Компьютерное моделирование электрофизических воздействий на бортовую электронику

Магистратура 2019/2020

Статус: Курс по выбору (Компьютерные системы и сети)

Направление: 09.04.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Востриков Александр Владимирович

Прогр. обучения: Компьютерные системы и сети

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 48

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Изучение и освоение студентами методов компьютерного моделирования электрофизических процессов в бортовой электронике как одного из этапов в информационной поддержке жизненного цикла изделий для решения практических задач, возникающих в повседневной деятельности инженера

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины “Компьютерное моделирование электрофизических воздействий на бортовую электронику” являются изучение и освоение студентами методов компьютерного моделирования электрофизических процессов в бортовой электронике как одного из этапов в информационной поддержке жизненного цикла изделий для решения практических задач, возникающих в повседневной деятельности инженера.

Планируемые результаты обучения

Понимание характеристик плазмы в магнитосфере Земли, взаимодействия околоземной плазмы с материалами элементов внешней поверхности космических аппаратов (КА), дифференциального заряжение элементов КА. Практические навыки компьютерного моделирования заряжения поверхности КА, расчета и визуализации потенциального рельефа поверхности КА.
Понимание параметров солнечного света и потоков заряженных частиц магнитосферы Земли. Понимание терминов: фотоэмиссия, вторичная электронная эмиссия,накопление объемных зарядов диэлектриками внешней поверхности КА. Навыки компьютерного моделирования объемного заряжения диэлектриков КА. Умение рассчитывать величины электрических полей объемных зарядов
Понимание взаимодействия ионизирующих излучений с веществом. Знакомство стемновой и радиационная электропроводность диэлектриков. Навыки построения физико-математических моделей в задачах компьютерного моделирования электрофизических воздействий на БЭ.
Умение анализировать полетные аномалии БЭ, состояния магнитосферы Земли во время полетной аномалии. Навыки построения структурных электрофизических моделей.
Навыки компьютерного моделирования защиты БЭ от ЭСР. Понятие внутренней электризации КА. Концепция нанопроводимости диэлектриков БЭ космических аппаратов.
Знакомство с программным приложением "Satellite-MIEM" для моделирования и расчета наводок в бортовой кабельной сети КА, методологией проектирования БЭ стойкой к воздействию импульсных помех

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Электрофизические воздействия на бортовую электронику (БЭ)
Понимание характеристик плазмы в магнитосфере Земли, взаимодействия околоземной плазмы с материалами элементов внешней поверхности космических аппаратов (КА), дифференциального заряжение элементов КА. Практические навыки компьютерного моделирования заряжения поверхности КА, расчета и визуализации потенциального рельефа поверхности КА.
Тема 2. Параметры электрофизических воздействий и вызываемые ими физические процессы в БЭ
Понимание параметров солнечного света и потоков заряженных частиц магнитосферы Земли. Понимание терминов: фотоэмиссия, вторичная электронная эмиссия,накопление объемных зарядов диэлектриками внешней поверхности КА. Навыки компьютерного моделирования объемного заряжения диэлектриков КА. Умение рассчитывать величины электрических полей объемных зарядов
Тема 3. Физико-математические модели в задачах компьютерного моделирования электрофизических воздействий на БЭ
Понимание взаимодействия ионизирующих излучений с веществом. Знакомство стемновой и радиационная электропроводность диэлектриков. Навыки построения физико-математических моделей в задачах компьютерного моделирования электрофизических воздействий на БЭ.
Тема 4. Методы анализа негативных результатов электрофизических воздействий на БЭ
Умение анализировать полетные аномалии БЭ, состояния магнитосферы Земли во время полетной аномалии. Навыки построения структурных электрофизических моделей.
Тема 5. Методы защиты БЭ от электрофизических воздействий.
Навыки компьютерного моделирования защиты БЭ от ЭСР. Понятие внутренней электризации КА. Концепция нанопроводимости диэлектриков БЭ космических аппаратов.
Тема 6. Компьютерное моделирование средств защиты БЭ от электрофизических воздействий
Знакомство с программным приложением "Satellite-MIEM" для моделирования и расчета наводок в бортовой кабельной сети КА, методологией проектирования БЭ стойкой к воздействию импульсных помех

Элементы контроля

Контрольная работа
лабораторные работы
Участие в работе на семинарах, устные и письменные задания.
Оитог. = 0,6·Оэкз + 0,4·Отекущий + 0,1 Одоп.вопрос

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (1 модуль)
Критерии оценки работы на практических занятиях: знание материала, умение сообщать материал, умение дополнять ответы, умение задавать существенные вопросы и формулировать проблему, умение готовить и презентовать доклады, посещаемость. Оценки за работу на практических занятиях преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за работу на практических занятиях определяется перед промежуточным или итоговым контролем. Оценки за отдельные виды работ студента преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом: Отекущий= 0,5·тест. + 0,5·практич.р.;
Промежуточная аттестация (2 модуль)
Результирующая оценка за итоговый контроль в форме экзамена выставляется по следующей формуле, где Оэкз – оценка за работу непосредственно на экзамене: Оитог. = 0,6·Оэкз + 0,4·Отекущ. Способ округления накопленной оценки итогового контроля в форме экзамена - арифметический. На пересдаче студенту предоставляется возможность получить дополнительный балл для компенсации оценки за текущий контроль, если существуют уважительные причины пропуска соответствующий занятий (больничный, больничный на ребенка, форс-мажорные обстоятельства), студент демонстрирует, что отлично (хорошо) владеет материалом, умеет рефлексивно работать, логически мыслить, обсуждать проблемы. На экзамене студент может получить дополнительный вопрос (дополнительную практическую задачу, решить к пересдаче домашнее задание), ответ на который оценивается в 1 балл. Таким образом, результирующая оценка за итоговый контроль, получаемая на пересдаче, выставляется по формуле Оитог. = 0,6·Оэкз + 0,4·Отекущий + 0,1 Одоп.вопрос В диплом выставляется оценка, полученная на экзамене во втором модуле. Блокирующие элементы отсутствуют.

Программа дисциплины