Код: 276059

Назва:

Моделювання фізичних систем

Анотація: Мета навчальої дисципліни Моделювання фізичних систем навчити застосувати комп’ютер і програмні засоби як платформу для наукових досліджень, постановки фізичних задач, їх вирішення. Викладені основи використання числових алгоритмів у дослідженні фізичних явищ, критичної поведінки фізичних систем, росту фрактальних структур на рівні із традиційними задачами вирішення задач динаміки, розв’язання диференціальних рівнянь, рівнянь з частковими похідними.

Тип дисципліни: вибіркова, професійно-орієнтована

Рік навчання: III

Семестр: 6

Кількість кредитів: 4 кредити; загальна кількість годин 120 - 42 аудиторні години, 26 лекцій, 16 практичних занять, 78 самостійної роботи.

Форма контролю: залік

Викладач(і): професор, д.ф.-м.н. ЛЕБОВКА М.І.

Результати навчання: отримати знання і навики постановки задач фізики програмними засобами, оволодіти методиками числових рішень; знати методи розв'язку рівнянь руху, математичні основи аналізу руху у полі центральних сил для різних потенціалів взаємодії, основи чисельного аналізу руху частинок, що взаємодіють між собою, поведінку складних коливальних процесів, системи зв'язаних осциляторів, поведінку динамічних систем, основи методу Монте-Карло і алгоритми його реалізації; вміти розробляти програмні (алгоритмічні) моделі з використанням алгоритмічних мов високого рівня.

Спосіб навчання: аудиторний, дистанційний

Необхідні обовязкові попередні й супутні модулі: «Лінійна алгебра та аналітична геометрія»; «Математичний аналіз», «Диференціальні та інтегральні рівняння»; «Механіка», «Молекулярна фізика», «Комп’ютерні технології та програмні засоби»

Зміст дисципліни: моделювання фізичних систем - розділ загального курсу комп'ютерної фізики, в якому розглядаються основні принципи побудови алгоритмів для моделювання найбільш важливих проблем теоретичної фізики. Вивчаються явища хаосу, методи молекулярної динаміки і Монте-Карло, процеси росту бактеріальних колоній, процеси еволюції, структура фрактальних систем і ріст неупорядкованих поверхонь.


Рекомендована література: Основні джерела:
1. Х.Гулд, Я.Тобочник, Компьютерное моделирование в физике. М.: Мир, 1990. ч. 1, 400 с. ч. 2, 349 с. (H. Gould and J. Tobochnik. An Introduction to Computer Simulation Methods, Addison-Wesley (1996))
2. Л.Н.Булавин, Н.В.Выгорницкий, Н.И.Лебовка, Моделирование физических систем -рецепты и компьютерные программы. Интеллект, 2011г. ISBN: 978-5-91559-101-0 480 с.
3. К.Эберт, Х.Эдерер Компьютеры в химии. М.: Мир, 1988. 416с.
4. Frank Y.W. Phisics with Maple. – WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005. –605 p. (Е)
5. Мэтьюз Дж. Г., Финк К. Д. Численные методы. Использование MATLAB, 3-е издание.: Пер. с англ.. – М.: Издат.дом «Вильямс», 2001. – 720 с.: ил
6. Вержбицкий В. М. Основы численных методов: учебник. – М. : Высшая школа, 2002. – 847 с. (У бібліотеці НаУКМА)
7. Масловская Л. В., Масловская О. М. Численные методы алгебры. Учебное пособие. – Одесса, Укрполиграф, 2006. – 146 с. (У бібліотеці НаУКМА)
8. Мэтьюз Дж. Г., Финк К. Д. Численные методы. Использование MATLAB, 3-е издание.: Пер. с англ.. – М.: Издат.дом «Вильямс», 2001. – 720 с.: ил. (У бібліотеці НаУКМА)
9. Васильев А.Н. Научные вычисления в Microsoft Excel. – М.: Издат.дом «Вильямс», 2004. – 512 с.: ил.
10. Эдвардс Чарльз Генри, Пенни Дэвид Э. Дифееренциальные уравнения и краевые задачи: моделирование с помощью Mathematica, Maple и MATLAB. 3-е изд.: пер. с англ. – М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2008. – 1104 с.: ил.
11. Амосов А. А., Дубинский Ю. А., Копченова Н. В. Вычислительные методы: Учебное пособие. — 4-е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2014. — 672 c.: ил. — (Учебники для вузов. Специальная литература).



Форми та методи навчання: лекції, практичні заняття, самостійна робота

Методи й критерії оцінювання: 70% оцінки припадає на поточний контроль; 30% - на підсумковий.

Мова навчання: українська.