Читать онлайн «Компьютерное моделирование физических явлений»

Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет ___________________________________________________________________________________________ В. М. Малютин, Е. А. Склярова КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Учебное пособие Издательство ТПУ Томск 2004  ББК 22. 31:32. 973Я73 УДК 53:681. 3. 01 (075. 8) Малютин В. М. , Склярова Е. А. Компьютерное моделирование физических явлений: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 156 с. ISBN Пособие предназначено для обучения студентов физических специальностей моделированию физических явлений на компьютере. Приведены определения различных типов моделей, дана их классификация. На примерах явлений, как распространенных в природе, так и наблюдаемых в физическом эксперименте, показывается, как составляют и анализируют модели. Рассматриваются системы, имеющие хаотический или аналитически непредсказуемый характер: прохождение потока частиц в кристаллах, случайные блуждания, перколяции, модели кинетического роста, клеточные автоматы, модель Изинга. Теоретическое изложение дополняется примерами готовых программ или программными блоками, из которых обучаемый может составить программу самостоятельно. УДК 53:681. 3. 01 (075. 8) Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Рецензенты Доктор физико-математических наук, профессор ТПУ Ю. Ю. Крючков Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Институт физики прочности и материаловедения СО РАН А. Г. Липницкий © Томский политехнический университет, 2004 ISBN © Оформление. Издательство ТПУ, 2004  1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ 1. 1. Что такое модель? С процессом моделирования и различными моделями человек начинает сталкиваться с самого раннего детства. Так, еще не научившись ходить, малыш начинает играть с кубиками, сооружая из них различные конструкции. Его окружают различные игрушки: плюшевые, резиновые, металлические, различающиеся по размерам, форме, цвету, предназначению... При этом большинство игрушек повторяют (моделируют) отдельные свойства и форму реально существующих объектов и предметов. В этом смысле такие игрушки можно рассматривать в качестве моделей соответствующих объектов. Далее в школе практически все обучение построено на использовании моделей в той или иной форме. Действительно, для знакомства с основными конструкциями и правилами родного языка используются различные структурные схемы и таблицы, которые можно считать моделями.