Applied Mechanics

Standard length of daily study: 3

Standard length of external study:

 

Content of the study field - description of the first degree

Absolventi odboru Aplikovaná mechanika sú vysokokvalifikovanými odborníkmi vývoja a praxe vo všetkých strojárskych a priemyselných odboroch, a konštrukčne zameraných stavebných a elektrotechnických odboroch. Zároveň sa uplatnia ako špecialisti pri riešení interdisciplinárnych technických problémov mechatroniky, biomechaniky, energetiky, softwarového inžinierstva, materiálového inžinierstva (kompozitné a smart materiály), mikro- a nanosystémov. Absolventi odboru sú schopní tvorivým spôsobom aplikovať základné znalosti teoretickej mechaniky, teórie pružnosti a pevnosti materiálu a konštrukcií, mechaniky tekutín a termomechaniky pri návrhu mechanických sústav v automobilizme, v železničnej a leteckej technike, v špeciálnych i iných strojných zariadeniach a sústavách, v stavebných a elektrotechnických konštrukciách, v energetike a biomedicínskej technike. Zároveň vedia racionálne využívať modernú výpočtovú techniku pri riešení inžinierskych problémov. Absolventi vedia pracovať tímovo s manažérmi, používateľmi navrhovaných mechanických sústav a technologických systémov, a špecialistami iných profesií. Majú právne a ekonomické znalosti o podnikaní, o manažmente, a ovládajú minimálne jeden cudzí neslovanský jazyk.

Teoretické vedomosti (1. stupeň)

Absolvent aplikovanej mechaniky (1. stupeň)

-           získa a pochopí základné fakty, pojmy, princípy a teórie týkajúce sa vzájomného mechanického pôsobenia a jeho účinkov na mechanické prvky a sústavy,

-           získa vedomosti na navrhovanie, technickú diagnostiku, pre posudzovanie spoľahlivosti, životnosti a bezpečnej prevádzky mechanických sústav v strojárstve, stavebníctve a elektrotechnike takým spôsobom, ktorý preukazuje pochopenie súvislostí, vzájomnej podmienenosti a dôsledkov alternatívnych rozhodnutí s cieľom nájsť najefektívnejšie riešenie.

Praktické schopnosti a zručnosti (1. stupeň)

Absolvent aplikovanej mechaniky (1. stupeň) získa schopnosť

-           vie klasifikovať a kvantifikovať vzájomné mechanické pôsobenie mechanických prvkov a konštrukcií a ich interakcií s prostredím analytickými, numerickými a experimentálnymi metódami,

-           špecifikovať, navrhovať a diagnostikovať mechanické prvky a konštrukcie z pohľadu mechanického pôsobenia a jeho účinkov v strojných, stavebných a elektrotechnických konštrukciách,

-           pracovať s nástrojmi používanými pri počítačovom konštruovaní a navrhovaní mechanických prvkov a konštrukcií,

-           vie spolupracovať s odborníkmi v manažmente, výskume, vývoji a v praxi.

Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (1. stupeň)

Absolvent aplikovanej mechaniky (1. stupeň) dokáže:

-           prezentovať technické problémy a ich riešenia,

-           pracovať efektívne ako odborne – technický pracovník,

-           porozumieť a vysvetliť kvantitatívne rozmery problému,

-           organizovať si vlastné učenie a odborný rast.

Vymedzenie jadra znalostí (1. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí študijného odboru (1. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí 1. stupňa vysokoškolského štúdia Aplikovaná ( Bc. Aplikovanej mechaniky). Jadro obsahuje:

1. ročník:

-       Technická fyzika ( Fyzikálne princípy javov v telesách pevnej fázy, kvapalín a plynov, elektriny a magnetizmu),

-       Matematická analýza a algebra,

-       Technická dokumentácia a CAD (úvod do inžinierstva, základy konštruovania a tvorby technickej dokumentácie, počítačová podpora konštruovania (CAD systémy) a počítačová grafika),

-               Materiálové inžinierstvo (náuka o konštrukčných materiáloch a technológiách ich skúšaní a skúmaní, vlastnosti konštrukčných materiálov, metodika experimentu),

-               Mechanika (úvod do mechaniky hmotných bodov a telies pevnej fázy, statika).

Odporúča sa, aby tieto znalosti tvorili aspoň 3/5 ECTS kreditov študijného programu l. roku štúdia.

2. ročník:

-       Technická mechanika (kinematika a dynamika a ich aplikácie, analytické metódy a experiment),

-       Pružnosť a pevnosť(analytické a experimentálne metódy),

-       Termomechanika(termodynamika a prenos tepla),

-       Mechanika tekutín (hydromechanika a aeromechanika),

-       Konštruovanie a modelovanie pomocou CAD systémov (napr. AutoCAD, Inventor),

-       Elektrotechnika, Informatika a programovacie techniky,

-       Matematické základy numerických metód výpočtovej mechaniky a softvér aplikovanej matematiky (Matlab, Mathematica, Maple),

-       Semestrálny projekt - úvodná štúdia (Návrh mechanickej sústavy).

Odporúča sa, aby tieto znalosti tvorili aspoň 3/5 ECTS kreditov študijného programu 2. roku štúdia.

3. ročník:

-       Konštruovanie pomocou stredných a vyšších CAD systémov (Solid Edge, CATIA, I-DEAS),

-       Základy príbuzných strojárskych resp. stavebníckych odborov s aplikáciou mechaniky,

-       Základy experimentálnych a numerických metód mechaniky a ich aplikácia,

-               Záverečná práca - štátna skúška Bc.

Odporúča sa, aby tieto znalosti tvorili aspoň 3/5 ECTS kreditov študijného programu 3. .roku štúdia.

Ďalšie témy jadra znalostí študijného odboru (1. stupeň):

-       Informačné technológie,

-       Spoločenské, morálne a právne aspekty profesie,

-       Základy podnikania a manažmentu.

Znalosti uvedené v korpuse musia byť súčasťou obsahu každého študijného programu v tomto študijnom odbore. Študijný program teda musí pokrývať celý obsah študijného odboru . Hĺbka rozpracovania však môže byť rôzna, nie však menej ako sa vymedzuje v jadre. Ak sú uvedené témy alternatívne, študijný program musí obsahovať aspoň jednu, alebo umožňovať voľbu jednej spomedzi nich.

Indikátorom priznania spôsobilosti inštitúcie priznávať akademický titul "bakalár" je kumulatívna hodnota kreditov študijného programu na úrovni 3/5 celkového počtu ECTS kreditov, odpovedajúcich 100 % ECTS kreditov študijného odboru.

Štátna skúška (1. stupeň)

-       Obhajoba záverečnej práce ( abstrakt v jazyku anglickom), kvalita a obtiažnosť práce v kreditovom vyjadrení zodpovedá odbornej úrovni práce z hľadiska jej príspevku k odbornému profilu absolventa.

Kolokviálna skúška posúdenia úrovne poznatkov absolventa 1. stupňa vysokoškolského štúdia odboru Aplikovaná mechanika.

Content of study field - description of the combined first and second degree

Standard length of daily study: 2 (v prípade konverzných študijných programov až 3

Standard length of external study:

 

Content of the study field - second grade description

Absolvent druhého stupňa vysokoškolského štúdia Aplikovanej mechaniky má prehĺbené vedomosti z mechaniky tuhých telies, pružnosti a pevnosti, mechaniky tekutín a termomechaniky, konštrukčných materiálov, mechaniky kontinua, výpočtovej techniky a programovania, numerických a experimentálnych metód, aplikovanej elektrotechniky. Predpokladá sa špecializácia v dvoch študijných programoch : Inžinierska mechanika (Engineering Mechanics) a Výpočtová mechanika (Computational Mechanics). Hlavný dôraz je kladený na pripravenosť a schopnosť samostatne rozvíjať, rozpracovávať a prakticky využívať inžinierske prístupy pri riešení technických problémov v oblasti lineárnej i nelineárnej odozvy konštrukcií. Absolvent je schopný vykonávať statickú, kinematickú a dynamickú analýzu mechanizmov a konštrukcií, aplikovať lomovú mechaniku pri hodnotení medzných stavov mechanických prvkov a sústav, posudzovať životnosť a spoľahlivosť konštrukcií. Vie posudzovať tepelné namáhanie, riešiť technické úlohy prúdenia, termodynamiky, prenosu tepla a hmoty, a technickej akustiky. Ovláda výpočtové metódy mechaniky (metóda konečných prvkov, metóda hraničných prvkov, bezsieťové metódy) a vie ich aplikovať na riešenie úloh poľa či už formulovaných oddelene alebo viazane. Ovláda použitie softwarových prostriedkov modelovania a virtuálneho prototypovania s vysokou mierou samostatnosti a tvorivosti. Ovláda experimentálnu mechaniku.

Dôraz sa kladie na to, aby absolvent získal hlboké znalosti v oblasti aplikovanej mechaniky, umožňujúce mu riadiť tímy pracovníkov v tejto oblasti, samostatne viesť aj veľké projekty a prevziať zodpovednosť za komplexné riešenia.

Absolvent získa skúsenosti s formuláciou hypotéz, experimentálnym návrhom, overovaním hypotéz a analýzou získaných údajov.

Uplatní sa ako inžiniersky pracovník v projektovaní a v prevádzke,, vývoji a výskume strojov a konštrukcií.

Teoretické vedomosti (2. stupeň)

Absolvent odboru Aplikovaná mechanika (2. stupeň)

-           ovláda teóriu mechaniky kontinua (lineárne i nelineárne formulácie), pružnosti a pevnosti, plasticity a reológie,

-           ovláda analytickú dynamiku a teóriu mechanizmov, ako aj kmitanie dynamických sústav,

-           ovláda aplikovanú termomechaniku a mechaniku tekutín,

-           ovláda teóriu poľa a vie ju riešiť numerickými metódami, má hlboké vedomosti z teórie počítačovo orientovaných metód - najmä z metódy konečných prvkov, ovláda moderné programovacie techniky,

-           ovláda teóriu experimentálnych metód mechaniky a vie ich aplikovať v spojení s výpočtovými metódami,

-           nachádza a prezentuje vlastné riešenia problémov pri výskume, vývoji, projektovaní a konštruovaní mechanických sústav a ich aplikácií,

-           tvorivo aplikuje získané teoretické poznatky v praxi,

Praktické schopnosti a zručnosti (2. stupeň)

Absolvent odboru Aplikovaná mechanika (2. stupeň) získa schopnosť

-           navrhovať, analyzovať a diagnostikovať mechanické prvky a sústavy z hľadiska ich mechanickej odozvy na vonkajšie i vnútorné vplyvy analytickými, numerickými i experimentálnymi metódami v strojárstve, stavebníctve, elektrotechnike, energetike, mechatronike, makro- a nanosystémoch,

-           vie riešiť zložité technické problémy a používať moderné metódy a prostriedky,

-           vie aplikovať moderné softwarové technológie ako sú Matlab, Mathematica, Maple na riešenie technických problémov aplikovanej mechaniky,

-           využívať softwarové prostriedky virtuálneho prototypovania, ako sú Solid Edge, Catia, Ideas, Pro Engineer, Mechanical Desktop, a iné,

-           využívať softwarové prostriedky výpočtovej mechaniky na simuláciu úloh poľa, ako sú napr. programy a systémy metódy konečných prvkov, a iných numerických metód (napr. programy ADAMS, ANSYS, a iné),

-           vykonávať poradenstvo a marketing so softwarovými prostriedkami virtuálneho prototypovania a numerických metód výpočtovej mechaniky,

-           svoje programátorské skúsenosti využívať pri tvorbe špeciálneho softvéru zameraného na aplikáciu mechaniky pri návrhu mechanických prvkov a sústav,

-           riadiť procesy projektovania, navrhovania, virtuálneho prototypovania, výroby a diagnostiky konštrukcií z hľadiska ich mechanickej odozvy,

-           preukazovať dôkladné porozumenie nosných oblastí znalostí a teórie mechaniky spolu so schopnosťou kritického úsudku v celom spektre problémov súvisiacich s návrhom mechanických sústav,

-           pracovať v projektoch, ktoré zahŕňajú identifikáciu mechanického problému, analýzu, návrh a implementáciu rozsiahlych riešení spolu s testovaním a primeranou dokumentáciou, pričom si uvedomuje jednotlivé aspekty kvality,

-           verifikovať numerické výsledky s výsledkami experimentu s následnou korekciou matematického modelu.

Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (2. stupeň)

Absolvent odboru Aplikovaná mechanika (2. stupeň) bude schopný

-           pôsobiť ako tvorivý pracovník vo výskume a vývoji strojov a konštrukcií pre rôzne priemyselné odvetvia (strojárstvo, stavebníctvo, elektrotechnika, energetika, chémia, automobilový, poľnohospodársky a potravinársky priemysel),

-           systematicky študovať nové poznatky v odbore Aplikovaná mechanika a prezentovať výsledky svojej práce na odborných seminároch a konferenciách,

-           riadiť sa primeranými praktikami v súlade s profesionálnym, právnym a etickým rámcom študijného odboru.

Vymedzenie jadra znalostí (2. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí študijného odboru (2. stupeň)

1. ročník:

-       Aplikovaná matematika,

-       Vybrané state z pružnosti a pevnosti,

-       Vybrané state z dynamiky (kmitanie dynamických sústav, stabilita mechanických sústav, dynamika strojov a konštrukcií),

-       Mechanika kontinua (lineárna i nelineárna),

-       Numerické metódy riešenia polí (metóda konečných prvkov, metóda hraničných prvkov, bezsieťové metódy),

-       Metóda konečných prvkov v aplikovanej mechanike,

-       Teória a počítačové simulácie mechanizmov,

-       Analytická a počítačovo orientovaná dynamika, kmitanie mechanických sústav (aplikácia Matlab-u),

-      Aplikovaná mechanika tekutín,

-      Prenos tepla a hmoty,

-      Mechatronika,

-      Experimentálna mechanika,

-     Semestrálny projekt - inžinierske riešenie zadania.

Odporúča sa, aby tieto znalosti tvorili aspoň 1/2 ECTS kreditov študijného programu 1. roku štúdia.

2. ročník:

-       Viazané úlohy teórie poľa, interakcia mechanických sústav a konštrukcií s prostredím,

-       Geometricky a fyzikálne nelinárne úlohy poddajného telesa (aplikácia MKP na riešenie nelineárnych úloh, stabilita konštrukcií), plasticita, reológia,

-       Únava a teória porušenia konštrukcií, teória životnosti a spoľahlivosti, lomová mechanika,

-       Vibroizolácia strojov a konštrukcií, aeroelasticita, seizmicita, technická akustika,

-       Diplomový projekt,

-       MKP v dynamike strojov a konštrukcií,

-       Diplomová práca ( DP ) - konkrétne riešenie zadania.

Odporúča sa, aby tieto znalosti tvorili aspoň 1/2 ECTS kreditov študijného programu 2 . roku štúdia.

Znalosti uvedené v jadre znalostí musia byť súčasťou obsahu každého študijného programu v tomto študijnom odbore. Študijný program teda musí pokrývať celý obsah Študijného odboru. Aspoň 1/2 obsahu študijného programu musí obsahovať témy ( nosné a ďalšie) študijného odboru, v 100 % vyjadrení ECTS kreditov odboru.

štátna skúška (2. stupeň)

-       obhajoba diplomovej práce (abstrakt v jazyku anglickom),

-       kolokviálna skúškz úrovne poznatkov absolventa 2. stupňa štúdia študijného odboru Aplikovaná mechanika (Applied Mechanics).

Standard length of daily study:

Standard length of external study:

 

Content of the study field - description of the third grade

Vedecká výchova v tomto smere je zameraná na prípravu vysokokvalifikovaných odborníkov vedeckého výskumu, vývoja a praxe vo všetkých odboroch a pracoviskách kde sa aplikujú vedecké poznatky mechaniky. Jeho vedecká erudícia je vzťahovaná najmä na tieto oblasti mechaniky :

-         Vývoj a zdokonaľovanie analytických a numerických výpočtových metód (metóda konečných prvkov, metóda hraničných prvkov, bezsieťové metódy), teória modelovania a analýza mechanických sústav a konštrukcií, konštitutívne vzťahy s dôrazom na lineárne i nelineárne správanie sa materiálu, podmienky medzných stavov materiálov a telies, mechanika kompozitov, smart a MEMS materiály, analýza napätosti, viazaných deformácií a dynamickej odozvy vybraných tried telies vrátane zložených telies, inverzné úlohy mechaniky telies a identifikácia materiálových, technologických a iných parametrov, modelovanie napätosti a deformácie vybraných technologických procesov(napr. tvárnenie plechov, kovanie, pretláčanie, zváranie, zmena stavu, stabilita konštrukcií.), optimalizácia a kontaktné úlohy, interakcia konštrukcií a prostredia, expertné systémy, mechanika mikro- a nanosystémov, dynamika interaktívnych a mechatronických sústav, dynamika vozidiel a strojných zariadení, riešenie vybraných problémov vibroakustiky, stabilita a dynamika stavebných konštrukcií, biomechanika, aplikácia numerických metód na žiarenie a šírenie svetla, riešenie viazaných elektro-termo-mechanických úloh, lomová mechanika, životnosť a spoľahlivosť konštrukcií.

-         Aplikovaná mechanika kvapalín a plynov: teória prúdenia stlačiteľných i nestlačiteľných tekutín, prúdenie plynov a pár, nestacionárne prúdenie a ráz, prúdenie v hydraulických a energetických strojoch a zariadeniach, interakcia konštrukcií a kvapalín, počítačové metódy riešenia mechaniky kvapalín a plynov.

-         Aplikovaná termomechanika: prenos tepla a látky, termodynamické problémy hutníckych, zlievárenských stavebných a elektrotechnických technológií a tepelného spracovania, spriahnuté problémy prenosu tepla a mechaniky konštrukcií, aplikácie v oblasti návrhu tepelných a elektrických strojov, stavebných konštrukcií a zariadení, aplikácia riešenia tepelných polí a ich účinkov v silnoprúdových prvkoch a zariadeniach, výroby a rozvodu elektrickej energie (klasická i jadrová energetika) a vo svetelnej technike. Počítačové metódy riešenia prenosu tepla a hmoty.

-         Experimentálna mechanika: rozvoj a aplikácia existujúcich metód a vývoj nových metód, mechanické, optické a akustické metódy overovania fyzikálnych charakteristík materiálov a konštrukcií, testovanie mechanických modelov a konštrukcií in situ, interaktívna diagnostika mechanických javov experimentálnymi a numerickými metódami, rozvoj experimentálnych metód overovania ochrany človeka a konštrukcií pred hlukom a vibráciami od dopravy a technológie.

Teoretické vedomosti (3. stupeň)

Absolvent odboru Aplikovaná mechanika (3. stupeň) má hlboké teoretické vedomosti najmä z týchto oblastí:

1.      Vybrané state z matematiky

Parciálne diferenciálne rovnice prvého a druhého rádu s konštantnými i nekonštantnými parametrami a ich aplikácia v mechanike telies pevnej fázy, kvapalín a plynov. Maticový počet. Numerické metódy riešenia sústav algebraických rovníc lineárnych i nelineárnych úloh. Numerická integrácia. Explicitné a implicitné metódy riešenia. Základné metódy optimalizácie. Základné úlohy variačného počtu. Priame metódy variačných úloh, variačné princípy. Tenzorové polia. Kartézske tenzory. Tenzorová analýza a algebra. Všeobecné tenzory. Tenzor napätia v mechanike tekutín. Navier-Stokesove pohybové rovnice. Tenzory v špeciálnej teórii relativity. Vybrané kapitoly zo štatistiky a teórie pravdepodobnosti. Štatistický model experimentu. Odhady neznámych parametrov. Testovanie štatistických hypotéz. Neparametrické metódy. Regresná a korelačná analýza.

2.      Mechanika kontinua a teória poľa, aplikovaná pružnosť a pevnosť

Tenzorové polia. Tenzory napätia a deformácie. Zovšeobecnený Hookov zákon. Anizotrópia a symetria pružnosti. Pohybové rovnice a rovnice rovnováhy kontinua v diferenciálnom tvare. Variačný počet a variačné princípy mechaniky. Geometricky nelineárne úlohy. Prírastkové i bezprírastkové rovnice nelineárneho kontinua a ich riešenie. Fyzikálne nelineárne úlohy. Konečné pružno-plastické deformácie. Riešenie kontaktných úloh. Mechanika kompozitov. Vzájomný vzťah termodynamiky a mechaniky pevných látok. Viazané a neviazané problémy teórie poľa. Termoelasticita. Termopružnoplasticita. Viskoelasticita. Relaxácia a dotvarovanie. Elektro-termo-elasticita a iné viazané úlohy. Teória nosníkov, škrupín a dosiek. Stabilita a vzper. Lomová mechanika. Únava materiálu a teória porušenia.

3.      Vybrané state z dynamiky

Fyzikálne a matematické modely dynamiky mechanických sústav, problém vlastných čísiel. Kmitanie mechanických sústav so sústrednými parametrami, kmitanie mechanických sústav so spojito rozloženými parametrami, pasívne a aktívne riadená mechanická sústava, inverzný problém v kmitaní ako problém pasívneho riadenia, priradenie spektrálnych a modálnych vlastností riadenej kmitajúcej mechanickej sústavy, modálne a optimálne riadenie kmitajúcich mechanických sústav, aplikácia smart a inteligentných materiálov na potlačenie kmitania mech. Sústav, priradenie spektrálnych vlastností rotorov v magnetických ložiskách. Náhodné veličiny, náhodné procesy. Štatistické charakteristiky náhodného procesu. Autokorelačná funkcia a spektrálna výkonová charakteristika stacionárneho náhodného procesu. Náhodné kmitanie lineárnych mechanických sústav s viac stupňami voľnosti procesu. Aplikácia a riešenie problémov náhodného kmitania strojov a konštrukcií. Metódy vibroizolácie strojov a konštrukcií. Efektívnosť pasívnej vibroizolácie pri deterministickom a náhodnom kmitaním mechanických sústav z hľadiska prípustných parametrov kmitania a prenášanej sily do základu. Vibračná diagnostika porúch strojných zariadení, konkrétne príklady. Dynamická analýza pohyblivých mechanických sústav s konštantným a nekonštantným prevodom. Dynamika rotorov. Teória rázu telies. Seizmicita.

4.      Syntéza mechanizmov

Analýza a syntéza pohybu viazaných telies s prihliadnutím na problémy nekorektných sústav (singularity, redukcie, pasivity) samotná tvorba maximálne fyzikálne podobných modelov mechanizmov a interaktívne riadenie numerickej simulácie analýzy pomocou počítača. Analýza rovinných mechanizmov, aplikácia maticových metód analýzy a syntézy priestorových mechanizmov s využitím transformačných matíc a maticových diferenciálnych operátorov. Uplatnenie špeciálnych transformačných matíc v mechanike otvorených štruktúr. Kolokačné metódy syntézy mechanizmov, moderné metódy syntézy vačkových a iných mechanizmov.

5.      Aplikovaná mechanika tekutín

Úvod do počítačovej mechaniky tekutín - aplikácie, rozvoj vedy teoretického, experimentálneho a počítačového výskumu, priama a nepriama úloha, s jednoduchým topografickým modelom, vonkajšia a vnútorná aerodynamika. Základné určujúce rovnice počítačovej mechaniky tekutín. Diskretizácia určujúcich rovníc. Generovanie sietí pre počítačové riešenie úloh - algebraické metódy, konformné zobrazenie, špeciálne metódy. Medzné vrstvy a riešenie rovníc medznej vrstvy, obtekanie telies. Experimentálne metódy pre overenie počítačových riešení - aerodynamické tunely, meracia technika, sondy, optické metódy, zviditeľňovanie.

6.      Aplikovaná termomechanika

Termodynamika: Analýza technických sústav a procesov podľa prvého a druhého zákona termodynamiky. Exergetická analýza cyklov tepelných motorov a chladiacich strojov. Termodynamické sústavy s chemickými reakciami. Zmena entrópie v sústavách s chemickými reakciami podľa II. TD vety. Diferenciálne rovnice termodynamiky. Termodynamické potenciály a Maxwelové rovnice pre určovanie nemerateľných veličín z rovníc stavu reálnych plynov. Opis vlastností reálnych plynov a pár. Direrenciálne rovnice termodynamiky na výpočet entalpie, entrópie, vnútornej energie. Termodynamické vlastnosti neazeotrópnych zmesí, opis kubickými stavovými rovnicami. Konštrukcia T-s diagramov vody a čistých chladív. Viacfázové sústavy. Termokinetika : Stacionárne a nestacionárne vedenie tepla dvoj a trojrozmerné. Konvekcia a prenos tepla žiarením. Polomasív bez a s fázovou premenou, toretické a numerické riešenie, teplotné vlny v stavebných konštrukciách.

Prenos tepla a látky: konvekcia pri dvojfázovom prúdení kvapaliny a pary v kanáloch a rúrkach. Bublinkový a konvektívny var prúdiacich chladív a vody v rúrkach, vplyv tlakových strát na výsledný efekt. Kúry varu, burnt out point, kritické tepelné toky, blanový var neustálený a ustálený. Kondenzácia pary .

7.         Technická akustika

Fyzikálne vlastnosti zvuku, rýchlosť šírenia sa zvuku, akustický tlak, akustická rýchlosť, akustické frekvenčné spektrum. Všeobecná vlnová rovnica, stavová rovnica, rovnica kontinuity, silová rovnica akustického vlnenia v prostredí, rýchlostný potenciál, hustota akustickej energie, akustický výkon, intenzita akustického poľa. Harmonické rovinné zvukové vlny. Guľové zvukové vlny. Hladina akustickej intenzity, akustického výkonu, akustického tlaku. Vzájomná súvislosť hladín. Výsledná hladina dvoch a viacerých zdrojov zvuku. Stanovenie hladín v oktávových a tretinooktávových frekvenčných pásmach. Váhové filtre. Ekvivalentná hladina zvuku. Akustický zdroj nultého rádu, prvého rádu, akustické zdroje vyšších rádov. Vyžarovanie zvuku kmitajúcou doskou. Smerové vyžarovanie, činiteľ a index smerovosti. Zvukové pole priamych a odrazených vĺn. Zvukové pole vo voľnom priestore a v uzavretom priestore. Vlnová rovnica zvukovodov. Zvukovod konštantného prierezu - bez trenia. Zvukovod konštantného prierezu - s trením. Zvukovod konštantného prierezu konečnej dĺžky. Zvukovod nekonštantného prierezu. Zdroje hluku v rotačných strojoch a vzduchotechnických zariadeniach. Ventilátory. Aerodynamický hluk v priamom potrubí. Hluk vznikajúci v kolenách a odbočkách potrubného systému. Hluk spôsobený kmitaním stien potrubia. Smerový súčiniteľ, smerová hladina akustického tlaku. Najvyššie prípustné hodnoty hluku. Tlmiče hluku. Útlm hluku strojných zariadení. Urbanistická akustika.

8.         Experimentálne metódy v mechanike

Mechanické odozvy materiálov. Tenzometrické snímače. Odporové snímače. Kalibrácia snímačov. Fóliové typy odporových snímačov. Odporové snímače pri nízkych teplotách. Polovodičové snímače. Snímače na báze optických vlákien. Analýza dát tenzometrických meraní. Prevodníky pre meranie sily, tlaku a pohybu. Fotoelasticimetria dvoj a trojdimenzionálna. Fotoelasticimetria riadená počítačom. Dynamická fotoelasticimetria. Fotoplasticita. Nedeštruktívna diagnostika. Meranie deformácií pri vysokých teplotách. Termoelastická napäťová analýza. Modelovanie a dimenzionálna analýza. Modálna analýza. Zbytkové napätia. Kompozitné materiály. Experimentálna lomová mechanika. Koncentrácia napätia únava materiálu Štatistická analýza experimentálnych dát. Holografická interferometria. Optoelektronické experimentálne metódy. Spektrálna a korelačná analýza.

9.         Numerické metódy riešenia úloh poľa – výpočtová mechanika. Numerické metódy riešenie úloh teórie poľa. Princípy numerických metód, oblasti ich rozvoja a aplikácie. Metóda konečných prvkov: energetická a variačná formulácia pre silovú, deformačnú a zmiešanú variantu MKP. Maticové vzťahy MKP. Základné typy konečných prvkov. MKP pre riešenie pevnostných a tuhostných úloh v lineárnej i nelineárnej oblasti zaťažovania. MKP pre riešenie úloh dynamiky telesa a dynamických sústav. Laplaceova transformácia a inverzné techniky. MKP pre riešenie úloh prenosu tepla. MKP pre riešenie úloh prúdenia. Výpočtová akustika. MKP pre riešenie úloh elektrostatického a elektromagnetického poľa. Riešenie kontaktu a interakcie s okolím. Riešenie slabo a silnoviazaných úloh poľa. Riešenie inverzných úloh a optimalizácia návrhu. Odhad chýb a presnosti výpočtu. Diskrétne konečné prvky. Metóda vážených residuí. Vyhladzovanie gradientov polí v diskrétnych formuláciách. Metóda hraničných prvkov: singulárne, hypersingulárne a nesingulárne integrálne rovnice. Teória reciprocity. Trefftzove funkcie.

Bezsieťové metódy: základné princípy a oblasti ich aplikácie. Stavba softwarových systémov na báze numerických metód.

Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (3. stupeň)

Absolvent odboru Aplikovaná mechanika (3. stupeň) si osvojí:

-       vývoj softwarových prostriedkov a ich aplikáciu pri modelovaní, analýze a návrhu mechanických sústav, ako aj vykonávaní a vyhodnocovaní experimentov,

-       zásady vedeckej práce, väzby výskum-vývoj-výroba-použitie-recyklácia, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne a environmentálne aspekty nových produktov a vedecko-výskumných výsledkov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax.

Vymedzenie jadra znalostí (3. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí študijného odboru (3. stupeň)

Vybrané state z matematiky a ich využitie v aplikovanej mechanike. Mechanika kontinua. Aplikovaná dynamika. Syntéza mechanizmov. Aplikovaná mechanika tekutín. Aplikovaná termomechanika. Technická akustika. Experimentálne metódy v mechanike. Numerické metódy riešenia úloh poľa – výpočtová mechanika. Softwarové inžinierstvo.

Študijná časť:

Teoretický základ, metodologický aparát, špecializácia: Matematická analýza, tenzorový počet, variačný počet, vedecký experiment, teória pravdepodobností a matematická štatistika, matematicko-počítačová simulácia a numerické metódy riešenia systémov algebraických rovníc, explicitné a implicitné numerické metódy, lineárna i nelineárna mechanika kontinua, výpočtové inžinierstvo, teória pružnosti a plasticity, teoretická dynamika, analýzy a syntéza mechanizmov, teoretická termomechanika, hydromechanika, počítačovo orientovaná akustika, teória neviazaných i viazaných polí, numerické metódy počítačovo orientovanej mechaniky (metóda konečných prvkov, metóda hraničných prvkov, metóda konečných objemov, bezsieťové metódy, a iné), teória tvorby softvérových produktov výpočtovej mechaniky, teória experimentu a experimentálne metódy.

Vedecká časť:

-         výskum aktuálneho otvoreného vedeckého problému z odboru strojárenstvo, enegetika, stavebníctvo, elektrotechnika, resp. z interdisciplinárnych odborov ako sú mechatronika, mikro a nanosystémy, biomechanika, softvérové inžinierstvo,

-       zásady vedeckej práce, väzby výskum-vývoj-výroba-použitie-recyklácia, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne a environmentálne aspekty nových vdeckovýskumných poznatkov a produktov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax.

Znalosti uvedené v jadre majú rozsah 1/3 v študijnej časti a 2/3 vo vedeckej časti. Dizertačná skúška a obhajoba dizertačnej práce (záverečná práca) musí spĺňať kritérium, aby študent preukázal schopnosť samostatne získavať teoretické a praktické poznatky.