечно-разностных схем.

Отчет и защита лабораторной работы

4

1(1)

7

Анализ дисперсионных свойств.

Отчет и защита лабораторной работы

2

2

8

Уравнения колебаний и трения. Конечно-разностная аппроксимация и анализ. Анализ изменения фазы решения.

Отчет и защита лабораторной работы

4

1(1)

9

Нелинейное уравнение адвекции. Нелинейная вычислительная неустойчивость.

Отчет и защита лабораторной работы

4

2

10

Аппроксимация уравнений модели «мелкой воды» на расшатанных и нерасшатанных сетках

Отчет и защита лабораторной работы

2

2

ИТОГО

30

20(6)

4.4. Курсовой проект (работа)

Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

4.5. Самостоятельная работа студентов

Таблица 6

Программа самостоятельной работы студентов

Номера
разделов и тем дис-
циплины

Виды СРС

Сроки выполнения

Формы конт-роля

СРС

Объём,
часов

Раздел 1.

Тема 1.3.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

2

Раздел 2.

Тема 2.1.

Тема 2.2.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

1

1

Раздел 5.

Тема 5.1.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

2

Раздел 6.

Тема 6.1.

Тема 6.2.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

1

1

Раздел 7.

Тема 7.1.

Тема 7.2.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

1

1

Раздел 8.

Тема 8.1.

Тема 8.2.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

1

1

Раздел 9.

Тема 9.1.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

2

Раздел 10.

Тема 6.1.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

1

Раздел 11.

Тема 11.1.

Проработка учебного материала, изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города, изучение темы для самостоятельного освоения

В течение недели после тематической лекции

Контрольные вопросы

1

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

5.1. Перечень рекомендуемой литературы

Основная литература:

1.  Белов , , Панин методы прогноза погоды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989.

2.  Белов Белов методы прогноза погоды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975.

Дополнительная литература:

3.  , Анискина и прогноз для авиации. СПб.: РГГМИ, 2001.

4.  Численные методы, используемы в атмосферных моделях. – М.: Наука, 1977.

5.  Численные методы, используемы в атмосферных моделях. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989.

5.2. Методические рекомендации (материалы) преподавателю

По дисциплине «Гидродинамические прогнозы» учебным планом предусмотрены следующие виды учебных занятий: лекции и лабораторные работы.

Лекции являются одним из основных методов обучения и должны решать следующие задачи:

·  изложение важнейшего материала программы курса, освещающего основные моменты;

·  формирование у студентов потребности к самостоятельной работе над учебной и научной литературой.

Методика чтения лекций зависит от этапа изучения предмета и уровня общей подготовки обучающихся, форма ее проведения - от характера темы и содержания материала.

Главной задачей каждой лекции является раскрытие сущности темы и анализ ее главных положений. Рекомендуется на первой лекции довести до внимания студентов структуру курса и его разделы, а в дальнейшем указывать начало каждого раздела, суть и его задачи, а, закончив изложение, подводить итог по этому разделу, чтобы связать его со следующим.

Содержание лекций определяется рабочей программой курса. Каждая лекция должна охватывать и исчерпывать определенную тему курса и представлять собой логически законченную работу.

Целями проведения лабораторных работ являются:

·  установление связей теории с практикой в форме экспериментального подтверждения положений теории;

·  обучение студентов умению анализировать полученные результаты;

·  контроль самостоятельной работы студентов по освоению курса;

·  обучение навыкам профессиональной деятельности.

Цели лабораторного практикума достигаются наилучшим образом в том случае, если выполнению эксперимента предшествует определенная подготовительная внеаудиторная работа. Поэтому преподаватель должен стимулировать целенаправленную домашнюю подготовку.

Перед началом очередного занятия преподаватель должен удостовериться в готовности студентов к выполнению лабораторной работы путем короткого собеседования и проверки наличия у студентов заготовленных протоколов проведения работы.

5.3. Методические рекомендации студентам

При изучении дисциплины «Гидродинамические прогнозы» студент может использовать материалы, находящиеся в электронной библиотеке филиала (папка «Гидродинамические прогнозы»), в студенческой библиотеке филиала, а также в городской библиотеке. Кроме того, в сети интернет можно найти соответствующую информацию по многим темам курса.

Главной целью лабораторных работ является установление тесных взаимосвязей теоретического курса с практикой. При подготовке к выполнению лабораторных работ студент должен изучить теоретический материал по теме лабораторной работы и подготовить отчет по лабораторной работе.

Предварительная подготовка студента к лабораторному занятию проводится на лекциях, в процессе самостоятельной работы с обязательной и дополнительной литературой.

Значительная часть программного материала учебных дисциплин изучается студентами самостоятельно. Самостоятельная работа преследует две цели:

·  научить студентов работать самостоятельно, что необходимо для развития у будущих специалистов навыков творческого мышления;

·  научить студентов получать знания путем самообразования, например, в виде индивидуальной работы под руководством преподавателя.

Ниже предлагаются некоторые формы организации самообразования.

1.  Изучение разделов или тем дисциплины по учебникам или учебным пособиям. Результаты этой работы проверяются по выполненным индивидуальным заданиям

2.  Усвоение части лекции по раздаточному материалу, что позволяет преподавателю уделить больше внимания изложению основного материала. Результаты данной работы проверяются на соответствующих этапах рейтинг-контроля.

3.  Работы с автоматизированными обучающими и контролирующими системами как в рамках лекционных занятий, так и в рамках подготовки к лабораторным работам или практическим занятиям.

4.  Работа над разделами или темами дисциплины по специальной или научной литературе. Ее результаты проверяются на соответствующих этапах рейтинг-контроля.

6. Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля

В соответствие с положением филиала РГГМУ в г. Туапсе «О модульной системе обучения», утвержденной ученым советом филиала 3 июля 2007 г., протокол № 15.

Основные принципы формирования рейтинговой оценки:

1. Максимальная сумма рейтинговых баллов, полученных студентом по результатам любого вида контроля и в целом по всей учебной дисциплине в семестре, составляет 100 баллов.

2. Пересчет оценки в баллах по любому виду контроля в академическую оценку осуществляется по единой методике на основе специально разработанной интервальной шкалы перевода.

3. Итоговая академическая оценка студента по дисциплине за семестр определяется общей рейтинговой оценкой. Общая рейтинговая оценка студента по учебной дисциплине за семестр складывается из накопительного рейтинга, который формируется в процессе учебной деятельности студента в семестре, и экзаменационного рейтинга (экзаменационная оценка в баллах).

4. В свою очередь формирование накопительного рейтинга также осуществляется по двум составляющим: текущий рейтинг (активность аудиторной и ритмичность самостоятельной работы), промежуточный рейтинг (объем и качество усвоения учебного материала модуля, оценка работы над заданиями творческой компоненты).

5. По результатам успешной и ритмичной учебной деятельности в течении семестра студентам может быть выставлена оценка по дисциплине без сдачи экзамена (оценка – «автомат»).

6. Формирование рейтинга студента по любой дисциплине осуществляется по единой для всего вуза методике.

КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛИ

КОЛ-ВО ЧАСОВ

КОЛ-ВО ТЕСТОВ, К/Р

БАЛЛЫ

ИТОГО

Входной рейтинг

1

5

5

Посещение

в т. ч. лекции

практические занятия

54

36

18

0,6

32

Тесты по модулям

4

10

40

Активность на занятиях

5

5

Итоговый тест

1

18

ИТОГО

100

РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛИ

60-72% «УДОВЛЕТВ.»

73-85% «ХОРОШО»

86-100% «ОТЛИЧНО»

Входной рейтинг

3

3,6

4,3

Посещение

19,2

23,4

27,5

Тесты по модулям

24

29,2

34,4

Активность на занятиях

3

3,6

4,3

Итоговый тест

10,8

13,2

15,5

Итого минимальное количество баллов

60

73

86

Формы контроля практических (семинарских) занятий представлены в таблице 4 раздела 4.2 рабочей программы. Формы контроля усвоения разделов и тем рабочей программы, выделенных для самостоятельного изучения представлены в таблице 6 раздела 4.5.

Итоговой формой контроля по дисциплине «Гидродинамические прогнозы» является экзамен. При проведении экзаменов, устанавливаются единые критерии экзаменационных оценок:

·  «отлично» - выставляется студенту, показавшему полные знания учебной программы дисциплины, умение уверенно применять их на практике;

·  «хорошо» - выставляется студенту, показавшему полные знания учебной программы дисциплины, умение применять их на практике и допустившему в ответе некоторые несущественные неточности;

·  «удовлетворительно» - выставляется студенту, показавшему фрагментарный, разрозненный характер знаний, при этом он владеет основными разделами учебной программы, необходимыми для дальнейшего обучения и может применять полученные знания по образцу в стандартной ситуации;

·  «неудовлетворительно» - выставляется студенту, ответ которого содержит существенные пробелы в знании основного содержания учебной программы дисциплины и не умеющего использовать полученные знания при решении практических задач.

7.  Экзаменационные вопросы по дисциплине «Гидродинамические прогнозы»

1.  Классификация атмосферных процессов

2.  Система уравнений в декартовой системе координат

3.  Система уравнений в изобарической системе координат

4.  Система уравнений в изобарической системе координат

5.  Система уравнений в σ-системе координат

6.  Метод шагов по времени

7.  Конечно-разностные аналоги производных

8.  Линейное уравнение адвекции (точное решение)

9.  Расшатанные сетки. Их классификация

10.  Одношаговые и многошаговые схемы интегрирования

11.  Стандартные операторы дифференцирования и сглаживания

12.  Ошибка аппроксимации и согласованность конечно-разностных схем

13.  Схемы типа «предиктор-корректор»

14.  Вычислительная неустойчивость и методы борьбы с ней

15.  Баротропная квазигеострофическая модель атмосферы

16.  Квазисоленоидальные модели

17.  Уравнение вихря скорости

18.  Уравнение вихря скорости в квазигеострофическом приближении

19.  Метод расщепления

20.  Уравнение дивергенции

21.  Уравнение модели «мелкой воды»

22.  Уравнение дивергенции

23.  Двухуровенные и трехуровенные схемы интегрирования по времени

24.  Интегральные инварианты гидродинамических моделей атмосферы

25.  Методы анализа устойчивости

26.  Уравнение колебания. Точное решение

27.  Анализ устойчивости явных и неявных схем

28.  Фазовая и групповая скорости