Tekniikan kandidaattiohjelman , Martti Larmi, Terhi Pellinen, Kirsi Virrantaus, Sanna Syri

Transkriptio

1 Tekniikan kandidaattiohjelman valmistelutilanne l til Aalto ENGissä Energia ja luonnonvarat pääaine , Martti Larmi, Terhi Pellinen, Kirsi Virrantaus, Sanna Syri

2 Pääaineen kuvaus ja osaamistavoitteet I (luonnos) Energia ja luonnonvarat -kandidaattipääaine kouluttaa yhteiskunnan energian tuotannon ja käytön, maa- ja vesirakentamisen, raaka-ainevarojen hyödyntämisen sekä paikkatiedon keruun ja käsittelyn sekä näiden alojen soveltamisen osaajia. Valmistunut tekniikan kandidaatti tuntee energian tuotannon ja käytön, geologisten ja uusiutuvien raaka-aineiden, vesivarojen ja materiaalien käytön ja kierrätyksen tavanomaiset käyttöprosessit sekä niiden ympäristövaikutukset ja energiataseet. Hän tunnistaa matematiikan ja laskennallisten lli menetelmien mahdollisuudet d ja käytön luonnonvarailmiöiden mallinnuksessa. Hän tuntee energiatalouden ja - energiamarkkinoiden perusteet.

3 Pääaineen kuvaus ja osaamistavoitteet II (luonnos) Valmistunut tekniikan kandidaatti ymmärtää energian ja luonnonvarojen sekä ympäristönsuojelun roolin yhteiskunnassa. Hän ymmärtää sijainnin merkityksen energiaan ja luonnonvaroihin liittyvien ilmiöiden mallinnuksessa. Valmistunut tekniikan kandidaatti osaa soveltaa termodynamiikan, geologian, maamekaniikan ja geoinformatiikan teorioita, käsitteitä, malleja ja teknologioita energiaan ja luonnonvaroihin liittyvien teknisten ongelmien ratkaisuun. Näiden valmiuksien ohella valmistunut tekniikan kandidaatti tuntee sivuavia tekniikan aloja riittävän hyvin pystyäkseen y keskustelemaan muiden asiantuntijoiden kanssa.

4 Energia ja luonnonvarat (luonnos) Statiikka ja dynamiikka 5 op Virtausmekaniikka 5op Termodynamiikka 5 op Materiaalitekniikka 5 op Energia ja ympäristö 5 op Geologia ja maamekaniikka 5 op Geologiset luonnonvarat 5 op Geoinformatiikka 5 op Pääaineen valinnainen 1* 5 op Pääaineen valinnainen 2* 5 op Kandityö 10 op (* = kohdennettuja/rajoitettuja valinnaisuuksia, ei täysin vapaavalintaisia)

5 Pääaineen vallinaiset (DI-pääaine suosittaa 2 kurssia) Kontinuumimekaniikka 5op Kiinteän aineen mekaniikka 5 op Johdatus energiatekniikkaan 5 op Fysiikka III (Moderni fysiikka, aineen rakenne) 5 op Johdatus mittaus- ja kartoitustekniikkaan 5 op Geoinformaation hallinta ja sovellussuunnittelu 5 op Lista voi vielä hieman muuttua, mahdollisesti mukaan: Hydrologia 5 op Ympäristökemia 5 op Seuraavissa kalvoissa olevat kurssikuvaukset ovat tämän Seuraavissa kalvoissa olevat kurssikuvaukset ovat tämän hetken luonnoksia.

6 Termodynamiikka (5 op) Termodynamiikan ensimma inen ja toinen pa a sa a nto. Energiataseiden muodostaminen erilaisille systeemeille ja prosesseille seka entropiaepa yhta lo n johto. Termodynaamisten systeemien analysointimenetelma t ja niiden ka ytto tekniikan eri aloille kuten la mpo voima- ja virtauskoneisiin, virtaus- ja la mmo nsiirto-oppiin seka palamisprosesseihin. Aineiden la mpo teknisten ja fysikaaliskemiallisten ominaisuuksien selvitta minen kuten kylla isen veden ja vesiho yryn taulukot seka h-s-diagrammi ja sen ka ytto. Termodynaaminen tasapainotila ja sen ma a ritta minen systeemin Gibbsin energian minimikohdan perusteella. La mmo nsiirto-opin perusilmio t ja yksinkertaiset la mmo nsiirtolaskelmat. Kontinuumitermodynamiikan perusteet. Oppikirja(t): Lampinen, M., Termodynamiikan perusteet, Otatieto 582. Opetusmonisteita Opettaja(t): Professori Markku Lampinen (Sovellettu termodynamiikka)

7 Termodynamiikka (5 op) 3 MW, 72 kg/s 7 C 2 MW, 50 kg/s Cold water network 17 C Absorption cooling machine 75 C 4 MW, 50 kg/s Process heat network 95 C Summer situation Winter situation 17 C 32 C 7 MW, 240 kg/s Return water 2 MW, 50 kg/s 7 C 25 C Sea heat water exchanger 27 C 12 C 20 C 2 C Sea water

8 Energia ja ympäristö (5 op) Energy and environment Johdatus energian käytön ja tuotannon teknisiin ja fysikaalisiin perusteisiin globaalit haasteet: ilmastonmuutoksen hillintä, toisaalta väestönkasvu, elintason nousu, energiantuotanto edelleen pääosin fossiilista, jne. fossiilisten polttoaineiden globaalit varannot ja kv. markkinat uusiutuvien energialähteiden varat / potentiaalit ja käytön reunaehdot, muut vaikutukset (esim. vesivoiman, bioenergian kohdalla) energian käyttö Suomessa ja globaalisti li (teollisuus, muut sektorit, mihin kaikkeen energiaa kuluu) eri energiantuotantomuotojen ympäristövaikutukset ympäristövaikutusten hillinnän perusmekanismit (verot, normit, jne) käytännön politiikkatoimet, painopiste energia-alaan liittyvässä kv. CO2- sääntelyssä Vastuuopettaja prof. Sanna Syri

9 Energia ja ympäristö (5 op) Energia ja ympäristö (5 op) Energy and environment

10 Johdatus energiatekniikka (5 op) Energiataseet Johdatus energiatuotannon ja energia tehokkaan käytön käytännön haasteisiin ja kokeelliseen tutkimukseen. Labroja, demoja, voimalaitosvierailu it i il Vastuuopettaja N.N.

11 Geoinformatiikka (5 op) Geoinformatics Tunnistaa sijainnin merkityksen luonnonvarojen ja energiakysymysten ongelmanratkaisussa Tuntee paikannuksen, sijainnin määrityksen, valokuvauksen, fotogrammetrian ja kaukokartoituksen perusteet sekä niiden sovellukset Tuntee koordinaatistojen, referenssijärjestelmien, projektioiden perusteet Tuntee geoinformaation mallinnuksen ja hallinnan sekä spatiaalisen algoritmiikan perusajatukset sekä alan standardit Ymmärtää tilastollisten ja matemaattisten menetelmien potentiaalin käsittelyssä Ymmärtää geoinformaation 2- ja 3d visualisaatioiden id käyttömahdollisuudet d t sekä vuorovaikutteisen työskentelyn perustoiminnallisuudet Osaa käyttää GIS-ohjelmistoa pienten ongelmien ratkaisuun Longley,P., Goodchild,M., Maguire,D., Rhind,D., Introduction to Geographical Information Science.

12 GPS-mittaus Klaukkalassa Vrow Marian hylky merenpohjan mittauksissa Merenmittausta

13 Pintamalleja maaston ominaisuuksista

14 Valokuvilta teksturoitua 3D laserpistepilveä Kappaleiden 3D mallinnusta valokuvilta Petri Rönnholm, TKK Yhdistetyt 3D mallit tuotettuna eri lähteistä A Anna Annila ja Nina Heiska, TKK Geometristen muodonmuutosten havaitseminen Anna Annila, TKK Anna Annila, TKK

15 Johdatus mittaus- ja kartoitustekniikkaan (5 op) Osaa selostaa Maan muodon määrityksen periaatteet ja ymmärtää geodeettiset koordinaatit sekä geodesian perustehtävät Tuntee kartoitusprosessit; runko- ja kartoitusmittausmenetelmät Tuntee geodeettisen mittauksen ja satelliittipaikannuksen perusmenetelmät ja teknologiat Tuntee fotogrammetrian, laserkeilauksen ja kaukokartoituksen menetelmät aineiston i keruuseen ja käsittelyyn Tuntee maaston mallinnuksen menetelmät ja maastotietojärjestelmän rakenteen, kartan tuotantoprosessit ja tärkeimmät topografiset kartat Tuntee, maastotiedon yleistämisen perusteet ja maaston korkeustiedon (maastomallin) visualisointitavat Konecny,G., Geoinformation Remote Sensing, Photogrammetry and Geographic Information Systems.

16 Mareografimittaus Hangossa Ympäristötutkimusta satelliittikuvilta Merenpinnan nousun vaikutusten analysointia geoinformaation avulla

17 Geoinformaation hallinta ja sovellussuunnittelu (5 op) spatiaalisen indeksoinnin perusteet relaatiotiedonhallinnan spatiaaliset laajennokset (relaatiokannat ja laajennokset, arkkitehtuurit) spatiaalisen algoritmiikan perusteet web- ja internet perusteet, OpenGIS GI standardoinnin perusteet, metadata ja laatu spatiaaliset infrastruktuurit Wise,S., GIS Basics

18 Spatiaalisen datan infrastruktuurin teknisen ratkaisun arkkitehtuuri Applications and geoportals Portal Service bus Service Layer Registry service Discovery service View service Download service Rights Management Layer Transformation service Invoke service Data Sources Registers Service Metadata Dataset Metadata Spatial Datasets

19 Geologia ja maamekaniikka (5 op) Geology and Soil Mechanics tunnistaa yleisimmät mineraalit ja tuntee keskeiset geologiset prosessit osaa soveltaa tätä tietoa kivilajien nimeämiseen, luokitteluun ja hyötymineraaliesiintymien tutkimukseen Osaa määrittää maalajit ja tuntee niiden rakentamisen kannalta keskeiset ominaisuudet ja niitä kuvaavien tunnuslukujen määrityksen Tuntee käsitteen huokosvedenpaine ja osaa laskea jännityksen maamassassa Osaa arvioida kallioperän rakennusgeologisia ominaisuuksia ja tuntee rakoilleen kallion käyttäytymistä y y 3-akseliaalisessa jännityskentässä Tuntee maaperän ja kallioperän rakenteen, koostumuksen ja ominaisuuksien tutkimisessa käytettävät geofysikaaliset luotausmenetelmät Ymmärtää pohjaveden merkityksen maamekaniikassa ja osaa laskea suotovirtauksia sekä arvioida maan vedenläpäisevyyttä Oppikirja(t): Das, R. Principles of Geotehnical engineering +? Opettaja(t):

20 Geologiset luonnonvarat (5 op) Geological Resources or Natural Resources?? Geologiset luonnonvarat, globaalit raaka-ainevirrat ja yhteiskunnan raaka-ainehuolto Yleisimpien hyötymineraalien ja mineraalisten raaka-aineiden esiintymätyypit ja niiden syntyprosessit Vesivarat Geologisten raaka-aineiden tuotannossa käytettävät tekniikat (kaivostekniikat, kiviainestuotannon tekniikat kuten murskaus) Kaivannaistuotannon ympäristövaikutukset ja -riskit (vesi, ilma, maaperä, ekologia) ja niihin vaikuttavat tekijät Yhdistää oppimaansa kemian, (geologian) materiaalitekniikan kursseilta saamiinsa tietoihin Geologisten luonnonvarojen tuotannon ja erityisesti isesti kaivannaisteollisuuden annaisteollis ympäristövaikutusten arvioinnissa käytettäviä menetelmiä Oppikirja(t): pp j ( ) Opettaja(t):

21 Fysiikka III: Aineen rakenne (5 op) fysikaalinen optiikka kvanttimekaniikkaa atomin, molekyylin ja kiinteän aineen fysiikkaa ydinfysiikkaa suhteellisuusteoriaa? esitiedot: Lukion fysiikan syventävien kurssien FY3 Aallot, FY4 Liikkeen lait, FY5 Pyöriminen ja gravitaatio ja FY8 Aine ja säteily keskeinen sisältö tai vastaavat tiedot