Numeriska metoder och simulering

Om kursen

Traditionellt har man inom teknik och naturvetenskap arbetat med en kombination av teori och experiment. Ingenjörer som sysslat med flygplanskonstruktion har till exempel testat konstruktionerna i vindtunnlar. Fysiker, kemister och biologer har gjort experiment, både för att testa teorier och för att få uppslag till teorier. Nuförtiden har de traditionella arbetsformerna kompletterats med simuleringar i datorn. Flygplanskonstruktörer utgår till exempel från en matematisk modell av hur luft strömmar kring en flygplanskropp. Genom att programmera beräkningsalgoritmer som löser ekvationerna i den matematiska modellen kan man sedan simulera hur luftströmningen skulle bli kring en ny flygplanstyp.

Datorsimulering kan också användas för att göra förutsägelser, där experiment inte skulle vara ett alternativ. Ett typexempel på det är väderprognoser. Där utgår man från matematiska modeller och simulerar i datorn hur vädret kommer att utvecklas under de närmaste dygnen.

Den här kursen kommer att ge grundläggande förståelse för datorsimuleringar baserade på matematiska modeller. Huvudfokus kommer att vara på beräkningsalgoritmer (så kallade numeriska metoder) och på hur man kan konstruera simuleringsprogram. Vi kommer att använda Python och NumPy/SciPy som programmeringsmiljö och programmeringsspråk.