การคำนวณพลศาสตร์ของไหลเบื้องต้น

Introduction to Computational Fluid Dynamics

1) เพื่อให้นักศึกษาได้เห็นถึงความสำคัญของการใช้โปรแกรมทางวิศวกรรมเพื่อช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับพลศาสตร์ของไหลได้ 2) เพื่อให้นักศึกษามีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับพื้นฐานของการไหล วิธีเชิงตัวเลข วิธีผลต่างจำกัด วิธีปริมาตรจำกัด วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ คำตอบของระบบสมการอนุพันธ์ วิธีแก้ปัญหาสภาวะไม่คงที่ คำตอบของสมการนาเวียร์-สโตกส์ เรขาคณิตซับซ้อน การไหลแบบผกผัน การไหลแบบอัดตัวได้ ประสิทธิภาพและความแม่นยำของการคำนวณ 3) เพื่อให้นักศึกษาสามารถใช้โปรแกรมทางวิศวกรรมเพื่อช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับพลศาสตร์ของไหลได้
เพื่อปรับปรุงเนื้อหาให้เหมาะสมกับสภาพและสถานการณ์ปัจจุบัน มีความสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีและสังคมปัจจุบัน
ศึกษาเกี่ยวกับพื้นฐานของการไหล วิธีเชิงตัวเลข วิธีผลต่างจำกัด วิธีปริมาตรจำกัด วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ คำตอบของระบบสมการอนุพันธ์ วิธีแก้ปัญหาสภาวะไม่คงที่ คำตอบของสมการนาเวียร์-สโตกส์ เรขาคณิตซับซ้อน การไหลแบบผกผัน การไหลแบบอัดตัวได้ ประสิทธิภาพและความแม่นยำของการคำนวณ
อาจารย์จัดเวลาให้คำปรึกษาเป็นรายบุคคล หรือรายกลุ่มตามความต้องการ 1 ชั่วโมง/สัปดาห์(เฉพาะรายที่ต้องการ)
1) มีวินัยในตนเอง ตรงต่อเวลา รับผิดชอบต่อตนเอง 2) เคารพกฎระเบียบวินัยและข้อปฏิบัติต่างๆที่ยอมรับร่วมกัน 3) มีความซื่อสัตย์ในงานที่ได้รับมอบหมาย และช่วยเหลือเพื่อนร่วมชั้นเรียนอย่างเหมาะสม
1) อธิบายถึงเหตุผลและความสำคัญของการตรงต่อเวลาและความรับผิดชอบในตนเอง ในด้านการเข้าชั้นเรียน การส่งงานที่ได้รับมอบหมายทั้งในห้องเรียนและการบ้าน พร้อมทั้งสร้างเกณฑ์การให้คะแนนที่เป็นข้อยอมรับร่วมกัน 2) อธิบายถึงความสำคัญของกฎระเบียบวินัยและข้อปฏิบัติต่างๆที่ยอมรับร่วมกัน เช่น การแต่งกาย การไม่รบกวนการเรียนการสอน เป็นต้น พร้อมทั้งสร้างเกณฑ์การลงโทษที่เป็นข้อยอมรับร่วมกัน 3) อธิบายถึงความสำคัญของความซื่อสัตย์ในงานที่ได้รับมอบหมาย ไม่เอาเปรียบเพื่อนร่วมชั้นเรียน การไม่ละเมิดทรัพย์สินทางความคิดของเพื่อนร่วมชั้นเรียน และสร้างเกณฑ์การลงโทษเมื่อนักศึกษาไม่มีความซื่อสัตย์ในงานที่ได้รับมอบหมาย
1) ประเมินจากความตรงเวลาในการเข้าชั้นเรียน การส่งงานที่ได้รับมอบหมายทั้งในชั้นเรียนและการบ้าน ให้คะแนนตามเกณฑ์ที่ตกลงร่วมกัน 2) ทำการตัดคะแนนนักศึกษาที่ระเมิดกฎระเบียบวินัยและข้อปฏิบัติต่างๆที่ยอมรับร่วมกัน ตามเกณฑ์ที่ตกลงร่วมกัน 3) ทำการตัดคะแนนนักศึกษาที่ไม่มีความซื่อสัตย์ในงานที่ได้รับมอบหมายตามเกณฑ์ที่กำหนดไว้
1) ที่มาและความสำคัญของการใช้โปรแกรมทางวิศวกรรมเพื่อช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับพลศาสตร์ของไหลได้ 2) เข้าใจพื้นฐานของการไหล เข้าใจสมการนาเวียร์-สโตกส์ และพื้นฐานการแก้ปัญหาสมการนาเวียร์-สโตกส์ ที่ประกอบไปด้วย วิธีเชิงตัวเลข วิธีผลต่างจำกัด วิธีปริมาตรจำกัด วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ คำตอบของระบบสมการอนุพันธ์ วิธีแก้ปัญหาสภาวะไม่คงที่ เรขาคณิตซับซ้อน การไหลแบบผกผัน การไหลแบบอัดตัวได้ ประสิทธิภาพและความแม่นยำของการคำนวณ 3) ทักษะการใช้โปรแกรมทางวิศวกรรมเพื่อช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับพลศาสตร์ของไหลได้
1 บรรยายโดยเขียนบนกระดานประกอบกับการอ้างอิงในหนังสือ ใช้สื่อการสอนทางอิเล็ก  ทรอนิกส์ ตลอดจนสื่อการสอนที่เป็นชิ้นงานจริง  2 มอบหมายแบบฝึกหัดท้ายบทเรียน
1 การทดสอบย่อย สอบกลางภาคเรียน และปลายภาคเรียน  2 ประเมินจากแบบฝึกหัดท้ายบทเรียน
1 มีความคิดอย่างมีวิจารณญานที่ดี  2 สามารถสืบค้น ตีความ และประเมินเอกสารงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เพื่อใช้ในการแก้ไขปัญหาอย่างสร้างสรรค์ 3 สามารถรวบรวม ศึกษา วิเคราะห์ และสรุปประเด็นปัญหาและความต้องการ  4 สามารถคิด วิเคราะห์และสรุปประเด็นปัญหาเพื่อใช้ในการแก้ไขปัญหาทางด้านวิศวกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ  5 มีจินตนาการในการปรับใช้องค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องอย่างเหมาะสมในการพัฒนานวัตกรรมหรือต่อยอดองค์ความรู้จากเดิมได้อย่างสร้างสรรค์ 6 สามารถสืบค้นข้อมูลและแสวงหาความรู้เพิ่มเติมได้ด้วยตนเอง เพื่อหาความรู้เพิ่มเติมและให้ทันต่อการเปลี่ยนแปลงทางองค์ความรู้และเทคโนโลยีใหม่ๆ
1 กรณีศึกษาทางการประยุกต์สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล  2 ให้นักศึกษาค้นคว้า จัดทารายงานทางเอกสารและนาเสนอรายงานหน้าชั้นเรียน  3 ให้นักศึกษาปฏิบัติจริง
1 การทดสอบย่อย สอบกลางภาคเรียน และปลายภาคเรียน  2 ประเมินจากรายงานที่ได้รับมอบหมาย และการนาเสนอรายงานหน้าชั้นเรียน
1 สามารถสื่อสารกับกลุ่มคนที่หลากหลาย และสามารถสนทนาทั้งภาษาไทยและภาาาต่างประเทศได้อย่างมีประสิทธิภาพ  2 สามารถเป็นผู้ริเริ่มแสดงประเด็นในการแก้ไขสถานการณ์เชิงสร้างสรรค์ทั้งส่วนตัวและส่วนรวม  3 สามารถวางแผนและรับผิดชอบในการพัฒนาการเรียนรู้ทั้งงานบุคคลและงานกลุ่ม  4รู้จักบทบาท หน้าที่ และมีความรับผิดชอบในการทางานตามที่มอบหมายทั้งงาน บุคคลและงานกลุ่ม  สามารถปรับตัวและทำงานร่วมกับผู้อื่นทั้งในฐานะผู้นำและผู้ตามได้อย่างมีประวิทธิภาพ  5 มีจิตสำนึกความรับผิดชอบด้านความปลอดภัยในการทำงาน และการรักษาสภาพแวดล้อมต่อสังคม
1 ปลูกฝังให้มีความรับผิดชอบต่อหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย  2 ส่งเสริมให้นักศึกษากล้าแสดงออก โดยการถามคาถามระหว่างกิจกรรมการเรียนการสอน  และการนาเสนอรายงานที่ได้รับมอบหมายให้ค้นคว้า  3 ใช้วิธีการสอนแบบเปิดโอกาสในการแสดงความคิดเห็น เพื่อฝึกการยอมรับความคิดเห็นของ  ผู้อื่นด้วยเหตุผล
1 ติดตามการทางานร่วมกับสมาชิกกลุ่มของนักศึกษาเป็นระยะ พร้อมบันทึกพฤติกรรมเป็น  รายบุคคล  2 ประเมินจากการนาเสนอรายงานหน้าชั้นเรียน  3 ประเมินจากพฤติกรรมการแสดงความคิดเห็น และการตอบคาถามระหว่างกิจกรรมการเรียน  การสอน
1 มีทักษะการใช้คอมพิวเตอร์ สำหรับการทำงานที่เกี่ยวข้องกับวิชาชีพ  2 มีทักษะในการวิเคราะห์ข้อมูลสารสนเทศทางคณิตศาสตร์หรือการแสดงสถิติประยุกต์ ต่อการแก้ปัญหา  3 สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสนเทศและการสื่อสาร ที่ทันสมัยได้อย่างเหมาะสม  4 มีทักษะในการสื่อสารข้อมูลทั้งการพูด การเขียน และการสื่อความหมายโดยใช้สัญลักษณ์  5 สามารถใช้เครื่องมือการคำนวณและเครื่องมือทางวิศวกรรม เพื่อประกอบวิชาชีพ
1 มอบหมายงานให้ศึกษาค้นคว้าเนื้อหาเพิ่มเติมด้วยตนเอง จากเว็บไซต์สื่อการสอน  E- Learning  2 ส่งเสริมการค้นคว้า เรียบเรียงข้อมูล และนาเสนอโดยใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ
1 การทดสอบย่อย สอบกลางภาคเรียน และปลายภาคเรียน  2 ประเมินจากเทคนิคการนาเสนอโดยการเลือกใช้เครื่องมือทางเทคโนโลยีสารสนเทศที่  เหมาะสม  3 ประเมินจากความสามารถในการอธิบายถึงข้อจากัด เหตุผลในการเลือกใช้เครื่องมือต่างๆ การ  อภิปรายกรณีศึกษาต่างๆ ที่มีการนาเสนอหน้าชั้นเรียน
1 มีทักษะในการบริหารจัดการในด้านเวลา เครื่องมือ อุปกรณ์และวิธีการได้อย่างมีประสิทธิภาพ 2 มีทักษะในการออกแบบทางวิศวกรรม ซึ่งต้องใช้ทักษะพื้นฐานทางฝีมือและประสบการณ์การทางาน และฝึกทักษะการวิเคราะห์ปัญหาโดยใช้ความรู้เชิงลึกหรือหลักการทางวิศวกรรม
1 สาธิตการปฏิบัติงานโดยผู้เชียวชาญ  2 .ให้ความสำคัญต่อการปฏิบัติงานอย่างเป็นระบบ
1 สังเกตพฤติกรรมการปฏิบัติงานและการจดบันทึก  2 พิจารณาผลการปฏิบัติงาน
แผนที่แสดงการกระจายความรับผิดชอบมาตรฐานผลการเรียนรู้จากหลักสู่รายวิชา (Curriculum Mapping)
กลุ่มวิชา 1. คุณธรรม จริยธรรม 2. ความรู้ 3. ทักษะทางปัญญา 4. ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบ 5. ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลขและการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ 6.ทักษะพิสัย
ลำดับ รหัสวิชา ชื่อวิชา 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 3 2 4 5 1 2 3 4 5 1 2
1 ENGME140 การคำนวณพลศาสตร์ของไหลเบื้องต้น
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 ผลการเรียนรู้จากหลักสูตรสู่รายวิชา (Curriculum Mapping) ข้อที่ 1.2, 1.4 การขานชื่อ การให้คะแนนการเข้าชั้นเรียน และการส่งงานตามกำหนดระยะเวลา ตลอดภาคการศึกษา 10%
2 ผลการเรียนรู้จากหลักสูตรสู่รายวิชา (Curriculum Mapping) ข้อที่ 3.1, 3.3, 3.4, 3.5, 4.1, 4.3, 5.1, 5.2, 5.5 ประเมินจากรายงานและการนำเสนอรายงานหน้าชั้นเรียน ประเมินจากพฤติกรรมการแสดงความคิดเห็นและการตอบคำถามระหว่างกิจกรรมการเรียนการสอน ประเมินจากแบบฝึกหัดท้ายบทเรียน ประเมินจากการทำโครงงานที่เน้นการออกแบบและแก้ปัญหาโดยใช้แนวคิดใหม่และสร้างสรรค์ ตลอดภาคการศึกษา 20%
3 ผลการเรียนรู้จากหลักสูตรสู่รายวิชา (Curriculum Mapping) ข้อที่ 2.1-2.6, 3.1, 5.1 1 ทดสอบย่อยก่อนสอบกลางภาค 2 สอบกลางภาค 3 ทดสอบย่อยก่อนสอบปลายภาค 4 สอบปลายภาค 1 ทดสอบย่อยก่อนสอบกลางภาค (ประเมินในสัปดาห์ที่ 4) 2 สอบกลางภาค (ประเมินในสัปดาห์ที่ 9) 3 ทดสอบย่อยครั้งที่ 2 (ประเมินในสัปดาห์ที่ 12) 4 สอบปลายภาค (ประเมินในสัปดาห์ที่ 18) 1. ทดสอบย่อยครั้งที่ 1 (5 %) 2. สอบกลางภาค (30 %) 3. ทดสอบย่อยครั้งที่ 2 (5 %) 4. สอบปลายภาค (30 %)
1  Joel H. Ferziger and Milovan Peric. (2010). Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG. 2 John D. Anderson. (1995). COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS The Basics with Applications,  McGraw-Hill, Inc. 
สื่อการสอนอิเล็กทรอนิกส์
ฐานข้อมูลทางสาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ จากสำนักพิมพ์ ACM Digital Library (Association for Computing Machinery) ฐานข้อมูล HW Wilsonครอบคลุมทุกสาขาวิชา ได้แก่ Applied Science & Technology, Art, Business, Education, General Science เป็นต้น ฐานข้อมูลเอกสารฉบับเต็ม IEEE/IET Electronic Library (IEL)  ทางด้านสาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ProQuest Dissertations and Theses Database ฐานข้อมูลที่รวบรวมวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโท และปริญญาเอกของสถาบันการศึกษาในประเทศสหรัฐอเมริกา และแคนาดา รวมถึง บางสถาบันการศึกษาจากทวีปยุโรป ออสเตรเลีย เอเชีย และแอฟริกา Springer Link เป็นสำนักพิมพ์ชั้นนำที่ให้บริการเนื้อหาในสาขาวิชาหลักๆทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และ ทางการแพทย์ Web of Science เป็นฐานข้อมูลอ้างอิง (Citation Database) ที่ให้ข้อมูลบรรณานุกรมพร้อมด้วยบทคัดย่อ รายการอ้างอิง (Cited Reference) และหัวข้ออ้างอิง (Citing Article) ซึ่งครอบคลุมในสาขาวิทยาศาสตร์
 
การประเมินประสิทธิผลรายวิชานี้ ที่จัดทาโดยนักศึกษา ได้จัดกิจกรรมในการนำแนวคิดและความเห็นจากนักศึกษาได้ ดังนี้  - แบบประเมินผู้สอน และแบบประเมินรายวิชา
ผลการเรียนของนักศึกษา  - การทวนสอบผลประเมินการเรียนรู้
หลังจากผลการประเมินการสอนในข้อ 2 จึงมีการปรับปรุงการสอน โดยการจัดกิจกรรมในการระดมสมอง และหาข้อมูลเพิ่มเติมในการปรับปรุงการสอน ดังนี้  - การสัมมนาเกี่ยวกับการจัดการเรียนการสอน
ตั้งคณะกรรมการในสาขาวิชา ตรวจสอบผลการประเมินการเรียนรู้ของนักศึกษา โดยตรวจสอบข้อสอบ รายงาน วิธีการให้คะแนนสอบ และการให้คะแนนพฤติกรรม
จากผลการประเมิน และทวนสอบผลสัมฤทธิ์ประสิทธิผลรายวิชา ได้มีการวางแผนการปรับปรุงการสอนและรายละเอียดวิชา เพื่อให้เกิดคุณภาพมากขึ้น