Katalog książek

Wydawnictwo Helion

Helion SA
ul. Kościuszki 1c
44-100 Gliwice
tel. (32) 230-98-63




© Helion 1991-2014

Lauret zaufanych opinii
Symulacje komputerowe w fizyce
Symulacje komputerowe w fizyce
Ocena:
   5/6  Opinie  (7)
Stron: 200
Ksiazka drukowana Druk (oprawa: miękka)
Cena:
45,00 zł

Książka prezentuje algorytmy umożliwiające komputerowe symulowanie rozmaitych procesów fizycznych. Po przedstawieniu metody różnicowej rozwiązywania zwyczajnych równań różniczkowych, Autor pokazuje, w jaki sposób zastosować ją przy rozwiązywaniu konkretnych problemów fizycznych.

Opisano między innymi:

  • Symulowanie zjawisk mechaniki klasycznej w oparciu o prawa dynamiki Newtona
  • Rozwiązanie numeryczne równania falowego
  • Symulacje dynamiki cieczy nieściśliwej
  • Rozwiązanie numeryczne równania Schrödingera
"Symulacje komputerowe w fizyce" to książka, którą powinni zainteresować się nie tylko fizycy: niektóre przedstawione tu algorytmy znajdują zastosowanie w aplikacjach CAD/CAM, a nawet przy tworzeniu gier komputerowych.
Wstęp (7)
Rozdział 1. Schematy różnicowe rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych (11)
  • 1.1. Równania różniczkowe zwyczajne i różnice skończone (12)
  • 1.2. Równania różniczkowe zwyczajne i rachunek całkowy (13)
    • 1.2.1. Schemat różnicowy Eulera (14)
    • 1.2.2. Rozwiązanie równania rozpadu promieniotwórczego (16)
    • 1.2.3. Metoda skokowa z wstępnymi obliczeniami Eulera (19)
    • 1.2.4. Wahadło matematyczne (24)
    • 1.2.5. Punkt materialny przymocowany do sprężyny (32)
  • 1.3. Dokładniejsze metody wyznaczania rozwiązań równań różniczkowych (38)
    • 1.3.1. Metoda punktu środkowego (ang. MidPoint) drugiego rzędu (38)
    • 1.3.2. Metoda Rungego-Kutty czwartego rzędu (41)
  • 1.4. Zestawienie poznanych schematów rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych (43)
  • 1.5. Podsumowanie (43)
Rozdział 2. Dynamika według sir Isaaca Newtona (45)
  • 2.1. Rachunek wektorowy (45)
    • 2.1.1. Klasa Wektor (46)
    • 2.1.2. Operacje na wektorach (47)
    • 2.1.3. Rachunek wektorowy - podsumowanie (52)
  • 2.2. Zasady dynamiki Newtona (53)
    • 2.2.1. Pierwsza zasada dynamiki Newtona (53)
    • 2.2.2. Druga zasada dynamiki Newtona (54)
    • 2.2.3. Trzecia zasada dynamiki Newtona (54)
  • 2.3. Model fizyczny dynamiki układów punktów materialnych (54)
    • 2.3.1. Elementy składowe modelu (55)
  • 2.4. Punkt materialny (58)
    • 2.4.1. Przechowywanie danych. Lista jednokierunkowa (58)
    • 2.4.2. Równania ruchu pojedynczego punktu materialnego (61)
  • 2.5. Kolizje (65)
    • 2.5.1. Prosta metoda wykrywania kolizji punkt-ściana (65)
    • 2.5.2. Nieruchoma sfera kolizji (67)
  • 2.6. Oddziaływania między punktami materialnymi (75)
    • 2.6.1. Prawo powszechnego ciążenia (75)
    • 2.6.2. Oddziaływanie sprężyste pary punktów (77)
  • 2.7. Konstruowanie obiektów złożonych (81)
    • 2.7.1. Model dwuwymiarowego sznura (81)
    • 2.7.2. Symulacja trójwymiarowych tkanin (84)
    • 2.7.3. Konstrukcja bryły sztywnej (85)
    • 2.7.4. Konstrukcja modelu poruszającej się postaci (87)
  • 2.8. Podsumowanie (90)
Rozdział 3. Rozwiązanie numeryczne równania falowego (91)
  • 3.1. Co to jest fala? (91)
  • 3.2. Klasyczne równanie falowe (92)
  • 3.3. Równanie falowe w jednym wymiarze (92)
    • 3.3.1. Podział równania falowego na układ dwóch sprzężonych równań różniczkowych pierwszego rzędu (93)
    • 3.3.2. Siatka różnicowa Eulera w jednym wymiarze (94)
    • 3.3.3. Rozwiązanie algorytmiczne układu równań sprzężonych (94)
    • 3.3.4. Algorytm programu realizującego równanie falowe 1D (96)
    • 3.3.5. Efekty działania przedstawionego algorytmu (101)
  • 3.4. Równanie falowe w dwóch i więcej wymiarach przestrzennych (106)
    • 3.4.1. Siatka różnicowa Eulera w dwóch wymiarach (106)
    • 3.4.2. Realizacja symulacji równania falowego w dwóch wymiarach (110)
  • 3.5. Podsumowanie (113)
Rozdział 4. Symulacje cieczy nieściśliwej (117)
  • 4.1. Równanie Naviera-Stokesa dla cieczy nieściśliwej (117)
    • 4.1.1. Warunek nieściśliwości cieczy (118)
    • 4.1.2. Pola wektorowe (119)
    • 4.1.3. Analiza równania Naviera-Stokesa (121)
  • 4.2. Rozwiązanie uproszczone równań NS (124)
    • 4.2.1. Równanie płytkiej wody (124)
    • 4.2.2. Warunek zachowania masy (125)
    • 4.2.3. Końcowa postać równania dla płytkiej wody (126)
    • 4.2.4. Przybliżenie dyskretne (126)
    • 4.2.5. Efekty działania (130)
  • 4.3. Pełne rozwiązanie równań NS dla cieczy nieściśliwej (132)
    • 4.3.1. Reprezentacja cieczy (133)
    • 4.3.2. Schematy różnicowe dla równania NS (139)
    • 4.3.3. Warunki brzegowe (148)
    • 4.3.4. Algorytm programu (152)
    • 4.3.5. Wizualizacja rezultatów obliczeń (165)
  • 4.4. Podsumowanie (169)
Rozdział 5. Równanie Schrödingera (171)
  • 5.1. Funkcja falowa - wektor stanu układu kwantowego (171)
  • 5.2. Ewolucja w czasie stanu układu kwantowego (172)
  • 5.3. Dyskretna postać operatora ewolucji w czasie (173)
  • 5.4. Schemat rozwiązania różnicowego (174)
  • 5.5. Stan początkowy układu (175)
  • 5.6. Implementacja (175)
    • 5.6.1. Algorytm programu (176)
    • 5.6.2. Konstrukcja stanu początkowego (176)
    • 5.6.3. Pętla obliczeniowa (178)
  • 5.7. Rezultaty (180)
  • 5.8. Podsumowanie (181)
Bibliografia (183)
Skorowidz (189)
Osoby, które kupowały książkę, często kupowały też:
6
(2)
5
(3)
4
(1)
3
(1)
2
(0)
1
(0)

Liczba ocen: 7

Średnia ocena
czytelników

  


okladka
  Ocena : 6 

Może dałem 6 trochę na wyrost, jednak myślę, że wszyscy pasjonaci poruszonych tematów nie zawiodą się, jeśli ją przeczytają. Autor bardzo łagodnie wprowadza wszystkie zagadnienia -- zarówno fizyczne, matematyczne jak i programistyczne. Nie znaczy to, że porusza rzeczy banalne (np. równania Shrodingera). Własnoręczna wizualizacja opisanych zagadnień w OpenGL (3d) dostarcza naprawdę dużo satysfakcji.
  Ocena : 6 

Świetna pozycja dla wszystkich zainteresowanych informatyką w zastosowaniach naukowych. Najbardziej atrakcyjne w książce jest to, że zawiera wiedzę czysto praktyczną, a efekty pracy z książką są niezwykle widowiskowe. Wszystko powyżej to powody do wystawienia oceny 5/6... dodatkowe oczko w górę daję za rozdział dot. wizualizacji z zakresu fizyki kwantowej!
  Ocena : 5 

Jako fizyk, mam trzy zdania. Rewelacja! Rewelacja! Rewelacja!
  Ocena : 5 

Konkretnie i na temat. Autor bardzo ładnie uporządkował treść całej książki -- najpierw wprowadził ogólne pojęcia i zasady, później pokazał jak rozwiązać konkretne zadania. Najbardziej interesowało mnie w tej książce wyjaśnienie CFD -- i nie zawiodłem się, jest tu dobry opis równania Naviera-Stokesa. Książka należy do tych, które nie są grube ale za to treściwe.

Moim zdaniem brakuje tu jednak rozdziału o składaniu układu sił i momentów dla ciała stałego. O ile punkt materialny i połączenia sprężyste zostały wyczerpująco opisane, to mechanika ciała stałego, połączenia sztywne, IK nie zostały opisane prawie w ogóle.

Ogólnie jednak książka jest naprawdę godna polecenia a myślę, że doczekamy się kolejnych obszerniejszych książek autora, który chyba dopiero się rozkręca.

  Ocena : 5 

Książka wypełnia lukę i pokazuje jak w praktyce robić symulacje fizyczne. W przeciwieństwie do książki Jacha i spółki, w książce są zawarte konkretne kody źródłowe i konkretne rozwiązania a nie teoretyzowanie o tym co by można zrobić i chwalenie się wynikami swojej pracy. Mam nadzieję, że doczekam się drugiego tomu, który razem z pierwszym tomem byłby istnym kompendium na temat praktycznego podejścia do symulacji.
  Ocena : 4 

Książka pokazuje od strony teoretycznej i praktycznej (za to duży plus) w bardzo przystępny sposób, jak zacząć zabawę z symulacjami. Autor dość mocno korzystał z książki "Metody obliczeniowe fizyki" i co ważne praktycznie realizuje wszystkie algorytmy. Jedyny duży minus to kod źródłowy programów, jest nie opisany i bardzo niechlujny, pisany stylem odbiegającym od przyjętych norm.
  Ocena : 3 

Tematyka książki jest zapewne ciekawa, zwłaszcza, że na rynku brakuje książek z modelowania matematycznego. Jednak mam zastrzeżenia co do zastosowanych metod numerycznych. Metoda różnic skończonych jest metodą najprostszą, bardzo dobrze opisaną w każdym szanującym się podręczniku z równań różniczkowych i metod numerycznych. Nie ma więc żadnego problemu z tą metodą od strony teoretycznej jak i praktycznej - każda szanująca się książka zawiera stosy przykładów korzystających z tej metody. Mi osobiście w tym podręczniku brakuje innych metod stosowanych w zagadnieniach brzegowych: metody ważonych reszt, metody elementów brzegowych oraz skończonych i ich zastosowań do równań fizyki matematycznej.