Аналитические и численные методы моделирования

2021/2022

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

5

Кредиты

Кто читает:

Департамент электронной инженерии

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

1-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Ихсанов Ренат Шамильевич

Новиков Сергей Витальевич

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен на получение студентами знаний об аналитических и численных методах решения 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 “Физика твердого тела”, “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)

Элементы контроля

• Домашняя работа
  Сдавать домашние работы можно в течение полугодия. Первая пересдача домашних работ производится в течении 10 дней до сессии.
• Активность на практических занятиях; дистанционный
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 1 модуль
  0.2 * Домашняя работа + 0.3 * Экзамен + 0.5 * Активность на практических занятиях; дистанционный
• 2021/2022 учебный год 2 модуль
  0.2 * Активность на практических занятиях; дистанционный + 0.5 * Домашняя работа + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• SystemC. Моделирование электронных систем : учеб. пособие для вузов, Алехин, В. А., 2018
• Михайлов Г. А., Войтишек А. В. - СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. МЕТОДЫ МОНТЕ-КАРЛО. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 323с. - ISBN: 978-5-534-11518-5 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/statisticheskoe-modelirovanie-metody-monte-karlo-445457
• 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., Попов Л. К., Черкасский В. С. - КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ MATLAB 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 202с. - ISBN: 978-5-534-10512-4 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/kompyuternoe-modelirovanie-fizicheskih-processov-s-ispolzovaniem-matlab-430702
• 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.