Механика и математическое моделирование профессии. Механика и математическое моделирование — бакалавриат (01.03. Навыки и умения, приобретаемые в ходе подготовки

Основные итоги, результаты работы и планы на будущее

Бакалавриат

В 2015 году состоялся первый выпуск бакалавров по направлению с профилем «Экспериментальная механика и компьютерное моделирование в механике» . Восемь человек из десяти поступивших на кафедру ТиПМ в 2011 году успешно защитили выпускные работы и получили дипломы бакалавра-инженера.

Разработанный учебный план подготовки бакалавра по направлению «Механика и математическое моделирование» доказал свое высокое качество. По сравнению с предыдущей программой специалитета по «Механике» были убраны непрофильные предметы, сбалансировано соотношение между физико-математическим циклом дисциплин и специальными курсами, физико-механическим практикумом и вычислительным экспериментом. На официальном уровне введено обучение работе с универсальным «тяжелым» расчетным комплексом ANSYS(ANSYSInc., USA), входящим в тройку основных конечно-элементных комплексов, применяемых в промышленности для разработки новой техники. На основе полученного опыта и в связи с дальнейшим развитием федерального государственного образовательного стандарта учебный план бакалавриата будет и дальше улучшаться и оптимизироваться под нужды высокотехнологичного производства.

Как результат, достигнутый уровень освоения основной образовательной программы выпускника-бакалавра оказался выше выпускника-специалиста (4,1 против 3,8), а представленные выпускные работы бакалавров, несмотря на меньшие сроки подготовки, «побили» дипломы специалистов (4,6 против 4,2). При этом сами решенные научно-практические задачи вызвали живой интерес у членов государственной комиссии и длительные дискуссии.

Магистратура

В этом году осуществлен первый набор на новую магистерскую программу «Динамика и прочность сложных механических систем» направления «Механика и математическое моделирование» . К нам пришли девять человек, включая выпускников программы бакалавриата профиля «Экспериментальная механика и компьютерное моделирование в механике».

Уровень бакалавриата - это лишь первый уровень в системе российского и мирового образования. Он обеспечивает базовый теоретический уровень и дает некоторые практические навыки. Однако для решения главной на сегодня задачи российской промышленности - создания в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной и востребованной продукции нового поколения - необходимы специалисты новой формации - «инженерно-технологический спецназ», подготовку которых возможно осуществить только на магистерских программах, ориентированных на высокотехнологичный сектор экономики. Именно такую программу мы предлагаем нашим студентам-магистрантам.

Инженеры XXI века - это инженеры-исследователи и инженеры-разработчики, владеющие всеми передовыми технологиями мирового уровня, способные «пробивать стены», «решать нерешаемые задачи», делать инновационные прорывы, обеспечивать в конечном итоге создание промышленной продукции нового поколения.

Распределение, практика

Распределение в этом году прошло как никогда активно, что связано с окончанием программ специалитета и двойным выпуском. Однако не было замечено особого интереса к выпускникам-специалистам по сравнению с выпускниками-бакалаврами. «Голод» на инженеров-разработчиков новой техники только увеличивается. Инженеры-механики востребованы во всех отраслях машиностроения: тяжелого, энергетического, авто-, судо-, авиа- и ракетостроения. К нам приезжали как старые партнеры (Галичский автокрановый завод, Федеральный ядерный центр - НИИ Технической Физики, ООО «Прогресстех-Дубна», ОАО «Газпромтрубинвест»), так и новые, среди которых наибольшей популярностью пользовался Экспериментальный машиностроительный завод им. Мясищева, занимающийся созданием авиационной, авиационно-космической, аэростатической и десантируемой техники. Именно туда в конструкторский отдел на весьма приличную зарплату и пошла большая часть выпускников-механиков этого года.

Производственная практика 3 курса бакалавриата «Механика и математическое моделирование» прошла весьма успешно. Студенты после большого перерыва поработали в супер-оснащенной лаборатории испытания материалов ГК «Дипос» (Иваново), в Инновационном центре «Протон» (Владимир). Особенно хочется отметить практику на предприятии «ГосМКБ «Радуга» им. А.Я.Березняка» (Дубна), производящем высокоскоростные летательные аппараты, и в московском инженерном центре крупной международной компании ФЕСТО, Германия.

Наиболее распространенные экзамены при поступлении:

Русский язык
Математика (базовый уровень)
Физика - профильный предмет, по выбору вуза
Информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) - по выбору вуза

Профессии

"Механика и математическое моделирование" - специальность, позволяющая в будущем сделать выбор из довольно большого числа интересных профессий:

научный сотрудник,
инженер,
математик,
аналитик,
руководитель,
исследователь,
преподаватель физико-математических дисциплин,
специалист по математическому моделированию.

Академические бакалавры имеют возможность работать в любых сферах науки, промышленности, производства, управления, связанных с математикой, инжинирингом, физикой, механикой и программированием.

Описание специальности

За время обучения студенты приобретают научные знания по компьютерному моделированию различных механических процессов. Ученики изучают вычислительную математику, механику и биомеханику, теорию устойчивости электромеханических устройств, степень упругости, плотности и пластичности материалов. Осваивают статическую и динамическую прочность различных объектов и другие науки, так или иначе связанные с теоретической механикой, математикой, инжинирингом, сопроматом.

В процессе обучения студенты развивают способности к аналитическому мышлению, изучают основы экономики и управления производством, учатся применять на практике основы фундаментальной математики, механики, физики и других естественных наук.

Особенностью обучения на специальности «Механика и математическое моделирование» является большое количество нормо-часов, посвящённых практикумам. Где студенты имеют уникальную возможность применить свои теоретические знания в деле, анализировать и синтезировать конкретную информацию. Часть практикумов посвящена работе с программами компьютерно-математического моделирования, предназначенными для имитации технологических процессов на экране монитора.

Выпускники находят применение своим знаниям в инжиниринговых центрах промышленных компаний, газовых и нефтяных отраслях, транснациональных корпорациях, исследовательских и конструкторских бюро, в том числе - зарубежных, занимающихся разработкой новых инженерных технологий.

Основные предметы при обучении на специальности

Механика деформируемых тел и сред.
Математическое моделирование и компьютерный инжиниринг.

Кроме того, студенты изучают философию, историю, иностранный язык и ОБЖ (основы безопасности жизнедеятельности). Обязательные дисциплины: физическая культура и прикладная физическая культура.

Сроки обучения

Срок получения очного образования по специальности "Механика и математическое моделирование" составляет 4 года (включая каникулы). Очно-заочная и дистанционная форма обучения, по решению ректората, может быть увеличена на срок от шести месяцев до года.

Навыки и умения, приобретаемые в ходе подготовки

Умение решать сложные задачи методом информационно-коммуникационных технологий.
Использование математического анализа в области теоретической и прикладной механики, сопротивления металлов, геометрии, дифференциальных уравнений и теории вероятностей.
Работа со специализированными программами для моделирования и оптимизации технологических процессов.
Занятие научно-исследовательской работой самостоятельно или в группе.
Решение проблем механического моделирования без участия ПК (если того требует ситуация).
Адаптирование своих знаний к организации учебного процесса в сфере своей компетенции (физика, механика, математика, информатика).
Организация педагогической, научной, управленческой и производственно-технологической деятельности.

В ходе обучения бакалавр приобретает профессиональные навыки, необходимые для грамотного инжиниринга и аналитики сложных механических объектов средствами компьютерного и / или физического анализа.

Студенты, обучающиеся по данному профилю, овладевают знаниями по теоретическим и прикладным разделам механики:

теоретической механике,

теории управления,

теории устойчивости и стабилизации движения,

механике деформируемого твердого тела,

гидроаэромеханике,

теории колебаний,

прикладной механике,

робототехнике и другим.

Наряду с теоретическими знаниями осваивают экспериментальные и вычислительные методы исследования движения и состояния материальных тел. Большое внимание уделяется изучению базовых математических дисциплин и компьютерных наук. Выпускники имеют возможность продолжить обучение в аспирантуре университета и институтов УрО РАН. В процессе обучения студенты активно участвуют в научно-исследовательской работе, во Всероссийских олимпиадах, научных конкурсах и конференциях.

Студенты специализируются в следующих областях: математическое моделирование, теория устойчивости и управления, механика деформируемого твердого тела, компьютерная механика, а также в решении с помощью высокопроизводительных технологий задач разработки современной техники, задач экономики и финансов, экологии и биотехнологий, управления.

Наличие универсальных знаний позволяет выпускникам работать не только в научно-исследовательских институтах, вузах и конструкторских бюро крупных промышленных организаций, но и в структурах экономики и бизнеса. Среди выпускников не только известные ученые, в том числе Президент Российской академии наук, руководители научно-исследовательских организаций, промышленных фирм и вузов, высококвалифицированные специалисты, в том числе в сфере компьютерных технологий, но и бизнесмены и топ-менеджеры коммерческих структур.
Популярный видеоклип о направлении "Механика и математическое моделирование" с картинками и музыкой.

Почему надо поступать на математику или механику?

За много лет существования факультета сформировалась одна из лучших в стране математических школ,

Здесь много крутых преподавателей: профессоров и учёных,

После второго курса на обоих направлений происходит разделение на специализации и можно выбрать наиболее интересную область для изучения

на математике:

Дискретная математика;

Математическая кибернетика;

Математическая биология и биоинформатика;

Математические методы в экономике;

Системное программирование;

И многое другое

на механике:

Математическое моделирование;

Теория устойчивости и управления;

Механика деформированного твердого тела;

Компьютерная механика;

На старших курсах можно вести научную деятельность: проводить собственные исследования, писать статьи в научные издания;

Каждый семестр читаются дополнительные курсы на разные темы, которые можно посещать вне зависимости от направления обучения и выбранной специальности.

Кому будет интересно в первую очередь?

Тем, кто хочет развить математическое мышление;

Тем, кто хочет заниматься наукой;

Тем, кто силён в точных науках, но еще не определился, что ему интереснее;

Направление механика подойдет тем, кто интересуется и математикой, и физикой.

Кем можно работать, окончив математические направления?

Кем угодно и в любой сфере!

Люди, умеющие думать, ценятся очень высоко, а навыки математического мышления позволят найти дело по душе в любой области. Выпускников математических направлений матмеха можно встретить:

На различных должностях в ИТ-сфере: от программистов до проектировщиков интерфейсов, от сисадминов до менеджеров проектов;

В финансовой сфере в качестве аналитиков, экономистов, финансистов, аудиторов;

Среди инженеров и технических специалистов в любой сфере от строительства до космической отрасли;

В школах, институтах и университетах, научных лабораториях и в академии наук, где они работают как учёные, преподаватели и руководители.

Различия математических направлений:
Математика:

Больше выбор спецкурсов и специализаций,

Сильная математика и серьезная программистская база
Механика:

Большую часть курсов читают преподаватели одной из старейших кафедр факультета -- кафедры механики и математического моделирования,

Основной упор на теоретические и прикладные разделы физики.

Описание

Студенты, обучающиеся по этому профилю, изучают дисциплины математического цикла (алгебра, геометрия, математический анализ), компьютерного (базы данных, компьютерная графика, операционные системы, языки программирования, 3D-графика, параллельное программирование), а также прикладные и теоретические разделы механики (теоретическая механика, механика жидкости, газа и сплошных сред, механика деформируемого твердого тела, робототехника, гидроаэромеханика). В процессе обучения особое внимание уделяется практикумам, в том числе и компьютерным, на которых осваиваются вычислительные и экспериментальные методы исследования состояния и движения материальных тел. В зависимости от выбранной специализации, в сфере интересов студентов могут оказаться такие дисциплины, как физико-химическая газовая динамика, биомеханика, основы нелинейной теории тонкостенных конструкций, проблемы динамического разрушения, теория устойчивости пластин и оболочек, методы создания функциональных и наноструктурных материалов и др.

Кем работать

Благодаря тому, что выпускники профиля получают фундаментальную подготовку по математике и компьютерным наукам, они могут устроиться на работу как в области механики, так и в сфере компьютерных технологий. Первым местом трудоустройства могут стать вычислительные центры крупных предприятий, учебные учреждения, например, научно-исследовательские институты, компьютерные фирмы, конструкторские бюро промышленных организаций, вузы и структуры бизнеса и экономики. Кроме этого, молодые люди в процессе учебы могут заниматься научно-исследовательской работой, принимать участие в научных конференциях, конкурсах, семинарах и олимпиадах, а впоследствии продолжить обучение в магистратуре.

Курсы по всем разделам математики: Алгебра, Математический анализ, Теория функций комплексной переменной, Аналитическая геометрия, Дифференциальная геометрия и тензорный анализ, Дискретный анализ, Дифференциальные уравнения, Теория вероятностей и математическая статистика, Методы вычислений, Функциональный анализ, Уравнения математической физики и др.
Курсы по программированию: Программирование и вычислительный практикум, Архитектура ЭВМ и операционные системы, Базы данных и операционные системы, Пакеты прикладных программ, Пакеты вычислительных программ
Курсы по механике: Теоретическая механика, Гидроаэромеханика, Механика деформируемого твердого тела

Кроме общих курсов предлагаются специальные курсы по всем основным разделам механики:

Компьютерные методы в механике
Механика роботов
Колебания и волны
Нелинейные задачи космодинамики
Гидроупругость
Асимптотические методы в механике
Устойчивость и управление движением
Динамика разреженного газа
Экспериментальная аэродинамика
Газовая динамика
Теория пограничного слоя
Неравновесные течения смеси газов
Прикладная газодинамика
Устойчивость пластин и оболочек
Задачи устойчивости конструкций
Теория пластичности
Электромеханические модели твердых тел
Функциональные материалы
Введение в вязкоупругость
Метод конечных элементов
Инженерные методы механики разрушения
Физическая механика сплошных сред
Динамика корпускулярных пучков
Экстремальные задачи в механике
Элементы физической механики

Преимущества образования

Выдающийся коллектив преподавателей и научных сотрудников, который обеспечивает подготовку во всех направлениях современной механики
Наличие действующих научных школ, которые позволяют студентам активно заниматься исследовательской работой непосредственно в Университете
Работа на уникальных экспериментальных установках в собственных лабораториях, сочетание возможностей теоретического и экспериментального подходов, позволяющее выпускникам комплексно исследовать наиболее сложные проблемы механики
Освоение прикладных программ для решения задач теоретической механики, гидроаэромеханики и теории упругости (ANSYS, FLUENT и пр.) и создание собственных алгоритмов и программ для конкретных задач современной механики на самой современной вычислительной технике
Глубокая математическая подготовка, обеспечивающая возможность активной работы в самых сложных областях современной теоретической механики

Известные преподаватели

Н. Ф. Морозов - заведующий кафедрой теории упругости СПбГУ, академик РАН, профессор, доктор физико-математических наук. Специалист по нелинейной теории упругости, математическим методам механики разрушения. Автор более 200 публикаций в Scopus и Web of Science
П. Е. Товстик - заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики СПбГУ, профессор, доктор физико-математических наук, лауреат государственной премии РФ, заслуженный деятель науки РФ, кавалер Ордена почета, почетный профессор СПбГУ. Специалист в области асимптотических и численных методов в теоретической механике, теории тонкостенных конструкций, механике твердого тела и наномеханике. Автор более 250 научных работ, из них десять монографий и учебников
Ю. В. Петров - профессор СПбГУ, заведующий отделом «Экстремальные состояния материалов и конструкций» ИПМаш РАН, член-корреспондент РАН, профессор, доктор физико-математических наук. Специалист по динамической теории упругости и пластичности, физике и механике ударно-волновых процессов, динамике деформирования и разрушения твердых тел, детонации и взрыву. Автор более 200 публикаций в Scopus и Web of Science
Е. В. Кустова - заведующая кафедрой гидроаэромеханики СПбГУ, доктор физико-математических наук, профессор РАН. Специалист в области кинетической теории процессов переноса и релаксации в неравновесных реагирующих газах, исследования тепломассопереноса на поверхности летательных аппаратов, входящих в атмосферу Земли и Марса. Автор более 200 научных работ, из них более 120 публикаций в Scopus и Web of Science, пять монографий и учебников

Будущая карьера

Выпускники программы готовы к успешной профессиональной деятельности в научно-исследовательских, конструкторских и проектных институтах, в строительной индустрии, машиностроении, в ракетно-космической промышленности, биомеханике, робототехнике и других областях техники и естествознания, связанных с разработкой и применением математических методов. Они могут работать специалистами по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам в сфере математического моделирования, научных и прикладных исследований для наукоемких высокотехнологичных производств, производственно-технологической деятельности. Возможна педагогическая работа в сфере среднего общего и профессионального образования.