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本课程属于：007-计算物理与多物理场数值模拟 数学计算科学计算与计算物理工程 · 共 20 门相关课程，组合学习更完整。
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Python计算物理建模与仿真入门

共计 30 章节
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01
课程导入与计算物理全景
计算物理的定位与典型问题 · Python在科学计算中的角色 · 建模与仿真的基本流程
课程导入计算物理全景
02
Python科学计算基础
NumPy数组创建与索引 · 广播机制 · 向量化运算
Python科学计算基础
03
数据可视化与结果呈现
Matplotlib二维绘图 · 子图布局 · 曲线标注
数据可视化结果呈现
04
物理建模的数学表达
常微分方程与偏微分方程初步 · 初值与边值问题 · 离散化思想
物理建模的数学表…常微分方程
05
数值积分与微分
欧拉法 · 改进欧拉法 · 龙格-库塔法（RK4）
数值积分微分
06
常微分方程初值问题实战
SciPy的solve_ivp使用 · 事件检测 · 参数传递
常微分方程初值问…SciPy
07
线性代数与物理系统
矩阵运算 · 线性方程组求解 · 特征值问题
线性代数物理系统
08
非线性方程与优化
二分法 · 牛顿法 · fsolve求根
非线性方程优化
09
随机过程与蒙特卡罗方法
伪随机数 · 概率分布采样 · 蒙特卡罗积分
随机过程蒙特卡罗方法
10
统计物理入门仿真
伊辛模型 · Metropolis算法 · 热力学量计算
统计物理入门仿真伊辛模型
11
波动与振动仿真
简谐振动 · 阻尼振动 · 受迫振动
波动振动仿真
12
电磁学仿真基础
点电荷电场与电势计算 · 电场线绘制 · 带电粒子在电磁场中的运动
电磁学仿真基础点电荷电场
13
热传导与扩散方程
一维热传导方程显式差分 · 稳定性条件 · 边界条件处理
热传导扩散方程
14
流体力学入门仿真
伯努利方程 · 欧拉方程与纳维-斯托克斯方程简介 · 一维管道流动
流体力学入门仿真伯努利方程
15
量子力学一维仿真
薛定谔方程离散化 · 有限差分求解定态 · 无限深势阱
量子力学一维仿真薛定谔方程离散化
16
量子隧穿与波包演化
含时薛定谔方程 · 分裂算符法 · 波包传播
量子隧穿波包演化
17
光学仿真入门
光线追迹 · 反射与折射定律 · 薄透镜成像
光学仿真入门光线追迹
18
天体力学与轨道仿真
万有引力 · 二体问题 · 开普勒定律
天体力学轨道仿真
19
混沌与非线性动力学
洛伦兹方程 · 相空间 · 庞加莱截面
混沌非线性动力学
20
有限差分法进阶
二维拉普拉斯方程 · 泊松方程 · 迭代求解（雅可比
有限差分法进阶二维拉普拉斯方程
21
有限元方法初步
变分原理 · 一维有限元 · 形函数
有限元方法初步变分原理
22
分子动力学入门
牛顿运动方程 · Verlet算法 · 周期性边界条件
分子动力学入门牛顿运动方程
23
计算材料与结构力学
应力应变 · 胡克定律 · 梁的弯曲
计算材料结构力学
24
信号处理与物理测量
傅里叶变换 · 频谱分析 · 滤波
信号处理物理测量
25
并行计算与性能优化
多进程/多线程 · Numba加速 · 向量化技巧
并行计算性能优化
26
仿真项目一
弹簧-质量-阻尼系统：从建模 · 方程推导 · 数值求解
仿真项目一弹簧
27
仿真项目二
二维热传导与散热器设计 · 设置边界条件 · 求解温度场
仿真项目二二维热传导
28
仿真项目三
量子点能级计算：建立二维量子点模型 · 有限差分求解薛定谔方程 · 计算本征能级与波函数
仿真项目三量子点能级计算
29
仿真项目四
太阳系轨道模拟与可视化 · 使用辛积分器 · 模拟长期演化
仿真项目四太阳系轨道模拟
30
课程总结与仿真工作流
模型验证与确认 · 误差分析 · 结果可重复性
课程总结仿真工作流