Počítačová fyzika

Obsah predmetu
Praktické znalosti numerických metód používaných pri riešení fyzikálnych a technických problémov. Získanie praxe pri formulovaní numerických problémov a pri vyhodnotení získaných výsledkov.

Prednášajúci
Mgr. Martin Konôpka, PhD.

Stručná osnova predmetu
1. Stabilita a presnosť numerických výpočtov.
2. Porovnanie analytických a numerických metód. Iteračné úlohy: podmienka stability riešenia.
3. Numerické riešenie prechodu častice cez bariéru.
4. Grafická vizualizácia jednoduchých rozptylových procesov.
5. Časový vývoj metastabilných stavov, doba života.
6. Diferenciálne rovnice: Základné numerické algoritmy.
7. Metóda streľby - vlastné stavy jednoduchých systémov.
8. Numerické riešenie rovnice difúzie a vedenia tepla: stabilita, explicitná a implicitná metóda výpočtu.
9. Numerické simulácie elektromagnetických úloh.
10. Nelineárna dynamika: stabilita, bifurkácie, chaos, podivný atraktor.
11. Fraktály. Kvantitatívna analýza fraktálnych štruktúr.
12. Integrály, klasické ortogonálne polynómy.
13. Perióda kmitov nelineárneho kyvadla.
14. Integrálna rovnica.
15. Elektrostatická úloha na tenkej vrstve.
16. Neusporiadané a náhodné systémy.
17. Pravdepodobnostné rozdelenia.
18. Optimalizácia.
19. Opis problému modelom s viacerými parametrami.
20. Hľadanie minima funkcie mnohých premenných, fitovacie procedúry.

Odporúčaná literatúra
PRESS, W H. – TEUKOLSKY, S A. – VETTERLING, W T. – FLANNERY, B P. Numerical recipes : The art of scientific computing. 3. vyd. Cambridge: Cambridge University Press, 2007. 1235 s. ISBN 978-0-521-88068-8.
MARKOŠ, P. – SOUKOULIS, C M. Wave Propagation : From Electrons to Photonic Crystals and Left-Handed Materials. Princeton: Princeton University Press, 2008. 376 s. ISBN 978-0-691-13003-3.
VITÁSEK, E. Numerické metody. Praha: SNTL, 1987. 512 s.