土木工程，预科一年 BEng (Hons)

Swansea University - 斯旺西大学

模块目标：本模块（与工程分析1A结合）为工程专业的学生提供进一步的数学分析技术基础。该模块将理解扩展到更复杂的分析方法，重点是泰勒级数、常微分方程、复数、矢量代数和多变量函数.

本模块是为土木工程专业一年级学生设计的。它提供了一个广泛的土木工程材料的概念性介绍，包括材料特性、制造和施工方法等。本模块涵盖的材料包括：金属和合金、混凝土、聚合物、纤维复合材料、玻璃、木材、砖石和沥青材料。

该模块的目的是了解工程结构和部件如何通过内部应力传递载荷和其他外部作用，以及这些应力如何导致应变和位移。该课程旨在解释梁的行为的简单模型，如莫尔应力圈的概念以及应力和应变之间的关系。相关的案例研究将被用来说明这些主题领域的重要性。

本模块介绍了高速公路的建设和几何设计，如道路的层次结构、设计速度的选择以及这种道路的水平和垂直排列。该模块还涵盖了土地测量的大部分方面，从基本方法到涉及现代技术的方法，特别是与道路设计和建设的关系。本模块包括将于2021年5月举行的实地考察.

您个人的设计哲学是什么？复杂和创造性的设计是一个独特的人类过程，任何人都可以学习支撑工程和生活的创造性方法的原则。本模块介绍了影响你对待设计的方式的因素，包括你的立场（阶级、文化、性别等）以及认知偏见如何影响设计决策。我们将研究个人和合作的设计方法和工具，这些方法和工具可以帮助你突破你的舒适区，探索你的创造潜力。我们还将涵盖可持续土木工程设计的基本概念和最新的设计标准--欧洲结构规范，并应用于钢和钢筋混凝土的初步设计。将介绍Revit这一计算建模工具的使用，。

工程师解决的是问题。但很少有简单的问题有明显、清晰和完美的解决方案。因此，重要的是，学生要具备批判性分析复杂情况的技能和意识，以便得出最好的结论，并了解如何将道德推理应用于道德情景。本课程旨在使学生远离黑白思维，并通过将批判性思维技能应用于现实生活场景，为他们做出困难的决策做准备。这将通过探索涉及工程系统的社会、经济和环境影响的案例研究来实现。历史上的例子（如北威尔士的Tryweryn大坝）和当代的例子（如解决气候危机的驱动力和建筑业去碳化的直接成本背后的冲突）。学生将探索如何从多个角度批判性地分析一个情况，剖析和评价论点。

工程学不仅仅是理解技术设计，它往往是支撑工程解决方案的社会、环境和经济背景，决定了工程的成败。这一点从未如此相关，因为世界目前正计划向低碳经济彻底转型，同时面临着因气候危机而增加的风险，这将给世界带来前所未有的变化。工程师将站在这一领域的最前沿，他们需要具备与他人合作解决开放式、非结构化和复杂问题的能力。

本模块从第一原理介绍了MATLAB编码。从基础的变量输入和方程的使用开始，到更复杂的函数和工程数学问题的计算。最后的模块目标：有能力用MATLAB解决工程数学问题.

数学是工程师和工程的主要工具，本模块的框架和解决非结构化的难题。总体目标是通过讨论各种谜题来提高学生的数学意识和解决问题的能力。该课程提出了一些解决问题的规则，并涵盖了对问题的理解和直觉在解决问题活动中的作用等问题。此外，还讨论了一些数学问题解决原则，并介绍了建模、约束处理、优化、概率、统计、模拟、模式识别和策略等要素。

本模块旨在为学生提供静力学基本概念的基本知识，包括一般力-偶系统的力、矩/偶、结果力和结果矩，力系统的平衡条件/方程，常见的约束/支撑类型，以及自由体图，通过应用这些概念，学生将能够用接头和截面的方法解决静定的桁架结构.

绘图、草图和三维模型的使用是贯穿土木工程设计过程的工具。工程师需要以图形的方式进行非正式的沟通（如在合作产生想法时）和正式的沟通（如沟通设计决策）。本模块旨在使学生掌握在土木工程设计中有效的图形交流所需的基本技能。这些技能包括通过手绘草图有效沟通设计理念的能力，解释土木工程技术图纸，使用AutoCAD创建符合要求标准的技术图纸，并使用Revit创建三维模型。在不同的可视化工具的帮助下，该模块还将发展/提高学生的空间可视化能力，这是有效设计推理的基础。

本模块主要涉及静态确定的结构的分析。该模块建立在第一年第一学期和第二学期教授的力学和材料强度模块之上。本模块的重点是解决土木工程确定型桁架结构的受力问题，确定型连续梁和框架的弯矩和剪力图的拉伸问题。

该模块介绍了工程师在分析涉及静止和流动流体的基本问题时可以使用的方法。该模块包括理论部分（通过讲座）和实践部分（包括一组实验室实验）。实践部分旨在巩固对土木工程中流体力学的理解。

本模块（与工程分析2A结合）为工程学生提供了数学分析技术的基本基础。该模块确保所有学生在后续的工程模块中拥有适当的分析技能水平。

本模块是EG-221的延续，介绍了结构分析的一些高级课题；桁架和框架的矩阵刚度方法，连续梁的弯矩分布方法，以及静态确定和不确定结构的影响线的基本理论。此外，还将进行各种结构的实验测试和熟悉商业结构分析软件包。

本模块是围绕着成为注册土木工程师或特许土木工程师所需的属性（由土木工程师协会制定）而展开的。它将列出建筑行业的框架，并在一定程度上为学生在土木、结构或建筑行业工作时可能面临的问题做好准备。它将使他们对现代建筑业和该行业的发展方向有一个深入了解。除了土木与结构工程和一般工程管理的应用，本模块将发展土木/结构工程管理的具体知识和技能，包括（但不限于）风险管理、可持续性和数字工程。学生将被介绍到土木工程项目的类型以及建造这些项目所需的施工和项目管理过程。课程的这一部分将发展对健康和安全、可持续性和工程合同的考虑的知识和理解，以及如何管理这些。它将特别关注商业和合同管理以及行业中常用的不同类型的合同。我们还将鼓励学生审视自己的管理风格和良好沟通的重要性。他们将开发自己的简历，了解专业机构和工程委员会所要求的专业行为和发展的各个方面。

本模块旨在培养学生对流体流动的兴趣，表明流动现象是可以分析的，表明流体力学与土木工程的相关性，并培养学生在流体力学中解决问题的信心和能力。

本模块提供了一个平衡的、精简的、一学期的工程统计学介绍，强调实践中的工程师最需要的统计工具。通过使用真实的工程问题，学生可以看到统计学如何适合工程问题的解决方法，并学习如何将统计学方法应用到他们的研究领域。该模块教导学生在分析真实数据时如何像工程师一样思考。为每个工程学科量身定做的小型项目，旨在模拟学生在未来职业生涯中会遇到的专业问题。重点是使用统计软件来解决需要使用统计的工程问题.

本模块主要涉及静力不确定结构的分析。在回顾了静力学和应力结果之后，介绍了能量分析的方法，从而计算出桁架和框架结构的挠度和变形。

本模块扩大了在一级土木工程模块EG-120和EG-122中首次提出的结构分析和设计概念。该模块的重点是发展对钢筋混凝土概念的理解，钢筋混凝土作为一种可持续材料的使用以及钢筋混凝土截面的设计。学生将学习进行典型的钢筋混凝土结构构件的全面详细设计，包括梁、板和柱，在课程结束时将有能力根据欧洲规范2分析和设计一个简单的钢筋混凝土框架结构。学生将了解在可持续的钢筋混凝土建筑（BREEAM和类似的）背景下评估建设方案的方法，并了解工程师在健康和安全以及设计和施工的可持续性方面的作用。

本模块介绍了土壤力学的基础知识，包括土壤的抗剪强度理论，以及根据与土木工程相关的各种物理和机械特性对土壤进行分类。相关的实验程序在本模块中详细介绍，并在第二学期的GEL-200中进一步探讨（通过实际实验室实验）。这里介绍的概念将为第三年学习与地质力学和地基工程有关的更复杂的课题打下基础，同时也为设计实践模块中的岩土工程设计打下基础。

本模块扩展了一级土木工程模块EG-120和EG-122中的结构分析和设计概念。该模块的重点是发展对钢结构设计概念的理解和使用相关的结构设计欧洲规范。学生将重点学习结构件和连接的实际设计方法、结构形状和形式、钢结构的设计技术以及将结构钢作为可持续材料。

本模块旨在巩固使用Matlab和设计计算机程序的能力，以解决工程中的问题，并介绍数值方法的基本原理，以解决工程中的利益问题。

振动系统的要素；简单的谐波运动；使用复杂的指数表示。单自由度系统；自然频率；阻尼的影响；谐波激励；瞬态动力学；频域分析；脉冲响应函数。无阻尼的多自由度系统；特征值和特征向量.

本模块是对地质学的介绍，特别是针对土木工程师的需求。该模块包括三个部分，涵盖地质材料 - 矿物和岩石；通过地质图及其解释的岩石分布；和工程地质学。讲座得到了实践工作的支持。该模块不假定事先有地质学知识。

基于现实生活中的建筑设计场景的实践性小组设计项目，旨在为学生提供对整个建筑设计过程的理解，并利用EG-222钢筋混凝土设计、EG-224钢结构设计和EG-386工程管理模块中所教授的理论来获得现实生活的设计经验。

土木工程项目可能是任何工作领域中最复杂的项目之一。对一个项目从概念设计到施工的不同元素的理解需要考虑设计效率、可建性和有效的风险管理。本模块将涵盖一些设计要素，如土建、上层建筑、排水和地基设计，以及对项目交付的实用性的考虑。设计工作与典型的施工活动相联系，如编程、方法和现场物流，为学生提供整个项目的现实经验。

本模块提供了一个关于有限元分析方法的介绍。本模块提供的材料与土木工程师特别相关，重点是结构力学和地下水流问题的分析。涵盖了理论和应用，包括在此背景下的Matlab编程元素和在工业中广泛使用的商业有限元软件的使用。

本模块旨在提供对结构不稳定性原理和极限状态分析及弹塑性弯曲原理的基本理解。对结构不稳定性的研究将包括势能方法和梁/柱、刚杆/弹簧系统的稳定性分析。将分析塑性塌陷问题的静态和运动学解决方法，并应用于解决梁/框架的塑性塌陷。

本模块旨在加强对土壤行为的认识，并对一些岩土工程结构（如挡土墙）有基本了解。横向土压力的理论（Mohr-Coulomb和Rankine）将被详细解释，以及它们对挡土结构设计和斜坡稳定性的影响。学生将有机会通过自己设计的计算机程序（例如，通过使用计算机软件MatLab）来解决现实的岩土工程问题。

本模块侧重于工程地基分析和设计的基本原则和方法。从连续力学原理中建立了承载力和可使用性的机械概念，并应用于工程地基的设计。浅层和深层的地基都被考虑，受制于不同的土壤特性、负载条件和施工技术。现实地基的基本设计技术将通过采用欧洲代码.... 来建立。

本模块旨在发展设计技术，了解从低层到高层建筑应用的钢和混凝土结构框架的结构行为，桥梁的形式以及建筑和桥梁的可持续性设计概念。

本模块包括两个部分。水文学（80%）和水工程设计（20%）。水文：1.介绍水文的重要概念，如水文循环、降雨径流过程、水文设计；2.确保学生能够按照工程水文的一般实践准则解决常见的水文问题；3.鼓励对与发展问题有关的问题进行批判性思考，特别强调气候变化影响下的供水问题.

该模块涉及应用科学和工程原理来解决与工程系统和过程相关的实际问题[EA2]。学生将获得独立工作的经验，使用公认的计划程序，完成一个实质性的、单独分配的任务。它将要求并发展自我组织和对选项和结果的批判性评估，以及发展所选主题的技术知识。

本模块介绍了波浪和潮汐力学的基础知识，包括线性波浪理论、波浪变换、近岸过程、潮汐理论和沿海水位变化，这些都是沿海工程的关键。这里介绍的概念概述了形成海岸环境的主要物理过程，并构成了学习更复杂的海岸带管理、海岸带过程建模和M级海岸设计的基础。

在完成本模块后，学生应该能够。分析一个电阻性直流网络；推导出Thevenin和Norton等效电路；在直流网络分析中应用叠加理论；结合串联和并联电容和电感；确定电阻性交流电路中的均方根电流和耗散的功率；确定交流电路中RC元件中电压和电流的相位关系。理解磁场、磁通量和磁通密度之间的关系；推导出直导线、圆环和螺线管周围的磁场分布；理解变压器的主要特征和操作；理解电路和磁路之间的类比；确定载流导线在磁场中的作用力；理解基本电动机的主要特征和操作。.

这是一门基础年级的初级流体力学的基础知识课程。对流体静力学的基本原理的认识和理解，包括三态物质、流体压力的概念和特性、简单二维图形的中心点以及由于周围液体作用在二维表面上的结果力。对流体动力学基本原理的认识和理解，包括流速、伯努利方程和连续性方程的概念，以及热传递和温度，包括热容量的概念、热平衡、温度和热传递引起的相变以及热传递机制。能够应用基本方程和概念来解决涉及流体流动、传热和流体流动或静态流体中的压力的问题。

这是一个在基础年级的关键技能发展模块。我们涵盖了一系列的技能，并为基础年级的学生提供工具，以帮助他们在斯旺西的其他课程中取得进展。

本模块将提供基本概念，并为学生准备EG-066课程。本模块将介绍工程中使用的一些关键数学技术。这些将与常见的工程问题相关.

为没有A级数学背景的学生提供工程分析方法的基础。该模块将扩展EG-065中涵盖的概念，介绍工程中使用的一些关键数学技术。这些将与常见的工程系统相关。

本模块是为工程专业基础年级的学生设计的，旨在提供基于元素组成、结构的材料特性的基本原则，以及它们在工程中的用途，包括：建筑材料；钢铁和其他金属；水泥；玻璃；聚合物；复合材料；木材；燃料和油；润滑油；粘合剂.

本课程旨在介绍整个工程中使用的材料的化学特性。为了补充所教授的理论，本课程有一个强大的实践部分，在此期间，学生将发展技能，以准确和安全的方式进行一些基本的实验室操作。

本模块向学生介绍了基本的物理学知识，包括物质的机械、热、电和光学特性。在完成本模块后，学生应该能够：在原子水平上描述物质的组成，能量守恒原理和物质的动力学理论，以及它们如何解释固体、液体和气体的行为。区分传导、对流和辐射，对物质在原子水平上的行为作出解释；利用比热容和潜热的关系来计算施加于物质的热量的影响，并解释相图；描述热力学的第一、第二和第三定律，并举例说明。定义热、功和能量，并给出它们之间的关系。用方程和图形解释热力学过程（绝热、等温、等温和循环）；勾画热机和热泵过程，了解不同系统的典型效率，并能为特定的能量转换过程画出桑基图；知道渐进波、横波、纵波、机械波和电磁波的定义并举例说明。理解光的双重波/粒子性质，并能描述偏振、衍射、干涉、光电效应、线发射和中断；画出射线图并对凹凸镜和透镜进行计算。

在完成本模块后，你应该能够证明。对机械系统行为的知识和理解，达到适合该专业所有分支的执业工程师的入门水平。有能力确定物理系统的相关参数，并进行分析以估计线性和旋转运动中的力、位移、加速度等（思维能力）。有能力通过应用基本原则来处理实际工程问题，制定问题和寻找解决方案（实践技能）。能够表现出必要的动机和纪律，在有指导的私人学习中独立工作，并对课堂讨论做出贡献（关键技能）。