Общая информация
АИШ 10 лет О программе Схема обучения Программа обучения Стоимость обучения Преподаватели Новости и успехи Дни открытых дверей Работы слушателей О филиалах АИШ Летняя школа
Обучающимся
Расписание занятий Списки групп и оценки Поиск школьника
Внеучебная жизнь
Олимпиады Политех-квест КРОСС И3 Курс для родителей Small Basic - клуб Битва роботов
Обратная связь
Форум Как нас найти Контакты

Дни открытых дверей
в Политехе — 28 ноября (Среда) в 19:00 Аудитория №148, 5 декабря, 12 декабря, 19 декабря, 11 января, 18 января,
филиал Полюстровский пр. 14-Б - 28 ноября в 19:00, аудитория 410
филиал 8-ая Советская ул. 54 - 26 декабря в 19:00, аудитория 7

Набор на 1-ое полугодие 2019г. открыт! Начало занятий с 21 января 2019 г.

Для тех кто уже обучается: Самостоятельно забронировать место в группе
Печать

Компьютерное моделирование физических процессов

Продолжительность обучения: 24 ак.ч. лекции очно + 28 ак.ч. практики очно + 32 ак.ч. самостоятельно
График обучения: 84 академических часа

Преподаватели

Аннотация

Компьютерное моделирование (КМ) является неотъемлемой частью инженерной и научно-исследовательской деятельности. Все крупные фирмы (BMW, Samsung, Boeing, Schlumberger и др.), занимающиеся разработкой и созданием наукоемкой продукции, использует КМ в качестве одного методов исследования. Ярким примером является моделирование краш-тестов, позволяющее сэкономить огромное количество времени и ресурсов, необходимых для проведения натурных экспериментов. КМ требует от специалиста не только подготовки в той предметной области, в которой проводится моделирование, но и знаний в области вычислительной математики и программирования. Однако, несмотря на кажущуюся сложность, многие идеи и методы КМ, применяемые в научной и инженерной практике, могут быть освоены школьниками.

В рамках данного курса идеи и методы КМ излагаются на примере решения школьных задач по физике. При этом слушатели курса учатся ставить и решать физические задачи, а также приобретают первоначальные навыки использования современных вычислительных методов используемых для КМ. Кроме того, важную часть курса составляет обучение слушателей навыкам представления и презентации полученных результатов.

Знания и умения, полученные в результате обучения

В результате обучения слушатели:

  • Систематизируют знания из важнейших разделов школьного курса физики («Кинематика» и «Динамика», а также базовые знания из разделов «Статика», «Электромагнетизм», «Оптика»).
  • Ознакомятся с различными видами и методами компьютерного моделирования, а также примерами их использования.
  • Научатся ставить и решать физические задачи с использованием компьютера методом динамики частиц.

Требования к начальному уровню знаний

  1. Вступительное тестирование: ВПТ-536.
  2. Возрастное ограничение: с 9 класса школы.
  3. Учащиеся АИШ курсов:
    1. "Практикум по программированию": промежуточная аттестация в 60 баллов или итоговая оценка "Хорошо"
    2. "Процедурное программирование": промежуточная аттестация в 50 баллов или итоговая оценка "Удовлетворительно"
    3. "Структурное программирование на С/С++": промежуточная аттестация в 50 баллов или итоговая оценка "Удовлетворительно"
    4. "Процедурное программирование на С/С++": промежуточная аттестация в 50 баллов или итоговая оценка "Удовлетворительно"

Для успешного освоения курса необходимы:

  • Навыки программирования на одном из следующих языков: Visual Basic, С++, Python.
  • Начальные знания разделов физики «Кинематика» и «Динамика»

Тест ВПТ-536:

  1. Базовые знания по курсу информатики
    1. Представление числовой, текстовой, графической информации в памяти компьютера.
    2. Организация процесса работы компьютера (назначение и возможности операционной системы, структура файловой системы)
  2. Опыт процедурного  программирования на любом языке
    1. Типы данных, их объявление.
    2. Операторы консольного ввода и вывода,  присваивания.
    3. Операторы для организации циклов и ветвлений.
    4. Массивы и стандартные алгоритмы работы с ними (поиск, нахождение максимума, сортировка, сдвиг и т.п.).
    5. Создание процедур и функций, способы передачи данных между подпрограммами
    6. Владение приёмами работы со строками (выделение и поиск подстроки)
    7. Знание классических численных алгоритмов (НОД, выделение цифр числа).

По результатам выполнения практического задания необходимо набрать 70 баллов и выше.

Для сдачи данного теста предоставляется только 1 попытка.

Программа курса

Занятие 1

Введение. Что такое «компьютерное моделирование?»

  • Классификация методов моделирования
  • История компьютерного моделирования
  • Виды/методы компьютерного моделирования
  • Необходимые знания по информатике (система контроля версий,
  • Пример компьютерного моделирования

Занятие 2

Физические и компьютерные модели, применяемые в кинематике

  • Понятия кинематики
  • Решение задач кинематики
  • Моделирование простейшей задачи кинематики
  • Сходимость к аналитическому решению

Занятие 3

Сложные задачи кинематики

  • Решение задач кинематики
  • Моделирование нескольких сложных задач кинематики
  • Сходимость к аналитическому решению

Занятие 4

Закрепление раздела «Кинематика»

  • Проверочная работа по аналитическому и численному (компьютерному) решению задач кинематики

Занятие 5

Физические и компьютерные модели, применяемые в динамике

  • Понятия динамики
  • Решение задач динамики
  • Моделирование простейшей задачи кинематики
  • Сходимость к аналитическому решению

Занятие 6

Сложные задачи динамики

  • Решение задач динамики
  • Моделирование нескольких сложных задач динамики
  • Сходимость к аналитическому решению

Занятие 7

Закрепление раздела «Динамика»

  • Проверочная работа по аналитическому и численному (компьютерному) решению задач динамики

Занятие 8

Вычислительные методы, применяемые в компьютерном моделировании

  • Использование различных методов численного интегрирования на примере грузика на пружинке
  • Создание системы визуализации

Занятие 9

Компьютерное моделирование системы многих тел

Занятие 10

Решение школьных задач по физике с использованием компьютерного моделирования

  • Кинематика (движение тел по заданным законам)
  • Динамика (тело, летящее под углом к горизонту)
  • Статика (определение центра масс системы)
  • Электричество и магнетизм (движение зарядов в магнитном поле)
  • Оптика (преломление света, расчёт оптимальной траектории спасения тонущей девушки)

Занятие 11

Работа над курсовым проектом

  • Постановка задачи
  • Решение аналитической составляющей задачи

Занятие 12

Работа над курсовым проектом

  • Ответы на вопросы
  • Черновая презентация проекта

Занятие 13

Финальная доработка и презентация проектов