Комп'ютерне моделювання в природничих науках

Інcтитут/Факультет: 
ІВТ
Курс: 
1-Маг
Семестр: 
2
Підсумковий контроль: 
залік
Лектор: 

Ільченко В. В., к. ф.-м. н., доцент

Кафедра: 
Кафедра нанофізики конденсованих середовищ
Вид навчального курсу: 
Нормативний курс

Дисципліна „Комп’ютерне моделювання в природничих науках” є однією з профілюючих для спеціалізації „Високі технології", яка викладається в 2 семестрі магістратури в обсязі 3 кредитів (за Європейською Кредитно-Трансферною Системою ECTS), в тому числі 51 години аудиторних занять. З них 34 годин лекцій, 17 практичних. Передбачається, що студенти матимуть 57 годин самостійної роботи. Підсумковий контроль у 2 семестрі – залік.

Метою вивчення нормативної дисципліни „Комп’ютерне моделювання в природничих науках”: є ознайомлення студентів з відомими числовими алгоритмами для розв’язання фізичних задач та оволодіння ними підходами до моделювання фізичних процесів, навичками використання сучасних типових числових методів та сучасних програмних середовищ. Курс „Комп’ютерне моделювання в природничих науках”  є важливою складовою підвищення фундаментальної підготовки та вдосконалення їх умінь на старших курсах.

Предмет навчальної дисціпліни „Комп’ютерне моделювання в природничих науках” є числові моделі фізичних процесів, алгоритми та методи моделювання фізичних явищ.

В курсі детально розглядаються два найбільш поширених підходи до проведення моделювання: I модуль(1 кредит) – використання сіткових методів та кінцевих різницевих схем до розв’язання диференційних рівнянь; II модуль(1 кредит) – числове моделювання фізичних процесів, що описуються рівняннями математичної фізики; IІІ модуль (1 кредит) – застосування частинкових та імовірнісних методів до розв’язання рівнянь математичної фізики та їх використання для опису досить складних модельних об’єктів, що можуть бути описані лише за допомогою числових комп’ютерних моделей, зокрема таких об’єктів як перколяційні кластери, фрактали.

Вимоги до знань та вмінь.

Знати: основні підходи для створення числових різницевих схем для розв’язання рівнянь математичної фізики та застосування імовірнісних методів до створення більш складних числових моделей для фізичних об’єктів, що можуть бути описані лише за допомогою числових комп’ютерних алгоритмів.

Вміти: самостійно будувати алгоритми розв’язків задач математичної фізики та створювати числові схеми для моделювання фізичних процесів за допомогою кінцевих різниць та імовірнісних методів.

Місце в структурно-логічній схемі спеціальності. Дисципліна „Комп’ютерне моделювання в природничих науках”  є складовою фундаментальної підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня „магістр” на спеціалізації «Високі технології», є підсумковим курсом, що в логіко-структурній схемі освіти на старших курсах спирається на курси, що вивчалися раніше: „Вибрані розділи математики та інформаційних технологій”, „Фундаментальні основи високих технологій”. 

Список літератури: 

Перелік рекомендованої літератури
Основна:

  1. С.В.Поршнев.Matlab 7 Основы работы и программирования. М: Бином, 2006, 319 с.
  2. Х.Гулд, Я.Тобочник. Компьютерное моделирование в физике. В 2-х томах. М., Мир, 1990, 750 с.
  3. Р.П. Федоренко. Введение в вычислительную физику. М.: МФТИ, 1994, 330 с.
  4. А.А. Самарский. Введение в численные методы. - М: Наука, 1987, 210 c.
  5. Дж.Форсайт, В.Вазов. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных. М., Иностранная литература, 1963р, 487 с.
  6. А.А. Самарский. Теория разностных схем.- М: Наука, 1977, 354 c.
  7. И.М. Соболь. Численные методы Монте-Карло.- М.: Наука, 1973, 174c.
  8. К. Жаблон, Ж.К. Симон. Применение ЭВМ для численного моделирования в физике. -М.: Наука, 1983, 240 c.
  9. Д. Поттер Вычислительные методы в физике.-М.: Наука, 1975, 560 c.
  10. Н.Н. Калиткин. Численные методы. - М.: Наука, 1978, 220 c.
  11. А.М.Бубенников. Моделирование интегральных технологий микроэлектроники. М., Высшая школа, 1989, 319 с.
  12. Б.С.Польский. Числовое моделирование полупроводниковых приборов. Рига, Зинамне, 1996р., 147 с.

 
Додаткова:

  1. Ю.Н. Днестровский, Д.П. Костомаров. Математическое моделирование плазмы.- М.: Наука, 1993, 320 c.
  2. Б.Н. Четверушкин. Математическое моделирование задач динамики излучающего газа. -М.: Наука, 1985, 120 c.
  3. А.А. Самарский, Ю.П. Попов. Разностные методы решения задач газовой динамики .-М.: Наука, 1992, 240 c.
  4. Г.И.Марчук, В.И Лебедев. Численные методы в теории переноса нейтронов. М.: Атомиздат, 1981, 454 с.
  5. Г.И. Марчук Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982, 350 c. 

 

 

Список питань на екзамен: 

 

 

ІНСТИТУТ ВИСОКИХ ТЕХНОЛОГІЙ Матеріали дозволено використовувати на умовах GNU FDL без незмінюваних секцій та Creative Commons Attribution/Share-Alike
Дизайн: Інститут високих технологій
Ivan Ivanov