Detail předmětu

Počítačová fyzika II

FSI-T2FAk. rok: 1999/2000

Obsahem kursu je samostatné řešení úloh z různých oblastí fyziky
s využitím personálního počítače. Výběr úloh je proveden tak, aby
rozšířil znalosti použití numerických metod pro technické výpočty
a modelování fyzikálních dějů, získané v kursu Počítačová fyzika I (t1f).
Jako programovací prostředí je standardně používán Famulus a MathCad,
pro řešení samostatných projektů pak Mathematica, Maple, Pascal,
případně další programovací prostředí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

doc. RNDr. Miroslav Doložílek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Prostřednictvím řešení fyzikálních úloh, počítačového modelování
fyzikálních jevů a vyhodnocení výsledků experimentu v programovacích
prostředích Famulus, MahtCad, případně dalších dle obsahu závěrečného
projektu, získá student představu a zkušenosti s využitím jednotlivých
programovacích prostředí pro řešení výpočetních inženýrských úloh.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou udělení klasifikovaného zápočtu je vyřešení všech zadaných
příkladů ( 2 až 3 příklady ke každé lekci) a vypracování samostatného
závěrečnoho projektu. Téma projektu je zadáno na začátku semestru po
vzájemné dohodě. Výsledky řešení zadaných příkladů budou předány
v elektronické formě, výsledky řešení projektu budou specifikovány
v zadání projektu. Při udělení zápočtu musí student prokázat porozumění
a zdůvodnit použitý způsob řešení. O výsledcích projektu přednese referát.
Přítomnost na cvičení je povinná.
Klasifikace je dána především úrovní zpracování samostatného projektu:
řešení příkladů v zimním semestru (t1f) 20%
řešení příkladů v letním semestru 20%
samostatný projekt 60%

Učební cíle

Cílem kursu je prohloubit dovednosti ve využití počítačů v každodenní
práci inženýra. Po absolvování kursu je student schopen efektivně využít
personální počítač pro řešení výpočetních úloh do technických předmětů
a vyhodnocení a presentaci výsledků měření. Důraz je kladen na samostatnou
práci studentů a poznání specifik jednotlivých programovacích prostředí.

Základní literatura

Wieder, S.: Introduction to MathCad for Scientists and Engineer. McGraw-Hill, Inc. New York, 1992.
Gould, H. - Tobochnik, J.: An Introduction to Computer Simulation Methods. Part 1 and 2. Adison-Wesley Publishing Company, 1995.
Zimmerman, R.L. - Olness F.I.: Mathematica for Physics. Addison-Wesley Publishing Company, 1989.

Doporučená literatura

Dudek, P.: MathCad - příručka pro uživatele. Grada,a.s., Praha 1992.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 2. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

14 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. RNDr. Miroslav Doložílek, CSc.

Osnova

Obsahem přednášky je uvedení do problematiky, řešené ve cvičení. Důraz
je kladen na
- fyzikální podstatu řešených příkladů
- obecnější souvislosti použitých numerických metod a algoritmů
- způsob práce, specifiky a omezení jednotlivých programovacích
prostředí.

Cvičení na počítači

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. RNDr. Miroslav Doložílek, CSc.

Osnova

1. Spřažené harmonické oscilátory. Numerické řešení systému
diferenciálních rovnic.
2. Chaotický pohyb dynamických systémů. Jednoduchá jednorozměrná mapa
a její obecné vlastnosti. Chaotické chování v klasické mechanice.
3. Náhodná čísla. Generátory pseudonáhodných čísel a jejich testování
(rovnoměrnost, periodičnost). Transformace rozdělení. Náhodná
procházka.
4. Fourierův rozvoj periodické funkce. Rychlá Fourierova transformace.
Filtrace šumového signálu.
5. Chyby numerických výpočtů. Korektnost a podmíněnost úlohy.
Stabilita řešení.
6. Závěrečný projekt.
Ke každému tématu obdrží student písemné zadání úloh se stručným návodem
k řešení doplněné zpravidla počítačovým programem.