Вычислительная физика с python

Факультативный курс «Введение в вычислительную физику с Python3» познакомит студентов физического факультета, начинающих изучение численных методов, с подходами к решению классических задач вычислительной физики с использованием инструментов языка программирования Python 3. Участники образовательной программы познакомятся с синтаксисом Python 3, основными структурами данных и управляющими конструкциями языка. Научатся использовать инструменты библиотеки matplotlib для построения графиков и визуализации результатов моделирования. Самостоятельно реализуют инструменты, а также смогут использовать готовые функции библиотеки scipy, для численного решения линейных, нелинейных, дифференциальных уравнений, описывающих физические процессы. Студенты познакомятся с интерактивной оболочкой Jupyter Notebook.

Содержание

1. Введение в ipython и Jupyter notebooks.
2. Массивы numpy.
3. Функции, циклы.
4. Базовая графика с matplotlib.
5. Продвинутая графика с matplotlib. Электрическое поле. Фрактал Мандельброта.
6. Решение нелинейных уравнений.
7. Численное интегрирование. Метод трапеций, метод Симпсона.
8. Решение обыкновенных дифферциальных уравнений.
9. Модель Лотки-Вольтерры.
10. Затухающие колебания маятника. Мультипликаторы.
11. Уравнение Матье. Параметрический резонанс.
12. Краевые задачи. Уравнение Пуассона для потенциала.
13. Системы линейных уравнений. Правила Кирхгофа.
14. Преобразование Фурье.
15. Cтатистические методы и метод Монте-Карло
16. Метод Монте-Карло. Задача об игле Бюффона.

Дижитал стек для физиков

1. Linux и командная строка
2. Python
3. Манипулация данными c Python
4. Визуализация: gnuplot, inkscape, matplotlib, bokeh
5. Regular expressions, sed, awk, find, grep
6. HDF5
7. Data structures: Hash, Data Frames, B-Trees, K-D Trees
8. Multithreading, MPI, OpenMP
9. Deploying soft: pip, conds, VM, Docker
10. git
11. Debugging
12. Unit tests
13. Ticketing, Issues, Code Review
14. Licenses
15. Latex+Tikz