FY512: Modellering af fysiske systemer

Ingen

Studerende, der følger kurset, forventes at:

• Have et godt kendskab til: den videnskabelige metode samt matematiske modeller fra natur- eller ingeniørvidenskaberne, f.eks. fra de to første studieår eller ækvivalent.
• Kunne anvende et computer simuleringsværktøj som f.eks. matlab.

Kurset har til formål at sætte den studerende i stand til at formulere, evaluere og generalisere matematiske modeller og computer simuleringer, hvilket er helt centralt for fysik og ingeniørvirket samt ønskeligt for de fleste andre naturvidenskabelige områder.

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i kurserne på første og andet studieår, og giver et fagligt grundlag for at forstå og benytte matematisk modellering og computersimulering, der er helt centrale kundskaber for de fleste naturvidenskabelige og ingeniørvidenskabelige uddannelser.

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:

• Give kompetence til at forstå, formulere, implementere, analysere, evaluere og generalisere matematiske modeller og computersimuleringer.
• Give generel viden om, hvilke udfordringer og mulighederne man stilles overfor ved arbejdet med matematiske modeller og computer simuleringer.

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

• Forstå og vurdere hvordan matematiske modeller og computer simuleringer bliver bygget og testet.
• Give praktisk erfaring i bygning af simple matematiske modeller og computer simuleringer.

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

1. Matematisk modellering og computersimulering som videnskabeligt værktøj.
2. Problemstilling og observable; beskrivelses- og aggregeringsniveau; objekt- og modelbaserede simuleringer; deterministiske-, stokastiske-, kontinuerte- og diskeret beskrivelser.
3. Simple differentiallignings- og gittersimuleringer.
4. Eksempler på modelformulering og simulering af komplekse systemer fra forskellige videnskabsområder.
5. Eksempler på system design og -optimering vha. simulering.
6. Eksempler på simple tidsrækkeanalyse.
7. Fortolkning af data og evaluering af model og simulerings output.

På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

• Introfase (forelæsning, holdtimer) - Antal timer: 14
• træningsfase: Antal timer: 26, heraf Eksaminatorie: 14 timer og laboratorie: 12 timer

Aktiviteter i studiefasen:

• Formulering, implementering og testing af simple matematiske modeller og computer-simuleringer.
• Sidst i semesteret formulers, implementeres og testes en lidt større computersimulering, hvor modelleringen og resultaterne sammenskrives i en rapport (max 10 sider + appendix med computerkode) og afleveres til læreren. Dette arbejde må gerne laves i grupper af op til tre (3) studenter.