Basistechnieken voor computersimulaties

5 ECTS credits
125 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1007574BNR voor alle studenten in het 2e semester met een verdiepend bachelor niveau.

Semester

2e semester

Inschrijving onder examencontract

Niet mogelijk

Beoordelingsvoet

Beoordeling (0 tot 20)

2e zittijd mogelijk

Inschrijvingsvereisten

Om een inschrijving te kunnen nemen voor Basistechnieken voor computersimulaties moet men geslaagd zijn voor Analyse: afleiden, integreren, wiskundige software en ingeschreven of geslaagd zijn voor Lineaire algebra: stelsels, matrices en afbeeldingen.

Onderwijstaal

Nederlands

Faculteit

Faculteit Ingenieurswetenschappen

Verantwoordelijke vakgroep

Toegepaste Mechanica

Onderwijsteam

Aurélie Bellemans (titularis)

Onderdelen en contacturen

0 contacturen Exam
24 contacturen Lecture
36 contacturen Practical exercises

Inhoud

De volgende problemen worden behandeld: fouten theorie, oplossen van niet-lineaire vergelijkingen, oplossen van stelsels van lineaire vergelijkingen, berekening eigenwaarden en eigenvectoren, singuliere waarden ontbinding van een matrix, interpolatie en benadering van functies, fast Fourier transformatie, numerieke differentiatie en integratie, numerieke oplossing van gewone differentiaal vergelijkingen en inleiding tot numerieke oplossing van partiele differentiaal vergelijkingen.
Tijdens de oefeningen worden de algoritmen uit de cursus toegepast op praktische problemen.
Voor de programmering van de algoritmen wordt gebruik gemaakt van MATLAB.

Studiemateriaal

Cursustekst (Vereist) : Basistechnieken voor Computersimulaties, Lacor - Bellemans, VUB, 2220170007588, 2020
Handboek (Aanbevolen) : Numerical Analysis, Jacques and Judd, Chapman and Hall, 9789401079198, 1987
Handboek (Aanbevolen) : Numerical Analysis, Burden and Faires, 10de, Brooks/Coles Cengage Learning, 9781305253667, 2016
Handboek (Aanbevolen) : A first course in numerical analysis, Ralston and Rabinowitz, 2de, Dover Publications, 9780486414546, 2001
Handboek (Aanbevolen) : Numerical Recipes in Fortran 77, Teukolsky, Vetterling and Flannery, 2de, Cambridge Univ. Press, 9780521430647, 1992
Handboek (Aanbevolen) : Linear Algebra and its applications, Strang, 4de, Brooks Cole, 9780030105678, 2006

Bijkomende info

basis werk : Jacques and Judd, Numerical Analysis, Chapman and Hall, 1987
meer uitgebreide werken: Burden and Faires, Numerical Analysis, PWS-Kent Publ. Co.,10th Ed.,2016 or Ralston, A first course in numerical analysis, McGraw-Hill,NY,2001
Een boek dat verschillende algoritmes behandelt voor praktisch gebruik, zonder diep in de theorie te gaan: Press, Teukolsky, Vetterling and Flannery, Numerical Recipes in Fortran, Cambridge Univ. Press,2nd Ed.,1992
Een boek over lineaire algebra: Strang, Linear Algebra and its applications, Academic Press Inc., 4nd Ed.,2006

Leerresultaten

Algemene competenties

Doelstellingen
Dit opleidingsonderdeel geeft een inleiding tot de belangrijkste numerieke technieken en methodes. Bedoeling is dat, na het succesvol beëindigen van deze cursus, de student gewapend is om meer gespecialiseerde cursussen waar numerieke technieken gebruikt worden (zoals bijv. op gebied van CFD, beeldverwerking enz) aan te vatten.
Bedoeling is ook om de noodzaak van numerieke methodes voor het oplossen van fysische problemen aan te tonen. Dit wordt zowel in de hoorcolleges (in een inleidende les) als in de oefeningen (waar de opgelegde taken steeds een fysische achtergrond hebben) benadrukt.

Eindcompetenties
De student krijgt een overzicht van de belangrijkste numerieke technieken (zie inhoud). Bedoeling is dat de student de aangeleerde techniek praktisch kan gebruiken (tijdens de oefeningen wordt geprogrammeerd binnen MATLAB) maar ook de theoretische achtergrond begrijpt.
De student moet in staat zijn, om eenvoudige numerische problemen op te lossen: bijv. zoeken van wortels van (stelsels) niet-lineaire vergelijkingen, oplossen van lineaire stelsels, bepalen van eigenwaarden van matrices, oplossen van eenvoudige gewone en partiële differentiaalvergelijkingen.
Hij moet ook voldoende basiskennis hebben om zelfstandig alternatieve methodes of meer geavanceerde methodes uit de literatuur te kunnen begrijpen.
Hij moet ook in staat zijn om eenvoudige fysische problemen, wiskundig te beschrijven en vervolgens op te lossen met de aangeleerde methodes.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 60% van het eindcijfer

WPO Praktijkopdracht bepaalt 40% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

mondeling examen met een wegingsfactor 1 en aldus 60% van het totale eindcijfer.

Toelichting: Mondeling examen over het theoretisch gedeelte (60%). De student mag de gestelde vragen gedurende een 10-tal minuten (voor alle vragen samen) met open boek voorbereiden. Bedoeling is ev. details terug op te halen. Ev. gemaakte nota's tijdens deze voorbereiding worden vervolgens verwijderd. De student werkt daarna (met gesloten boek) de antwoorden uit op papier waarna hij mondeling ondervraagd wordt.

Binnen de categorie WPO Praktijkopdracht dient men volgende opdrachten af te werken:

MATLAB met een wegingsfactor 1 en aldus 40% van het totale eindcijfer.

Toelichting: Oefening examen : problemen, zoals behandeld tijdens de oefeningen sessies, moeten opgelost worden dmv de algoritmen uit de cursus en met gebruik van MATLAB (40%)

Aanvullende info mbt evaluatie

Mondeling examen over het theoretisch gedeelte (60%). De student mag de gestelde vragen gedurende een 10-tal minuten (voor alle vragen samen) met open boek voorbereiden. Bedoeling is ev. details terug op te halen. Ev. gemaakte nota's tijdens deze voorbereiding worden vervolgens verwijderd. De student werkt daarna (met gesloten boek) de antwoorden uit op papier waarna hij mondeling ondervraagd wordt.
Oefening examen : problemen, zoals behandeld tijdens de oefeningen sessies, moeten opgelost worden dmv de algoritmen uit de cursus en met gebruik van MATLAB (40%)
Tweede zittijd: idem

Toegestane onvoldoende

Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context