TMT4210 - Material- og prosessmodellering

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Mappevurdering
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurderingsform Vekting Varighet Hjelpemidler Delkarakter
Semesterprøve 30/100 A
Arbeider 70/100

Faglig innhold

Emnet omfatter en generell introduksjon til modellering og datamaskinsimulering i materialvitenskap, avansert bruk av regneark, samt enkel programmering og programutvikling. Noen viktige typer problemer som vil bli behandlet er: Behandling og representasjon av måledata, numerisk integrasjon og derivasjon, iterative teknikker for ligningsløsning og numeriske metoder for løsning av differensialligninger, tilfeldige tall og Monte Carlo-metoder. Temaene vil bli behandlet ved hjelp av relevante eksempler knyttet til modellering og numeriske beregninger/simulering av prosesser og reaksjoner i metallurgi og materialvitenskap. Eksemplene er bl.a. knyttet til støping og størkning, varmeledning, plastisk deformasjon og arbeidsherding, gjenvinning, rekrystallisasjon og kornvekst, diffusjon, smeltebehandling samt termomekanisk bearbeiding og transformasjonskinetikk (C-kurver).

Læringsutbytte

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne:
- Identifisere og beskrive viktige elementer i matematisk modellering av prosesser og reaksjoner i materialvitenskap og kortfattet gjøre rede for hvorfor og i hvilken sammenheng dette kan være nyttig.
- Anvende enkle algoritmer for kurveglatting, numerisk derivasjon og integrasjon i regneark (Excel), for å kunne behandle relevante måledata, herunder grafisk presentasjon av resultatene.
- Kjenne til prinsippene for modelltilpasning/regresjon og kunne nyttegjøre seg ”trendline” og Problemløseren (Solver) for å gjennomføre beregninger i Excel for bestemmelse av ulike modellparamtere.
- Analysere og omformulere matematiske ligninger og enkle modeller til en form som er egnet for numeriske løsningsmetoder i et datamaskinprogram.
- Anvende grunnleggende prinsipper og algoritmer for å lage effektive og brukervennlige datamaskinprogrammer for numeriske beregninger/simuleringer, herunder bruke løkkestrukturer, betingelser og programmodulering, samt enkle/nyttige metoder (menyer)for input/output.
- Implementere og gjennomføre relevante beregninger som involverer algoritmer for numerisk derivasjon og integrasjon, iterative teknikker for ligningsløsning, numeriske metoder for løsning av ordinære og partielle differensialligninger (inkl. Eulers metode, Runge-Kutta-metoder, ”Finite difference”-metoder).
- Anvende tilfeldige tall og Monte-Carlo metoder for å løse deterministiske problemer og spesifikt for å gjennomføre beregninger av bestemte integraler.
- Analysere og diskutere nøyaktighet i relevante numeriske beregninger, samt kunne velge relevante modellparamtere for å oppnå ønsket nøyaktighet.

Læringsformer og aktiviteter

Undervisningen vil bli lagt opp omkring 11-12 relevante øvingsoppgaver. Tema for øvingene og nødvendig løsningsmetodikk vil bli presentert i forelesningene. Øvingene vil forgå på datalab (PC-lab), og vil i hovedsak basere seg på bruk av regneark (Excel) og Matlab/Python.

Mer om vurdering

Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakter i emnet. I mappen inngår obligatoriske arbeider (70%) og en obligatorisk semesterprøve (30%). Resultatet for delene angis i %-poeng, mens sensur for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter.
Ved gjentak av emnet må alle vurderinger i emnet gjentas.

Forkunnskapskrav

Ca. 2/3 av kurset omfatter programmering i Matlab (alt. Python). Det forutsettes at kandidatene har grunnleggende kunnskap om bruk av Matlab og programmering i Matlab (eller Python), eller tilsvarende forkunnskaper som av faglærer vurderes tilstrekkelige til å følge kurset.

Kursmateriell

Oppgis ved semesterstart.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
SIK5019 7.5

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Mappevurdering

Termin Statuskode Vurderingsform Vekting Hjelpemidler Dato Tid Rom *
Vår ORD Semesterprøve 30/100 A
Vår ORD Arbeider 70/100
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato.
Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.