Вычислительная физика

Бакалавриат 2022/2023

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Факультет физики

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Онлайн-часы: 10

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Делицын Андрей Леонидович, Корольков Сергей Дмитриевич, Шишкин Максим Алексеевич

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 64

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Целями освоения дисциплины "Вычислительная физика" являются: - формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических концепций в области вычислительной физики; - развитие умений, основанных на полученных теоретических знаниях и практических навыках, позволяющих на творческом уровне создавать и применять физико-математические модели и численные методы для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем; - получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы, предполагающей изучение специфических алгоритмов, инструментов и средств, необходимых для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем; - получение практических навыков анализа, обработки и использования экспериментальных и наблюдательных данных для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем.

Цель освоения дисциплины

формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических концепций в области вычислительной физики;
развитие умений, основанных на полученных теоретических знаниях и практических навыках, позволяющих на творческом уровне создавать и применять физико-математические модели и численные методы для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем;
получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы, предполагающей изучение специфических алгоритмов, инструментов и средств, необходимых для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем;
получение практических навыков анализа, обработки и использования экспериментальных и наблюдательных данных для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем.

Планируемые результаты обучения

знает и умеет применять для решения задач методы построения разностных схем.
знает методы и умеет применять на практике моделирование случайных процессов
знает методы решения кинетических уравнений и умеет применять на практике
знает методы решения уравнений МГД
знает систему одномерных квазилинейных уравнений МГД в лагранжевых координатах.
умеет применять градиентные методы оптимизации., а также методы минимизации функционалов.
умеет применять основные алгоритмы для решения задач линейной алгебры, а также умеет находить собственные вектора и собственные значения
умеет решать некоторые классы интегральных уравнений
умеет численно решать задачи с применением квадратурных формул численного интегрирования, интегрирования быстроосциллирующих функций и вычисление кратных и несобственных интегралов
численно умеет решать задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений

Содержание учебной дисциплины

Квадратурные формулы численного интегрирования, интегрирование быстроосциллирующих функций, вычисление кратных и несобственных интегралов
Основные алгоритмы решения задач линейной алгебры. Численные методы нахождения собственных векторов и собственных значений
Градиентные методы оптимизации. Методы минимизации функционалов.
Численные методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений
Элементы теории разностных схем
Методы численного решения интегральных уравнений
МГД моделирование
Кинетическое моделирование.
Моделирование случайных процессов

Элементы контроля

Домашние задания
Активность на занятиях
Учитывается активность работы на семинарских, лекционных и практических занятиях
Экзамен

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 2 модуль
0.6 * Домашние задания + 0.1 * Активность на занятиях + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Корольков Сергей Дмитриевич
Шишкин Максим Алексеевич
Делицын Андрей Леонидович

Программа дисциплины