تخصص ميكانيكا ونمذجة رياضية. الميكانيكا والنمذجة الرياضية - درجة البكالوريوس (01.03.03) الميكانيكا ، تخصص النمذجة الرياضية لمن يعمل

الجامعية
• 01.03.01 الرياضيات
• 01.03.02 الرياضيات التطبيقية وعلوم الحاسوب
• 01.03.03 الميكانيكا والنمذجة الرياضية
• 01.03.04 الرياضيات التطبيقية

تخصص
• 01.05.01 أساسيات الرياضيات والميكانيكا

مستقبل الصناعة

ما هي التقنيات التي يجب أن تمتلكها الدولة لتكون قوية ومستقلة في القرن الحادي والعشرين؟ الفراغ، الطاقة النووية، التشفير ، التصميم ، التقنيات الإنسانية - الرياضيات ضرورية لجميع هذه التقنيات والعديد من التقنيات الأخرى ، والتي بدونها لا يمكن تصور المستقبل.

الرياضيات هي الأساس والأساس لجميع العلوم الطبيعية والعديد من العلوم الإنسانية. بفضل تطور هذا العلم ، حققت البشرية اختراقًا تقنيًا مثيرًا للإعجاب على مدار القرن الماضي. بدون الرياضيات ، يكون تطوير الفيزياء والكيمياء والهندسة والبرمجة والعمارة والعديد من التخصصات الأخرى أمرًا مستحيلًا. بدون معرفة الرياضيات ، من المستحيل بناء منزل وتصميم محرك احتراق داخلي وإنشاء برنامج كمبيوتر. الرياضيات هي أداة ، أداة للتخصصات العلمية الأخرى ، يمكنك من خلالها ترجمة الخصائص الحقيقية لكائن أو نظام إلى رموز رياضية مجردة وبناء نماذج للعملية المستقبلية لنظام أو كائن. الرياضيات هي لغة عالمية يمكن فهمها في أي بلد.

بدون معرفة الرياضيات للعيش فيها العالم الحديثمستحيل في عصر العولمة. ولكن إذا كانت الأسس الأولية لهذا العلم كافية لمعظم الناس ، فعندئذٍ للعمل الناجح في بعض مجالات النشاط البشري ، فإن المعرفة العميقة بهذا التخصص مطلوبة.

ربما في المستقبل سيتم محو الخط الفاصل بين الرياضيات والعلوم الأخرى ، ولكن الآن أصبح علماء الرياضيات المدربون بشكل خاص ضروريين للغاية في الصناعات كثيفة العلم في أي مجال ، في علم الاجتماع والسياسة والتعليم.

يكتسب الطلاب الذين يدرسون في هذا الملف الشخصي المعرفة في الأقسام النظرية والتطبيقية للميكانيكا:

ميكانيكا نظرية,

نظرية الإدارة

نظريات استقرار وتثبيت الحركة ،

ميكانيكا جسم صلب قابل للتشوه ،

الميكانيكا المائية ،

نظرية التذبذب

ميكانيكا تطبيقية،

الروبوتات وغيرها.

إلى جانب المعرفة النظرية ، يتقنون الأساليب التجريبية والحسابية لدراسة حركة وحالة الأجسام المادية. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لدراسة التخصصات الرياضية الأساسية وعلوم الكمبيوتر. يتمتع الخريجون بفرصة مواصلة تعليمهم في الدراسات العليا في الجامعة والمعاهد التابعة لفرع الأورال التابع لأكاديمية العلوم الروسية. في عملية التعلم ، يشارك الطلاب بنشاط في العمل البحثي ، في أولمبياد عموم روسيا ، والمسابقات والمؤتمرات العلمية.

يتخصص الطلاب في المجالات التالية:النمذجة الرياضية ، ونظرية الاستقرار والتحكم ، والميكانيكا الصلبة القابلة للتشوه ، وميكانيكا الكمبيوتر ، وكذلك في حل مشكلات التطوير باستخدام تقنيات عالية الأداء التقنية الحديثة، مهام الاقتصاد والتمويل والبيئة والتكنولوجيا الحيوية والإدارة.

يسمح وجود المعرفة العالمية للخريجين بالعملليس فقط في معاهد البحث والجامعات ومكاتب التصميم للمنظمات الصناعية الكبيرة ، ولكن أيضًا في هياكل الاقتصاد والأعمال. من بين الخريجين ليس فقط علماء مشهورين ، بما في ذلك رئيس الأكاديمية الروسية للعلوم ، ورؤساء المنظمات البحثية والشركات الصناعية والجامعات ، والمتخصصين المؤهلين تأهيلا عاليا ، بما في ذلك أولئك الذين يعملون في مجال تكنولوجيا الكمبيوتر ، ولكن أيضا رجال الأعمال وكبار المديرين الهياكل التجارية.
فيديو كليب شهير عن اتجاه "الميكانيكا والنمذجة الرياضية" بالصور والموسيقى.

لماذا تحتاج لدراسة الرياضيات أو الميكانيكا؟

لسنوات عديدة من وجود الكلية ، تم تشكيل واحدة من أفضل مدارس الرياضيات في البلاد ،

يوجد هنا العديد من المعلمين الرائعين: أساتذة وعلماء ،

بعد السنة الثانية في كلا الاتجاهين ، هناك تقسيم إلى تخصصات ويمكنك اختيار المجال الأكثر إثارة للاهتمام للدراسة

في الرياضيات:

الرياضيات المنفصلة

علم التحكم الآلي الرياضي

علم الأحياء الرياضي والمعلوماتية الحيوية ؛

الأساليب الرياضية في الاقتصاد.

برمجة النظام ؛

وأكثر بكثير

في الميكانيكا:

النمذجة الرياضية؛

نظرية الاستقرار والتحكم.

ميكانيكا الجسم الصلب المشوه.

ميكانيكا الحاسوب

في السنوات الأخيرة ، يمكنك إجراء الأنشطة العلمية: إجراء البحوث الخاصة بك ، وكتابة المقالات في المنشورات العلمية ؛

في كل فصل دراسي ، يتم تدريس دورات إضافية حول مواضيع مختلفة ، والتي يمكن حضورها بغض النظر عن اتجاه الدراسة والتخصص المختار.

من سيكون مهتمًا في المقام الأول؟

أولئك الذين يريدون تطوير التفكير الرياضي ؛

أولئك الذين يريدون العلم ؛

أولئك الذين هم أقوياء في العلوم الدقيقة ، لكنهم لم يقرروا بعد ما هو أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لهم ؛

اتجاه الميكانيكا مناسب لأولئك المهتمين بالرياضيات والفيزياء.

من يمكنه العمل بعد التخرج في الرياضيات؟

أي شخص وفي أي مجال!

يتمتع الأشخاص الذين يعرفون كيفية التفكير بتقدير كبير ، وستسمح لك مهارات التفكير الرياضي بالعثور على وظيفة ترضيك في أي مجال. يمكن العثور على خريجي المجالات الرياضية في الرياضيات:

في مناصب مختلفة في مجال تكنولوجيا المعلومات: من المبرمجين إلى مصممي الواجهة ، من مسؤولي النظام إلى مديري المشاريع ؛

في القطاع المالي كمحللين واقتصاديين وممولين ومراجعين ؛

بين المهندسين والمتخصصين التقنيين في أي مجال من البناء إلى صناعة الفضاء ؛

في المدارس والمعاهد والجامعات والمختبرات العلمية وأكاديمية العلوم ، حيث يعملون كعلماء ومعلمين وقادة.

الاختلافات في الاتجاهات الرياضية:
الرياضيات:

المزيد من خيارات الدورات والتخصصات الخاصة ،

رياضيات قوية وقاعدة برمجة جادة
علم الميكانيكا:

تتم قراءة معظم الدورات من قبل مدرسين من أقدم أقسام الكلية - قسم الميكانيكا والنمذجة الرياضية ،

ينصب التركيز الرئيسي على الفروع النظرية والتطبيقية للفيزياء.

امتحانات القبول الأكثر شيوعًا هي:

• اللغة الروسية
• الرياضيات (المستوى الأساسي)
• الفيزياء - موضوع الملف الشخصي ، في اختيار الجامعة
• المعلوماتية وتقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) - حسب اختيار الجامعة

المهن

"الميكانيكا والنمذجة الرياضية" هو تخصص يسمح في المستقبل بالاختيار من بين عدد كبير نسبيًا من المهن المثيرة للاهتمام:

• الباحث،
• مهندس،
• رياضياتي،
• المحلل،
• مشرف،
• الباحث،
• مدرس التخصصات الفيزيائية والرياضية ،
• متخصص في النمذجة الرياضية.

يتمتع البكالوريوس الأكاديمي بفرصة العمل في أي مجال من مجالات العلوم والصناعة والإنتاج والإدارة المتعلقة بالرياضيات والهندسة والفيزياء والميكانيكا والبرمجة.

وصف التخصص

أثناء التدريب ، يكتسب الطلاب المعرفة العلمية حول النمذجة الحاسوبية لمختلف العمليات الميكانيكية. يدرس الطلاب الرياضيات الحسابية والميكانيكا والميكانيكا الحيوية ونظرية ثبات الأجهزة الكهروميكانيكية ودرجة مرونة المواد وكثافتها وليونتها. إنهم يتقنون القوة الثابتة والديناميكية للكائنات المختلفة والعلوم الأخرى ، بطريقة أو بأخرى ذات صلة ميكانيكا نظريةالرياضيات والهندسة سوبرومات.

في عملية التعلم ، يطور الطلاب القدرة على التفكير التحليلي ، ودراسة أساسيات الاقتصاد وإدارة الإنتاج ، وتعلم كيفية تطبيق أساسيات الرياضيات الأساسية والميكانيكا والفيزياء والعلوم الطبيعية الأخرى.

من سمات التدريب في تخصص "الميكانيكا والنمذجة الرياضية" عدد كبير من الساعات القياسية المخصصة لورش العمل. حيث يكون لدى الطلاب فرصة فريدة لتطبيق معرفتهم النظرية في الممارسة ، وتحليل وتوليف معلومات محددة. بعض ورش العمل مكرسة للعمل مع برامج النمذجة الحاسوبية الرياضية المصممة للمحاكاة العمليات التكنولوجيةعلى شاشة العرض.

يجد الخريجون تطبيقًا لمعرفتهم في المراكز الهندسية للشركات الصناعية وصناعات الغاز والنفط والشركات عبر الوطنية ومكاتب البحث والتصميم ، بما في ذلك المكاتب الأجنبية ، المشاركة في تطوير تقنيات هندسية جديدة.

الموضوعات الرئيسية في التدريب في التخصص

• ميكانيكا الأجسام والوسائط المشوهة.
• النمذجة الرياضية وهندسة الحاسوب.

بالإضافة إلى ذلك ، يدرس الطلاب الفلسفة والتاريخ واللغة الأجنبية وسلامة الحياة (أساسيات سلامة الحياة). التخصصات الإجبارية: الثقافة البدنيةوتطبيق الثقافة البدنية.

شروط الدراسة

مصطلح الحصول على تعليم متفرغ في التخصص"الميكانيكا والنمذجة الرياضية" 4 سنوات (بما في ذلك أيام العطل). يمكن تمديد التعلم بدوام جزئي والتعلم عن بعد ، بقرار من الإدارة ، لمدة ستة أشهر إلى سنة.

المهارات والقدرات المكتسبة أثناء التدريب

• القدرة على حل المشكلات المعقدة باستخدام تقنيات المعلومات والاتصالات.
• استخدام التحليل الرياضي في مجال الميكانيكا النظرية والتطبيقية ومقاومة المعادن والهندسة والمعادلات التفاضلية ونظرية الاحتمالات.
• العمل مع البرامج المتخصصة لنمذجة وتحسين العمليات التكنولوجية.
• القيام بعمل بحثي بشكل مستقل أو في مجموعة.
• حل مشاكل النمذجة الميكانيكية دون مشاركة جهاز كمبيوتر (إذا تطلب الموقف ذلك).
• تكييف معرفتك مع تنظيم العملية التعليمية في مجال اختصاصك (الفيزياء ، والميكانيكا ، والرياضيات ، وعلوم الكمبيوتر).
• تنظيم الأنشطة التربوية والعلمية والإدارية والإنتاجية التكنولوجية.

أثناء التدريب ، يكتسب البكالوريوس المهارات المهنية اللازمة للهندسة المختصة وتحليل الأجسام الميكانيكية المعقدة عن طريق الكمبيوتر و / أو التحليل المادي.

الأسئلة الأساسية للميكانيكا

معادلات الحركة

تدرس الميكانيكا أبسط أشكال الحركة الموجودة في العالم المادي ، والتي يوحدها الاسم الشائع ، وهو الحركة الميكانيكية.

في ظل الحركة الميكانيكية ، سنفهم التغيير في الموضع النسبي لجسم مادي فيما يتعلق بجسم مادي آخر. هذه إحدى أهم خصائص الحركة الميكانيكية: نسبتها.

الأسئلة الرئيسية التي تظهر عند محاولة وصف الحركة الميكانيكية لجسم مادي معين هي كما يلي:

1. كيف يتحرك هذا الجسم؟ أي ما هو نوع وطبيعة حركته النسبية؟

2. لماذا يتحرك هذا الكائن بهذه الطريقة وليس بطريقة أخرى؟ أي ، ما هي الأسباب التي تسبب بالضبط هذه الأنواعوطبيعة حركة الشيء المعني؟

يتم التعامل مع البحث عن إجابة لأول هذه الأسئلة من خلال قسم الميكانيكا - علم الحركة ، والثاني - الديناميكيات.

الموجودات: الحركة الميكانيكية نسبية وهي أبسط أشكال حركة المادة. الأسئلة الأساسية للميكانيكا: كيف ولماذا يتحرك الجسم المادي؟

اعتمادًا على خصائص كائن مادي وطبيعة ونوع حركته ، تُستخدم أبسط النماذج الفيزيائية في الميكانيكا:

نقطة مادية (جسيم) - كائن (جسم) ، يمكن إهمال أبعاده مقارنة بالحجم المميز للحركة التي يشارك فيها هذا الكائن.

هنا يجب الانتباه إلى الطبيعة النسبية للمفهوم وتجريده. أي كائن حقيقي له حجم محدود ، والذي في هذه الحالة بالذات يمكن إهماله أو لا.

على سبيل المثال ، بالنظر إلى حركة الأرض حول الشمس ، يمكن اعتبارها نقطة مادية ، لأن نصف قطر الأرض R z = 6400 كم أقل بكثير من نصف قطر مدارها حول الشمس R s = 1.5 × 10 8 كم. على الجانب الآخر،

عند التفكير في الدوران اليومي للأرض حول محورها ، لا يمكن تطبيق نموذج "النقطة المادية" على الأرض.

عند دراسة حركة جسم أو نظام أجسام ، عندما لا يمكن استخدام مفهوم نقطة مادية ، غالبًا ما يكون من المفيد تطبيق نموذج مادي آخر ، وهو ما يسمى نظام النقاط المادية.

جوهر هذا النموذج هو أن أي جسم أو نظام من الأجسام ، يجب دراسة حركته ، ينقسم عقليًا إلى أقسام صغيرة (نقاط مادية) ، أبعادها أصغر بكثير من أبعاد الجسم أو نظام جثث. في هذه الحالة ، يتم اختصار دراسة حركة الجسم أو نظام الأجسام إلى دراسة حركة الأقسام الفردية للنظام ، أي النقاط المادية التي يتكون منها هذا النظام. في هذه الحالة ، يجب على المرء ، بالطبع ، أن يأخذ في الاعتبار ما إذا كانت النقاط المادية تتفاعل مع بعضها البعض أم لا.

يسمى النموذج بحالة معينة من نموذج "نظام النقاط المادية" في الميكانيكا صلب:

صلب - هو نظام النقاط المادية ، الترتيب المتبادلالذي لا يتغير خلال هذه الحركة.

انتبه إلى نسبية هذا النموذج.

الحالة المحدودة لنموذج الجسم الصلب هي جسم صلب تمامًا. في جسم صلب تمامًا ، لا تتغير المسافة بين أي جسيمات عشوائية تحت أي ظرف من الظروف. الجسم الصلب تمامًا هو نموذج مجرد ، لأنه لا يوجد جسم حقيقي لديه هذه الخاصية.

لوصف حركة نقطة مادية ، يتم استخدام نموذج - مسار .

مسار الحركة يسمى الخط التخيلي الذي تتحرك على طوله نقطة مادية معينة.

إذا كان هذا الخط عبارة عن خط مستقيم أو جزء منه ، فإنهم يقولون إن حركة نقطة المادة مستقيمة ، وإلا فإن الحركة تكون منحنية. لوصف أنواع حركة الجسم الصلب ، يتم استخدام نماذج للحركة الانتقالية والدورانية.

متعدية تسمى هذه الحركة لجسم صلب ، حيث يظل أي خط مستقيم مثبت على هذا الجسم أثناء حركته موازيًا لنفسه.

السمة المميزةمثل هذه الحركة هي أن مسارات جميع النقاط المادية التي تشكل جسمًا صلبًا لها نفس الشكل والحجم ، ومع إزاحة متوازية ، يمكن دمجها مع بعضها البعض.

التناوب تسمى هذه الحركة لجسم صلب تتحرك فيه جميع نقاطه المادية في دوائر. في هذه الحالة ، تقع مراكز هذه الدوائر على خط مستقيم واحد يسمى محور الدوران.

يمكن دائمًا تمثيل الحركة التعسفية لجسم صلب كمجموعة من الحركات متعدية الترجمة والتناوب المتزامنة.

الموجودات: النماذج الفيزيائية الرئيسية للميكانيكا هي نقطة مادية ونظام نقاط مادية وجسم صلب. يتم تحديد حركة النقطة المادية من خلال مفهوم "مسار الحركة". المسارات إما مستقيمة أو منحنية. يمكن اختزال حركة الجسم الصلب إلى شكلين: متعدية ودورانية.

فوائد التعلم

• التدريب الرياضي الأساسي ، مما يتيح الفرصة للعمل النشط في أكثر مجالات الميكانيكا الحديثة تعقيدًا ؛ معرفة عميقة بالبرمجة ، مما يسمح بإجراء محاكاة حاسوبية للعمليات والظواهر في الأنظمة المختلفة
• وجود مدارس علمية قائمة تسمح للطلاب بالمشاركة بنشاط في العمل البحثي مباشرة في الجامعة
• فريق متميز من المعلمين والباحثين الذين يقدمون التدريب في جميع مجالات الميكانيكا الحديثة
• العمل على مرافق تجريبية فريدة من نوعها في مختبراتهم الخاصة ، وهي مزيج من المناهج النظرية والتجريبية ، مما يسمح للخريجين باستكشاف أكثر مشاكل الميكانيكا تعقيدًا بشكل شامل
• إتقان البرامج التطبيقية لحل مشاكل الميكانيكا النظرية ، والميكانيكا المائية ونظرية المرونة (ANSYS ، FLUENT ، إلخ) وإنشاء الخوارزميات والبرامج الخاصة بك لمشاكل محددة للميكانيكا الحديثة على أحدث تقنيات الكمبيوتر

المعلمين البارزين

• موروزوف - رئيس قسم نظرية المرونة بجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية ، وأكاديمي أكاديمية العلوم الروسية ، وأستاذ دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية. متخصص في النظرية اللاخطية للمرونة والطرق الرياضية لميكانيكا الكسر. مؤلف أكثر من 200 منشور في Scopus و Web of Science
• P. E. Tovstik - رئيس قسم الميكانيكا النظرية والتطبيقية في جامعة ولاية سانت بطرسبرغ ، أستاذ ، دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية ، الحائز على جائزة الدولة للاتحاد الروسي ، عالم محترم من الاتحاد الروسي ، قائد وسام شرف ، أستاذ فخري بجامعة ولاية سان بطرسبرج. متخصص في مجال الطرق المقاربة والرقمية في الميكانيكا النظرية ونظرية الهياكل رقيقة الجدران والميكانيكا الصلبة والميكانيكا النانوية. مؤلف أكثر من 250 ورقة علمية ، بما في ذلك عشر دراسات وكتب مدرسية
• Yu. V. Petrov - أستاذ بجامعة ولاية سانت بطرسبرغ ، رئيس قسم "الحالات المتطرفة للمواد والتركيبات" IPME RAS ، عضو مراسل في RAS ، أستاذ ، دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية. متخصص في النظرية الديناميكية للمرونة واللدونة وفيزياء وميكانيكا عمليات موجة الصدمة وديناميكيات تشوه وتدمير المواد الصلبة والتفجير والانفجار. مؤلف أكثر من 200 منشور في Scopus و Web of Science
• Kustova - رئيس قسم الميكانيكا المائية ، جامعة ولاية سانت بطرسبرغ ، دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية ، أستاذ أكاديمية العلوم الروسية. متخصص في مجال النظرية الحركية لعمليات النقل والاسترخاء في الغازات المتفاعلة غير المتوازنة ، ودراسات الحرارة وانتقال الكتلة على سطح الطائرات التي تدخل الغلاف الجوي للأرض والمريخ. مؤلف أكثر من 200 ورقة علمية ، بما في ذلك أكثر من 120 منشورًا في Scopus و Web of Science وخمس دراسات وكتب مدرسية

مهنة المستقبل

مواقع الممارسة

يشمل التعليم مرور الممارسة التعليمية والبحثية والصناعية على أساس الأقسام والمختبرات العلمية بجامعة ولاية سانت بطرسبرغ.

قائمة الوظائف الرئيسية

خريجو البرنامج جاهزون للعمل المهني الناجح في معاهد البحث والتصميم والتصميم وفي صناعة البناء والهندسة الميكانيكية وصناعة الصواريخ والفضاء والميكانيكا الحيوية والروبوتات وغيرها من مجالات التكنولوجيا والعلوم الطبيعية المتعلقة بالتطوير والتطبيق من الأساليب الرياضية. يمكنهم العمل كمتخصصين في أعمال البحث والتطوير في مجال النمذجة الرياضية والبحث العلمي والتطبيقي لصناعات التكنولوجيا الفائقة كثيفة العلم ، والإنتاج والأنشطة التكنولوجية. العمل التربوي في مجال التعليم الثانوي العام والمهني ممكن.

المنظمات التي يعمل فيها الخريجون

يواصل خريجو البرنامج دراستهم في برنامج الماجستير في جامعة ولاية سانت بطرسبرغ والجامعات الأخرى ، ويعملون في معاهد أكاديمية العلوم الروسية ، في مؤسسات Roscosmos State Corporation ، في الشركات التابعة لشركة PJSC Gazprom Neft ، JSC United Shipbuilding Corporation ، JSC Concern VKO Almaz-Antey "، في مركز أبحاث ولاية كريلوف ، والمعهد المركزي لمحركات الطيران الذي يحمل اسم P. I. Baranov (CIAM) ، وهي مؤسسات تابعة لمجموعة شركات Mavis Investment Group ، في مصنع Izhora ، في بناء السفن NPO Almaz ، في مصنع Obukhov ، في مؤسسة Rubin Federal State.