代写GENG3405/4405 Assignment 2调试Python程序

GENG3405/4405 Assignment 2

The assignment for the second part of the unit is comprised of 2, group submissions in

Semester weeks  10 and 12.  The assignments will be due at the end of the week (Friday at 11:59 PM Australian Western Standard Time).  Submission will be via LMS.

The assignment is simply this:

Solve an engineering problem of your choice using the content of recent practical classes and lectures.

Deliverables:

Each submission should consist of a slide deck (PowerPoint converted to .pdf format) and code files written in either Python or MATLAB.  The slides should follow the progression of the Modeling Paradigm which Karol talked about during his introductory lecture.

.     1 slide introducing the Reality and the question to be answered.   What is the

problem?  What is the context?  Why is this an engineering problem and not simply a math problem?

.     1-2 slides introducing the Physical Model.   This will usually be a hand drawn sketch (no CAD or photos).  In addition to the sketch, all assumptions should be explicitly   stated, preferably with some justification.

.     1 slide introducing the Mathematical Model.   The necessary equations to be used should be explained and all symbols in the equations should be defined.

.     1-2 slides introducing the Numerical Model/numerical method being used to solve the problem.  You might include a block flow diagram showing the relationship

between code blocks/data flow (pseudo code is OK but no actual code).

.     1 slide presenting the Numerical Solution.   This should include relative error

calculations showing that the solution has converged and that the relative error is appropriate to the question and the data available.

.     1 slide on the Numerical Result placing the final values back into the context of the reality of the problem.  Additionally, this slide should show some reflection on

whether the result makes sense.

.     Text or images taken from sources other than students own brains should be clearly cited.  References may either be placed as footnotes on the relevant slides or a

numbered reference style. may be used with references given on a final slide and numbers used on the slides near each bit of borrowed content.

.     There should be no more than  10 slides in total (not including references and appendices).

.     Remember this is a slide deck.  Use bullet points.   Be economical with your words. Do not write an essay.

Tutorials:

Week Commencing	Semester Week	Tutorial Topic	Topic of Assignment Due
9th  September	7	*
16th  September	8	Numerical  Integration
23th  September	9	Root Finding
30th  September	10	Minimization	Numerical Integration or Root Finding
7th  October	11	IVPs of ODEs
14th  October	12	BVPs	Optimization or IVPs of ODEs

*There is no tutorial for the second part of the unit in Semester Week 7.

For part  1 of the assignment, you must find an engineering problem that requires either integration or root finding.  For part 2 of the assignment, you must find an engineering problem that requires either optimization (minimization or maximization) or an ordinary differential equation that can be solved as an initial value problem.  These must be engineering problems and not just math problems; part of what your being asked to do is to relate the content of this unit back to topics that have formed the core of your education.

Special Instructions:

The dark dot points are instructions for both GENG3405 and GENG4405 students, the open dots apply only to GENG4405 students.

.     For submissions on Numerical Integration, you may use either Newton-Cotes methods (Trapezoid/Simpson’s) or Gauss Quadrature.

o If you choose Newton-Cotes, calculate Simpson’s Rule by first evaluating the integral using the Trapezoid Rule and using the relationship between

Trapezoid and Simpson’s Rules.

o If you choose Gauss Quadrature, break the interval of integration down into  smaller sub-intervals and integrate each sub-interval separately with 1-point  Gauss (xo  = 0, Wo  = 2 on the -1 to 1 interval).  Sum the sub-intervals to get the approximate answer.

o Explain adaptive algorithms and or methods of making numerical integration more accurate in ~2 appendix slides, which must come after the Numerical     Results slide and any references slides.

.     For the submissions on Root Finding, you may use either Bisection or Secant

Methods.  Don’t choose too complicated a problem; remember that our demonstrations only use a function of a single variable.

o The algorithm must start with Stepping to identify an interval containing a root before switching to either Bisection or Secant Methods

o Explain Stepping and its implementation in ~2 appendix slides, which must come after the Numerical Results slide and any references slides.

.     For submissions on Optimization, you may use either Golden Search or Quadratic   Approximation. Choose a relatively simple problem.   Remember that our examples are for functions of a single variable and without having to program in constraints;  you should try to find a problem that is not more complicated than that.

o The algorithm must start with Downhill Search to identify an interval

containing a local minimum, then switch to either Golden Search or Quadratic Approximation.

o Explain Downhill Search and its implementation in ~2 appendix slides, which must come after the Numerical Results slide and any references slides.

.     For the assignment on Initial Value Problems, you may use either Euler’s Method or a Runge-Kutta Method.

o The algorithm must implement error monitoring and step size adjustment (as discussed in the lectures).

o Explain Error Monitoring and Step Size Adjustment and its implementation in ~2 appendix slides, which must come after the Numerical Results slide and any references slides.

Marking Criteria

There is not an explicit rubric but the following criteria will be considered:

1.   Is the question being answered appropriate?  Is it a math problem or an engineering

problem?  Is there an obvious analytical solution?

2.   Is the physical model well explained?  Have the assumptions been stated?   Are

assumptions reasonable to the question being answered?

3.   Is the mathematical model explained sufficiently well?

4.   Is the numerical model explained sufficiently well?

5.   Has error in the solution been considered/quantified?

6.   Does the result make sense in the context of the question?

7.   Were the instructions followed?

Each of the 2 parts of the assignment will be equally weighted and marked out of 10.   The total group assignment mark will be the sum of the marks of each of the 2 parts.

Peer Evaluations

We will use Feedback Fruits after the final submission to allow you to evaluate the contributions of each member of your group.  The Feedback Fruits scores are then used to modify the group assignment mark to give a mark specific to each individual in the group.

In general the mark of an individual (after considering the Feedback Fruits scores) will be no more than 20% higher or lower than the group assignment mark.  However:

.     The highest possible individual mark on the assignment is capped at 21/20 (105%)

.     We take the issue of freeloaders very seriously.  If a student appears not to have

contributed to their group in a meaningful way, that student may receive considerably less than 80% of the group assignment mark.

Please consider that as this is a group assignment, even though it is divided into multiple parts, each student in the group should contribute to each part of the assignment.  The assignment is supposed to encourage learning and engagement with the topic; focusing on only one part of the assignment is counter to the spirit and intent of the assignment.

It has happened in the past that students have asked for their individual mark to be based on only the part of the assignment that they worked on.  This will not fly.  It is a group assignment and you are equally responsible for all parts of the assignment.

Documenting Your Work

Please take minutes of all group meetings, specifically who was in attendance, who promised to do what and were those promises delivered upon.

Please also document your own individual work and what you’ve done on each part of the assignment.

Though not a part of an assignment submission, you may be asked to show your documentation at the end of the semester.  This is particularly true if there are accusations within a group that a member has been freeloading.