Fakulteta za znanosti o okolju

Modeliranje

Predmet se izvaja v programu:
Študijski program prve stopnje Okolje

Cilji in kompetence

Model je formalni zapis vedenja o nekem pojavu. Če je zapis v obliki matematičnih izrazov, govorimo o matematičnem modelu.

Zakaj sploh rabimo matematične modele?

Prvič, “Če tisto, o čemer govorimo lahko merimo in izrazimo s številkami, potem o tem nekaj vemo” (lord Kelvin). Drugič, matematični modeli in današnja računska tehnika omogočata vpogled in boljše razumevanje najbolj zapletenih pojavov v okolju (npr. tajfuni), napovedovanje časovnega poteka okoljskih procesov (npr. globalno segrevanje), kvantitativno vrednotenje posegov v okolje, ter upravljanje okoljevarstvenih procesov (npr. čistilne naprave). Namen predmeta je seznaniti študente s osnovnimi principi tvorjenja matematičnih modelov na podlagi fizikalnih zakonov. Ob tem pridobijo tudi osnovna znanja in veščine računalniške simulacije dinamičnih procesov v okolju. Nenazadnje, spoznajo tudi osnovne principe sinteze modelov iz izmerjenih podatkov.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

Predmet je izrazito multidisciplinarne narave, saj terja poznavanje in povezovanje osnovnih znanj pridobljenih pri predmetih Matematika, Fizika, Statistika in Računalništvo. Pridobljena znanja so generična in uporabna praktično na vseh področij znanosti o okolju.

Vsebina

  • Osnove diferencialnega in integralnega računa ter diferencialnih enačb
  • Uvod v simulacijo
  • Osnove numeričnih metod za reševanje navadnih in parcialnih diferencialnih enačb
  • Modeliranje osnovnih transportnih pojavov v vodi in zraku
  • Fizikalne, kemijske in biološke preobrazbe snovi
  • Modeli populacijske dinamike
  • Kalibracija in identifikacija modelov iz podatkov

Predvideni študijski rezultati

Študentje bodo:

  • znali na osnovi opisa procesa ter analize fizikalnih pojavov sestaviti matematični model,
  • obvladali izvedbo matematičnega modela s simulacijskim programskim orodjem,
  • navadili se bodo vrednotenja in analize modela v kontekstu uporabe,
  • zmogli bodo kalibracijo enostavnejših statičnih modelov iz podatkov.

Temeljna literatura in viri

  • Schnoor, J. L. (1996). Environmental Modeling; Fate Transport of Pollutants in Water, Air and Soil. John Wiley & Sons, New York.
  • Socolofsky, S. A. and G. H. Jirka (2002). Environmental Fluid Mechanics, Part I: Mass Transfer and Diffusion. Lecture notes, Institut für Hydromechanik, Universität Karlsruhe.
  • Ljung, L. in T. Glad (1994). Modelling of Dynamic Systems. Prentice Hall, N. J.

Načini ocenjevanja

Opravljene domače naloge (40 %), pisni izpit (50 %), ustni izpit (10 %).

Univerzitetna koda predmeta: 1OK019

Letnik: 3

Semester: 1

Nosilec predmeta:

Predavatelj:

ECTS: 4

Obseg:

  • Predavanja: 30 ur
  • Vaje: 30 ur
  • Samostojno delo: 60 ur

Vrsta predmeta: obvezni

Jeziki: slovenski in angleški

Metode poučevanja in učenja:
• predavanja • vaje • izdelava domačih nalog