Fysikalisk modellering och beräkningsteknik 10,5 hp

Om kursen

Kursens syfte är att ge en introduktion till fysikalisk modellering och analys med hjälp av matematik, datorberäkningar och experiment. Kursen inleds med en genomgång av för området relevanta matematiska begrepp och verktyg. Man behandlar teori och tillämpningar av vektoranalys i rummet med skalära fält och vektorfält. Kroklinjiga koordinatsystem införs med tillämpningar på cylindriska och sfäriska koordinater. De grundläggande differentialoperatorerna med räkneregler införs och formell nablaräkning används. Satserna som relaterar volym-, yt- och linjeintegraler formuleras och tillämpas. Därefter genomförs härledning och fysikalisk tillämpning av välkända partiella differentialekvationer, tex. våg och värmeekvationerna. För att få en djupare fysikalisk förståelse för ekvationerna implementeras och analyseras dessa i mjukvaran Comsol Multiphysics. Studenterna får även öva modellering och simulering av ett verkligt fysikaliskt system på vilket de dessutom gör experimentella mätningar. Fokus ligger här på att jämföra de numeriska och experimentella resultaten, samt förklara eventuella skillnader i dessa. Kursen avslutas med att studenterna självständigt konstruerar en modell baserad på ordinära differentialekvationer som beskriver ett fysikaliskt fenomen. De implementerar, visualiserar och analyserar modellen med hjälp av mjukvaran Matlab och C-programmering.

Kursen omfattar en teoridel om 6 hp, en datorlaborationsdel om 1 hp med Comsol Multiphysics, en projektdel med Comsol Multiphysics om 1,5 hp, samt en projektdel med Matlab om 2 hp.