Kompuuterf üüsika

KompuuterfüüsikaComputational Physics

Alvo Aabloo

alvo@ut.ee

Sissejuhatuseks

• Arvutusfüüsika tegeleb füüsikaliste probleemide lahendamisega kasutades arvutusi ning arvutisimulatsioone.

– arvutusfüüsika

Erisused

• Eksperimendi võimalused

• Eksperimendi hind

• Ekstrapolatsioon

• Multiplikatiivsus

Skaalad

Kursuse eesmärk

• Õpetada kasutama tarkvara ja tarkvaralisi meetodeid mõnede füüsikaliste probleemide lahendamiseks– Tarkvaralised meetodid ja algoritmid– Füüsikalised jt. probleemid– Kasutusoskus

Eesmärgiks ei ole

• Õpetada programmeerima

• Õpetada tarkvara kasutama

• Õpetada alusteadmisi füüsikast

Korraldus

• Loengud• Harjutusülesanded

– C, Java, Fortran77/95, jne...– COMSOL Multiphysics, Mathcad, Mathlab,

• WWW: http://digi.physic.ut.ee -> õppetöö-> kompuuterfüüsika

• 2 kontrolltööd: 1 teooria küsimus ja 1 harjutusülesanne

• Kodune ülesanne, selle esitamine ja refereerimine

• Eksam = 3. kontrolltöö• NB! Järeletegemine toimub vaid eelneva

info (>24h) või arstitõendi alusel

Viited• www.netlib.org• Winter Simulation Conference: http://www.wintersim.org/• Artificial intelligence / simulation group in Arizona (good links):

http://www.acims.arizona.edu/• EUROSIM/UK Simulation Society: http://ws3.atv.tuwien.ac.at/eurosim/• U.S. Society for Computer Simulation: http://www.scs.org/• Brooks R.J. and Robinson S. (2001), Simulation, Texts in Operational Research

(published with Stock Control), Palgrave.• Pidd M. (1998), Computer Simulation in Management Science (4th edition), John

Wiley & Sons.• Law A.M. & Kelton W. D. (1991), Simulation Modelling & Analysis (2nd edition).

McGraw-Hill International Edition• Paul Harrison (2001) Computational Methods in Physics, Chemistry and

Biology• J. Thijssen (1999) Computational Physics• WF van Gunsteren (1989) Computer simulation of Biomolecular Systems• Dierk Raabe, (1998) Computational Materials Science

Mõisted

• Tuletamine

• Algoritm

• Programm

Test• Teie nimi• Pange kirja Schrödingeri võrrand, ka tema erinevad kujud ja erandjuhud• Kirjeldage detailselt mõnd funktsiooni nullkohtade leidmise

algoritmi/meetodit• Kui suur on positroni laeng?• Kirjutage lihtne polünoomi miiniumumkohtade leidmise algoritm.• Milline DNA molekuli raadius?• Kirjeldage algoritm NxN mõtmelise maatriksi pöördmaatriksi leidmiseks• Mida mõõdetakse Ångströmides ja kui suur ta on?• Milleks kasutatakse ray trace tehnoloogiat?• Mis on Fourier teisendus, milleks seda kasutatakse ja kuidas kiire fourier

teisendus (FFT) töötab?• Mille avastasid/pakkusid/leidsid Watson ja Crick?• Kirjutage Maxwelli võrrandid. Mida nad kirjeldavad?• Milline on Lennart Jones vastasmõju algebraline kuju? Milline on

funktsiooni kuju?• Formuleerige termodünaamika teine seadus?• Kirjuta lihtne programm mis kirjeldab 2.5 kg punktmassi liikumist kui talle

antakse algkiirus 4m/s 7.4 kraadise nurga all horisondi suhtes 0 kõrguselt. Programm peab väljastrama punktmassi koordinaadid, kiiiruse ja kiirenduse komponendid 0.01 sekundi intervalli tagant, kuni maapinnani jõudmiseni

Kursuse materjalide ettevalmistamist on toetanud

EITSA http://www.eitsa.ee