Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Визуальное моделирование физических процессов в MATLAB/SIMULINK

Шампанер Г.М.
Алтайский государственный университет, г. Барнаул

При изучении физических процессов основную роль в понимании результатов играет визуализация, причем от ее качества зависит эффективность работы студента, исследователя. Особенно важную роль визуализация должна играть в тех разделах современной физики, где поведение объекта исследования и его характеристик не всегда очевидно из описывающих какой-либо процесс формул. Проблема получения качественных знаний оказывается особенно важной при изучении студентами курса “Компьютерное моделирование в физике”, так как отсутствие наглядного образа часто является проблемой при анализе характеристик явления. Эту проблему помогает решить система MATLAB, содержащая инструмент визуального моделирования Simulink.

В Алтайском государственном университете на кафедре общей физики в рамках спецкурса ведется курс “Компьютерное моделирование в физике”. Целью данного курса является знакомство студентов с некоторыми методами создания и исследования моделей физических процессов. В основе курса лежит изучение пакета MATLAB на практических примерах. В лекционной части курса рассмотрены вопросы моделирования, теоретический аспект работы с пакетом MATLAB, а также задачи механики и молекулярной физики. Занятия проводятся в виде лекционного и лабораторного практикума, в ходе которого студенты строят математическую модель явления, и представляют ее с помощью как самого пакета, так и инструмента визуального моделирования Simulink. После построения модели производится задание начальных параметров и условий, затем осуществляется процесс обработки событий объектами построенной модели. При этом предполагается наличие знаний у студентов теоретического материала по аспектам моделирования, студенты, как правило, активно включаются в творческий процесс, что позволяет повысить эффективность образовательного процесса. Практикум проводится как совокупность занятий по изучению основ физической теории, математических методов, необходимых при моделировании, и непосредственной работе в среде MATLAB.