Магистратура
2023/2024
Аналитические и численные методы моделирования
Статус:
Курс обязательный (Прикладная электроника и фотоника)
Направление:
11.04.04. Электроника и наноэлектроника
Кто читает:
Департамент электронной инженерии
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для всех кампусов НИУ ВШЭ
Прогр. обучения:
Прикладная электроника и фотоника
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
48
Программа дисциплины
Аннотация
Курс направлен на получение студентами знаний об аналитических и численных методах, а также методах машинного обучения в решении задач физики и техники. Курс состоит из двух разделов 1) Моделирование физических явлений 2) Методы статистического моделирования (методы Монте Карло). В ходе освоения курса студенты изучают принципы работы и методы программирования математических пакетов Comsol, Mathcad, Matlab. Знания, полученные при изучении курса, могут быть использованы при изучении таких дисциплин, преподаваемых на программе, как “Материалы твердотельной электроники”, “Прикладная сверхпроводимость и магнетизм”, “Прикладная квантовая и статистическая физика” и т.д. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде домашних работ и экзамена.
Цель освоения дисциплины
- Целями освоения дисциплины «Аналитические и численные методы моделирования» является усвоение студентами методов моделирования, наиболее востребованных в физике и инженерной практике.
- В результате освоения дисциплины «Аналитические и численные методы моделирования» студент приобретает следующие компетенции: • способен решать проблемы в профессиональной деятельности на основе анализа и синтеза; • способен работать с информацией: находить, оценивать и использовать информацию из различных источников, необходимую для решения научных и профессиональных задач (в том числе на основе системного подхода).
- Изучение дисциплины «Аналитические и численные методы моделирования» базируется на следующих дисциплинах: - общая физика; - уравнения математической физики; - вычислительная математика - теория вероятностей и математическая статистика.
Планируемые результаты обучения
- Владеть: • методикой метода моделирования и анализа полученных результатов; • представлением результатов в графическом виде.
- Владеть: • навыками построения математических моделей в сфере профессиональной деятельности; • навыками поиска необходимой справочной информации в справочниках физических величин и сети Internet; • навыками работы с оконным интерфейсом математических пакетов Comsol, Mathcad, Matlab; • навыками отображения рассчитанных величин на графиках.
- Знать: основные методы статистического моделирования.
- Знать: • общую методологию математического моделирования физических явлений в физике и технике; • дифференциальные уравнения, которые лежат в основе базовых разделов физики: механики, электродинамики, теплофизики, квантовой механики; • величины, которые используются в физике и технике для постановки задачи математического моделирования и интерпретации его результатов; • принципы работы и методы программирования математических пакетов Comsol, Mathcad, Matlab.
- Уметь: • ставить задачи математического моделирования физических явлений; • работать с математическими пакетами Mathcad, Matlab, Comsol; • программировать на языках систем Comsol, Mathcad и Matlab.
- Уметь: • сформулировать задачу моделирования; • выбрать наиболее подходящий метод статистического моделирования; написать необходимую программу.
Содержание учебной дисциплины
- Раздел 1. Моделирование физических явлений
- Раздел 2. Методы статистического моделирования (методы Монте Карло)
Промежуточная аттестация
- 2023/2024 учебный год 1 модуль0.5 * Домашняя работа + 0.5 * Семинары-1
- 2023/2024 учебный год 2 модуль0.3 * Домашняя работа + 0.2 * Семинары-2 + 0.5 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- SystemC. Моделирование электронных систем : учеб. пособие для вузов, Алехин, В. А., 2018
- Михайлов, Г. А. Статистическое моделирование. Методы Монте-Карло : учебное пособие для вузов / Г. А. Михайлов, А. В. Войтишек. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 323 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-11518-5. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/445457 (дата обращения: 28.08.2023).
- Прикладная математика в системе MATHCAD : учеб. пособие для вузов, Охорзин, В. А., 2008
Рекомендуемая дополнительная литература
- MATLAB Simulink. Компьютерное моделирование экономики, 256 с., Цисарь, И. Ф., 2008
- MATLAB Simulink. Компьютерное моделирование экономики, Цисарь, И. Ф., 2008
- Коваленко А.В., Узденова А.М., Уртенов М.Х. - Математическое моделирование физико-химических процессов в среде Comsol Multiphysics 5.2 - Издательство "Лань" - 2017 - 228с. - ISBN: 978-5-8114-2512-9 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/93695
- Коткин, Г. Л. Компьютерное моделирование физических процессов с использованием Matlab : учебное пособие для вузов / Г. Л. Коткин, Л. К. Попов, В. С. Черкасский. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 202 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-10512-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/430702 (дата обращения: 28.08.2023).
- Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MATLAB : учебное пособие / С.В. Поршнев. — 2-е изд., испр. — Санкт-Петербург : Лань, 2011. — 736 с.