Tentamen (uitwerkingen)

Richard fitzpatrick computational physics

0 keer verkocht

Vak
Richard fitzpatrick computational physics

Instelling
Richard Fitzpatrick Computational Physics

[Meer zien]

Voorbeeld 4 van de 322 pagina's

Bekijk voorbeeld

Geupload op 6 juli 2023
Aantal pagina's 322
Geschreven in 2022/2023
Type Tentamen (uitwerkingen)
Bevat Vragen en antwoorden

richard fitzpatrick computational physics

Instelling Richard fitzpatrick computational physics
Vak Richard fitzpatrick computational physics

Volgen

UNLIMITEDPAPERS

Lid sinds 2 jaar 327 documenten verkocht

€17,25

In winkelwagen

Op verlanglijstje

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Computational Physics
Richard Fitzpatrick
Professor of Physics
The University of Texas at Austin Contents
1 Introduction 8
1.1 Intended Audience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Major Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Purpose of Course . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Course Philosophy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Programming Methodologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.6 Scientiﬁc Programming Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2 Scientiﬁc Programming in C 13
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Expressions and Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4 Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5 Library Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.6 Data Input and Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.7 Structure of a C Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8 Control Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.9 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.10 Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.11 Global Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2 2.12 Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.13 Character Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.14 Multi-File Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.15 Command Line Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.16 Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.17 Random Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.18 C++ Extensions to C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.19 Complex Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.20 Variable Size Multi-Dimensional Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.21 The CAM Graphics Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3 Integration of ODEs 101
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.2 Euler’s Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.3 Numerical Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.4 Numerical Instabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 6
3.5 Runge-Kutta Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.6 An Example Fixed-Step RK4 routine . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.7 An Example Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.8 Adaptive Integration Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3
3.9 An Example Adaptive-Step RK4 Routine . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.10 Advanced Integration Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1
3 3.11 The Physics of Baseball Pitching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.12 Air Drag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.13 The Magnus Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.14 Simulations of Baseball Pitches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 27
3.15 The Knuckleball . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4 The Chaotic Pendulum 140
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.2 Analytic Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.3 Numerical Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.4 Validation of Numerical Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 48
4.5 The Poincar ´e Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.6 Spatial Symmetry Breaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.7 Basins of Attraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
4.8 Period-Doubling Bifurcations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3
4.9 The Route to Chaos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.10 Sensitivity to Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.11 The Deﬁnition of Chaos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
4.12 Periodic Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
4.13 Further Investigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
5 Poisson’s Equation 189
4

Dit zijn jouw voordelen als je samenvattingen koopt bij Stuvia:

Bewezen kwaliteit door reviews

Studenten hebben al meer dan 850.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet jij zeker dat je de beste keuze maakt!

In een paar klikken geregeld

Geen gedoe — betaal gewoon eenmalig met iDeal, creditcard of je Stuvia-tegoed en je bent klaar. Geen abonnement nodig.

Direct to-the-point

Studenten maken samenvattingen voor studenten. Dat betekent: actuele inhoud waar jij écht wat aan hebt. Geen overbodige details!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper UNLIMITEDPAPERS. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €17,25. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 69411 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Begin nu gratis

Tentamen (uitwerkingen)

Richard fitzpatrick computational physics

Document informatie

Onderwerpen

Geschreven voor

Verkoper

Ontvangen beoordelingen

Voorbeeld van de inhoud