Проблеми комп’ютерного моделювання фізичних процесів (105Д Прикладна фізика та наноматеріали (аспіранти 2-го р.н.)) факультет електроніки та комп’ютерних технологій

Тип: На вибір студента

Кафедра: загальної фізики

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
432професор Демків Т. М.

Практичні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
416професор Демків Т. М.

Опис навчальної дисципліни

У процесі навчання студентів, дисципліни з фізики та інформаційних технологій вивчаються студентів ними окремо. Дисципліна «Проблеми комп’ютерного моделювання фізичних процесів» пов’язує аналіз фізичних процесів з інструментарієм сучасних інформаційних технологій і тому відіграє інтегруючу роль, сприяючи розвитку навичок використання обчислювальних систем для вирішення професійних завдань..

Дана програма визначає об’єм знань студентів з дисципліни “Комп’ютерне моделювання фізичних процесів”, який необхідний для проведення комп’ютерних розрахунків складних систем і процесів.

Чисельне моделювання фізичних процесів складає невід’ємну частину сучасної фундаментальної і прикладної науки. За важливістю чисельний експеримент наближається до традиційних експериментальних і теоретичних методів. Тому майбутні наукові робітники, інженери та викладачі обов’язково повинні володіти технологією комп’ютерного моделювання, вміти досліджувати різні фізичні явища та процеси за допомогою комп’ютерного експерименту.

Курс комп’ютерного моделювання фізичних процесів розширює знання аспірантів у області дискретної математики, дає навики опису фізичних процесів за допомогою математичного апарату, складання алгоритму вирішення завдання, переклад алгоритму на одну з мов програмування, отримання результатів за допомогою комп’ютера та проведення їх аналізу.

Мета: розглянути методи комп’ютерного моделювання фізичних процесів та їх застосуванням з використанням бібліотек мови програмування Python.

Завдання: навчити аспірантів формулювати задачу, визначати проблеми та шляхи їх розв’язання для комп’ютерних моделей фізичних процесів та застосовувати методи комп’ютерного моделювання до практичних задач з фундаментальної та прикладної фізики.

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен знати:

  • методи чисельного інтегрування та диференціювання функцій;
  • чисельні методи рішення задач математичної фізики;
  • синтаксис та бібліотеки для математичних обчислень мови програмування Python;
  • можливості бібліотек Python (SymPy, NumPy, Matplotlib, Math, тощо).

вміти:

  • використовувати набуті знання для розрахунку характеристик фізичних процесів і явищ на практиці;
  • розраховувати та аналізувати результати комп’ютерного моделювання, виходячи як з основних положень комп’ютерного моделювання, так і з емпіричних експериментальних даних;
  • використовувати для цього сучасне програмне забезпечення (мову програмування Python та математичне середовище Sage).

Рекомендована література

Основна література:

  1. Lutz M. Learning Python – Published by O’Reilly Media, Inc., 2013.
  2. Yen W., Shionoya S., Yamamoto H. Phosphor handbook – CRC Press: Laser and Opt. Science and Tech. Series. – 2007. –1056 p.
  3. Савчин В.П., Шувар Р.Я. Електронне перенесення в напівпровідниках та напівпровідникових структурах. –  Видавничий центр ЛНУ імені І.Франка. – 2008. – 688с.
  4. Білий М.У. Основи нелінійної оптики та її застосування: навч. посібник / М.У. Білий. – К.: Видавничий центр „Київський Університет”, 1999. – 172 с.
  5. Шкловський Б.І., Ефрос А.Л. Електронні властивості легованих напівпровідників. – М.: Наука. – 1979. – 351с. (рос. мова)
  6. Barry P. Head First Python (2nd Edition). – All IT books. – 2016. – 624 p.
  7. Гулд X., Тобочник Я. Комп’ютерне моделювання у фізиці. Т. 1-М.: Мир, 1990 (рос. мова).
  8. Гулд X., Тобочник Я. Комп’ютерне моделювання у фізиці. Т. 2-М.: Мир, 1990. (рос. мова).

Додаткова література:

  1. Майер Р.В. Комп’ютерне моделювання фізичних явищ. – Глазов: ГГПИ. – 2009. – 112с. (рос. мова)
  2. С.В.Шокалюк. Основи роботи в SAGE. – К.: НПУ ім. Драгоманова. – 2008. – 64c.
  3. Поршнєв С.В. Комп’ютерне моделювання фізичних процесів в пакете MATLAB. – М.: Телком, 2003. – 592 с. (рос. мова)
  4. Хуторова О.Г., Стенин О.М., Фахртдинов Р.Х., Морозова Л.В.,  Журавлев А.А., Теплов В.Ю., Зиков Е.Ю.  Комп’ютерне моделювання фізичних процесів. – Казань. – 2001. – 50 с. (рос. мова)
  5. Шкловський Б.І., Ефрос А.Л. Електронні властивості легованих напівпровідників. – М.: Наука. – 1979. – 351с. (рос. мова)
  6. Андреєв А.В. Колективне спонтанне випромінювання (надвипромінювання Діке) / Емельянов В.И., Ильинский Ю.А. // Усп. физ. н. – 1980, Т.132, С.653 (рос. мова)

Наукові статті у періодичних виданнях за тематикою дисципліні.

Навчальна програма

Завантажити навчальну програму

Силабус:

Завантажити силабус