- Füüsikaliste ülesannete formuleerimine;
- koodi kirjutamine MATLAB-i keskkonnas;
- visualiseerimine ja tulemuste analüüs.

- Formulation of the physical tasks;
- the code writing for MATLAB environment;
- the results visualization and analysis.

Üliõpilane oskab:
• formuleerida matemaatiliselt standartseid füüsikalisi ülesandeid;
• realiseerida matemaatilisi võrandeid MATLAB-i keskonnas;
• esitada tulemusi graafiliselt;
• analüüsida tulemusi.

Students have to ability to:
• mathematically formulate the standard physical tasks;
• the mathematical equations realizing in the MATLAB environments;
• present the results graphically;
• analyze the results.

Füüsikaliste protsesside modelleerimine arvutil (võimalused ja piiranguid). Superarvutid, nende vajadus, arhitektuur, operatsioonisüsteemid, algoritmilised keeled ja kompilaatorid, superarvutite keskused. MATLAB-i alused ja kasutamine otstarbekus. Põhiliste algoritmide realiseerimine MATLAB-iga: sorteerimine, maximalsete ja minimaalsete väärtuste otsing, ruutvõrandi lahendamine, integraalide arvutamine, maatriksi korrutamine. Standartsete MATLAB-i alamprogrammide kasutamine integreerimiseks, lineaar- ja diferentsiaalvõrrandite süsteemide lahendamiseks. Füüsikaliste protsesside kirjeldamine matemaatiliste võrrandite abil. Konkreetsete füüsikaliste protsesside realiseerimine MATLAB-iga, uurimine ja analüüs : sumbuvad, sund ja anharmoonilised võnkumised, Kepleri ülesanne, elektrostaatika, laetud osakeste liikumine magnet- ja elektriväljades, Maxwelli võrrandid, soojusjuhtivus erinevates süteemides, lained (interferents, difraktsioon), Ising-i mudel, Monte-Carlo meetod. Andmete visualiseerimine.

Computer modeling of physical processes (opportunities and constraints). Super Computers (need, architecture, operating systems, algorithmic languages and compilers, Supercomputing Centers). The using of MATLAB. Realization of the general mathematical algorithms in the MATLAB environment (sorting, the search of minimal and maximal values, square equation solving, calculation of the integrals, matrices multiplication). The use of standard MATLAB sub-programs for integration of the systems of linear differential equations. The describing of the Physical processes by mathematical equations. Specific physical processes (decay, forced and anharmonic oscillations, the Kepler’s task, electrostatics, the movement of charged particles in the magnetic and electric fields, the Maxwell’s equations, the thermal conductivity of various systems, waves (interference, diffraction), Ising model, Monte-Carlo method) realization with MATLAB , research and analysis. The results visualization.

Eristav hindamine

Exam

Iseseisev töö seisneb teoreetiliste materjalide läbitöötamises ja kodutööde täitmises.

Students have to independently study the theory and solve the home exercises.

Põhiõpik:
Saveljev I. „Füüsika üldkursus I, II, III”
Täiendav kirjandus:
Nicholas J. Giordano, Hisao Nakanishi. Computational Physics. 2012
H. Gould and J. Tabochnik. An Introduction to Computer Simulation Methods. 1984

-