Опыт использования специализированного программного обеспечения в образовательном процессе и науке

  • Roman Aleksandrovich Vdovin Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева http://orcid.org/0000-0001-8835-2999
  • Galina Anatolievna Trafimova Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева http://orcid.org/0000-0002-6809-7676

Аннотация

В данной статье рассматривается опыт использования систем компьютерного моделирования технологических процессов в образовательной и научной деятельности. В силу постоянно возрастающей цифровизации, использование информационных технологий становится необходимым и минимальным условием развития общественного уклада. Разработка и внедрение обширной номенклатуры программного обеспечения оказывается важнейшим инструментом в современном мире цифровых технологий. Использование специализированных программных продуктов в учебном процессе при выполнении лабораторных работ в рамках изучения технологических дисциплин позволяет сформировать общепрофессиональные компетенции у обучающихся. В результате этого, обучающийся приобретает необходимые знания, умения и владения, а также навыки работы в данной программе. С научной точки зрения, использование современного программного обеспечения в последнее время становится крайне актуальным. Прежде всего, это связано с возможность визуальной интерпретации на экране компьютера решения задач практически любой сложности: будь то графическая визуализация конструкции детали или моделирование реального технологического процесса. Авторами приводится описание системы компьютерного моделирования литейных процессов, и получаемый экономический эффект от ее использования в производственных условиях. Внедрение программного обеспечения в реальный технологический процесс позволило произвести оптимизацию технологии, минимизировать производственные издержки, сократить длительность технологического цикла по изготовлению продукции, а также снизить финансовые и временные затраты. В этой связи использование информационных технологий и, как следствие, программного обеспечения в учебном процессе и научной деятельности позволяют оставаться конкурентоспособными и востребованными как на рынке образовательных услуг и среди потенциальных работодателей, так и соответствовать мировым научным трендам.

Сведения об авторах

Roman Aleksandrovich Vdovin, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

кандидат технических наук, доцент кафедры технологий производства двигателей

Galina Anatolievna Trafimova, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

кандидат социологических наук, доцент кафедры философии

Литература

[1] Sinchukov A.V. Methodical features of strengthening of applied orientation of training in mathematics at the higher pedagogical school. In: Quality management system at the university: health, education, competitiveness Proceedings. UralGUFK, Chelyabinsk, 2018, pp. 252-256. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35323494 (accessed 14.07.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[2] Samarsky A.A., Mikhailov A.P. Matematicheskoe modelirovanie. Idei. Metody`. Primery` [Mathematical Modeling: Ideas, Methods, Examples]. 2nd edn. Fizmatlit, Moscow, 2001. (In Russ.)
[3] Tikhonov A.N., Samarskii A.A. Uravneniya matematicheskoj fiziki [Equations of Mathematical Physics]. 6 ed. MSU, Moscow, 1999. (In Russ.)
[4] Polyanin A.D., Zhurov A.I. Functional Separable Solutions of Two Classes of Nonlinear Mathematical Physics Equations. Doklady Mathematics. 2019; 99(3):321-324. (In Eng.) DOI: 10.1134/S1064562419030128
[5] Karimov M.F., Mukimov V.R. Mezhdisciplinarnoe izuchenie differencial'nyh uravnenij i kvantovoj fiziki studentami vysshej shkoly [Interdisciplinary study of differential equations and quantum physics by students of higher education]. In: Prospects for the development of science and education. Proceedings. AR-Konsalt, Lyubertsy, 2018, pp. 29-31. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35188588 (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[6] Belyaev V.A. The collocation and least squares method for solving problems of mathematical physics in noncanonical areas. In: Kozlov V.V. (ed) Problems of mechanics: theory, experiment and new technologies. Abstracts of the XII All-Russian Conference of Young Scientists. Proceedings. Parallel Publ., Novosibirsk, 2018, pp. 16-17. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32846750 (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[7] Anikonov D.S., Konovalova D.S. Direct and inverse problems for a wave equation with discontinuous coefficients. St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2018; 11(2):61-72. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.18721/JPM.11206
[8] Golubeva L.A., Gorshunov V.S., Ilyin V.P., Erdyniev E.B. Software package for solving 3-dimensional problems of mathematical physics based on the BSM concep. In: Proceedings of the International Conference "Computational Mathematics and Mathematical Geophysics". ICMMG SB RAS, Novosibirsk, 2018, pp. 126-132. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37014757 (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[9] Rakhmelevich I.V. On the solutions of two-dimensional partial differential equation of the second order of quasy-polynomial type. In: Modern scientific research: topical issues, achievements and innovations. Proceedings. Nauka i Prosveshchenie Publ., Penza, 2018, pp. 12-14. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32591741 (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[10] Pastuhov D., Pastuhov Y., Volosova N. To question about of the lumpy marginal problem dirihle for wave equation on length. HeraldofPolotskStateUniversity.SeriesC,FUNDAMENTALSCIENCES. 2018; (12):60-74. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36527816 (accessed 14.07.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[11] Kurdyumov V.P., Khromov A.P., Khalova V.A. A Mixed Problem for a Wave Equation with a Nonzero Initial Velocity. Izvestiya of Saratov University. New Series. Series: Mathematics. Mechanics. Informatics. 2018; 18(2):157-171. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.18500/1816-9791-2018-18-2-157-171
[12] Guzhov I.M. Postroenie yavnoj ustojchivoj skhemy dlya resheniya odnomernogo kvazilinejnogo uravneniya teploprovodnosti [The construction of an explicit stable scheme for solving the one-dimensional quasilinear heat equation]. SUSU, Chelyabinsk, 2018. Available at: https://dspace.susu.ru/xmlui/handle/0001.74/23424?show=full (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[13] Voskovskaya N.I., Zvereva M.B., Kamenskii M.I. On the Wave Equation with the Hysteresis Type Condition. Tambov University Reports. Series Natural and Technical Sciences. 2018; 23(122):235-242. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.20310/1810-0198-2018-23-122-235-242
[14] Khromov A.P. Mixed Problem for a Homogeneous Wave Equation with a Nonzero Initial Velocity. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 2018; 58(9):1531-1543. (In Eng.) DOI: 10.31857/S004446690002535-9
[15] Pavlysh V.N., Tarabayeva I.V. The Mathematical Modeling of Gas-Air Mix Moving Process in Continuous Environment (With Coal Stratum As Example). Problems of Artificial Intelligence. 2018; (3):104-111. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36533215 (accessed 14.07.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[16] Tolstyh A.V., Doroshenko Yu.N., Il'inskij M.E. Testirovanie vychislitel'nogo paketa FlexPDE na tipovyh zadachah teploobmena dlya stroitel'noj teplofiziki [Testing the FlexPDE computing package on typical heat transfer tasks for building thermal physics]. Evrazijskoe Nauchnoe Ob'edinenie. 2018; 1(1):11-14. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32379894 (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[17] Kerefov M.A., Kerefov B.M. Boundary-Value Problems for a Wave Equation of Fractional Order”.Proceedings of the International Conference “Actual Problems of Applied Mathematics and Physics,” Kabardino-Balkaria, Nalchik, May 17–21, 2017. Itogi Nauki i Tekhniki. Seriya "Sovremennaya Matematika i ee Prilozheniya. Tematicheskie Obzory". 2018; 149:44-55. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35242549 (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[18] Mezaal N.A. Matematicheskoe modelirovanie vetroenergeticheskoj ustanovki (VEU) moshchnost'yu 1.5 MVt metodami vychislitel'noj gidrodinamiki (CFD) v ANSYS [Mathematical modeling of a wind power plant (wind turbine) with a capacity of 1.5 MW using computational fluid dynamics (CFD) in ANSYS]. SUSU, Chelyabinsk, 2018. Available at: https://dspace.susu.ru/xmlui/handle/0001.74/25335?show=full (accessed 14.07.2019). (In Russ.)
[19] Kogan I.L. Construction of Mikusinski operational calculus based on the convolution algebra of distributions. Methods for solving mathematical physics problems. Journal of Samara State Technical University, Ser. Physical and Mathematical Sciences. 2018; 22(2):236-253. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.14498/vsgtu1569
[20] Algazin O.D. Similarity Method in Constructing Fundamental Solution of the Dirichlet Problem for Equation of Keldysh Type in Half-Space. Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series Natural Sciences. 2018; (1):4-15. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.18698/1812-3368-2018-1-4-15
[21] Yakovleva Yu.O. The cauchy problem for the hyperbolic differential equation of the third order. Vestnik of Samara University. Natural Science Series. 2018. Т. 24, № 3. С. 30-34. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.18287/2541-7525-2018-24-3-30-34
[22] Raissi M., Karniadakis G.E. Hidden physics models: Machine learning of nonlinear partial differential equations. Journal of Computational Physics. 2018; 357:125-141. (In Eng.) DOI: 10.1016/j.jcp.2017.11.039
[23] Han J., Jentzen A., Weinan E. Solving high-dimensional partial differential equations using deep learning. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018; 115(34):8505-8510. (In Eng.) DOI: 10.1073/pnas.1718942115
[24] Chaudhari P. et al. Deep relaxation: partial differential equations for optimizing deep neural networks. Research in the Mathematical Sciences. 2018; 5(3):30. (In Eng.) DOI: 10.1007/s40687-018-0148-y
[25] Ruthotto L., Haber E. Deep neural networks motivated by partial differential equations. arXiv preprint arXiv:1804.04272. 2018. (In Eng.)
[26] Yang X.J., Gao F., Tenreiro M.J.A., Baleanu D. Exact Travelling Wave Solutions for Local Fractional Partial Differential Equations in Mathematical Physics. In: Taş K., Baleanu D., Machado J. (eds) Mathematical Methods in Engineering. Nonlinear Systems and Complexity, vol 24. Springer, Cham, 2019, pp. 175-191. (In Eng.) DOI: 10.1007/978-3-319-90972-1_12
[27] Abu Arqub O. Numerical solutions for the Robin time-fractional partial differential equations of heat and fluid flows based on the reproducing kernel algorithm. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. 2018; 28(4):828-856. (In Eng.) DOI: 10.1108/HFF-07-2016-0278
Опубликована
2019-12-23
Как цитировать
VDOVIN, Roman Aleksandrovich; TRAFIMOVA, Galina Anatolievna. Опыт использования специализированного программного обеспечения в образовательном процессе и науке. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 15, n. 4, p. 810-819, dec. 2019. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/548>. Дата доступа: 05 june 2020 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.15.201904.810-819.
Раздел
Научное программное обеспечение в образовании и науке