eng
Содержание
Оглавление
Предисловие
Глава 1. Вычислительный эксперимент
1.1
Роль вычислительного эксперимента
1.2
Постановка вычислительного эксперимента
Глава 2. Основные уравнения математической физики.
2.1
Распространение малых возмущений и колебания.
2.2
Уравнение теплопроводности (диффузии)
2.3
Уравнения Максвелла
2.4
Уравнение Шрёдингера
2.5
Уравнения газо-гидродинамики
2.6
Уравнения Навье-Стокса
2.7
Стационарные уравнения
2.8
Постановка основных задач для уравнений математической
физики
2.8.1
Задача Коши
2.8.2
Краевая задача для стационарных уравнений
2.8.3
Смешанная краевая задача
Глава 3. Основные методы построения и анализа разностных схем
3.1
Обсуждение основных понятий на примере уравнения
переноса
3.2
Основные свойства разностных схем: аппроксимация и
устойчивость
3.3
Анализ аппроксимации
3.4
Критерий фон Неймана для анализа устойчивости разностных
схем
3.5
Принцип замороженных коэффициентов
3.6
Шаблон разностной схемы
Глава 4. Распространение тепла (диффузия)
4.1
Разностная схема для одномерного уравнения
теплопроводности с постоянными коэффициентами
4.2
Построение разностных схем для одномерного уравнения
теплопроводности с переменными коэффициентами
4.3.
Метод расщепления по пространственным переменным
4.4
Разностные схемы для многомерного уравнения
теплопроводности
4.5
Численное решение задачи Стефана
Глава 5. Распространение акустических волн
5.1
Разностная схема для уравнения колебаний
5.2
Диссипация и дисперсия сеточного волнового решения
5.3
Схема Лакса-Вендроффа
5.4
Характеристическая форма уравнений акустики
5.5
Недиссипативная схема Ф. Роу
5.6
Метод С. К. Годунова
5.6.1
Схема первого порядка
5.6.2
Схема второго порядка
5.7.
Кусочно-экспоненциальный метод
5.8
Разностные схемы для решения многомерных задач
5.9
Заключительные замечания
Глава 6. Движение сжимаемой жидкости (газа)
6.1
Схема Лакса-Вендроффа для одномерных задач
6.2
Метод искусственной вязкости
6.3
Задача о распаде разрыва
6.4
Схема С. К. Годунова
6.5
Метод взвешенного усреднённого потока
6.6
Метод уменьшения суммарного отклонения (TVD)
6.6.1
Концепция TVD и ограничители потоков
6.6.2
Ограничение потоков в схеме метода WAF
6.7
Численное решение многомерных задач
6.8
Заключительные замечания
Глава 7. Стационарные уравнения
7.1
Выбор метода
7.2
Формулировка разностных уравнений в виде системы
уравнений
7.3
Применение быстрого преобразования Фурье
7.4
Метод Конкуса и Голуба
7.5
Метод установления
7.6
Заключительные замечания
Глава 8. Движение несжимаемой вязкой жидкости
8.1
Введение
8.2
Разностная схема в переменных функция тока-завихрённость
8.3
Метод маркеров и ячеек
Приложение A. Параметры и дисперсионное соотношение для
схемы PEM
Приложение B. Решение задачи о распаде разрыва для
идеального газа
Приложение C. Краткое описание прилагаемых программ
Литература
Сокращенный текст книги
Вступление
Идея создания книги о практике работы с микроскопами различных типов, в том числе и для технических целей, впервые была воплощена в книге «С микроскопом на «ты» в 2000 году.
За прошедшие 6 лет изменилась не только номенклатура выпускаемых в мире микроскопов, но, главное, качественный состав специалистов на предприятиях, в высших учебных заведениях, как в России, так и на постсоветском пространстве. Все это требует определенного представления возможностей современной световой микроскопии мира, переступившего в XXI век. Тем более это важно, когда создаются центры коллективного пользования, когда закупается сложное оборудование и необходимо понять, как его использовать для решения конкретной задачи. Потребность в подобной литературе в практической медицине и материаловедении ощутима.
Мне пришлось разделить первое издание на две части – для медиков/биологов и «технарей», дополнив части новой информацией по направлениям. Книга «С микроскопом на «ты». Шаг в ХХI век. Световые микроскопы для биологии и медицины» вышла в издательстве Репроцентр, Москва в 2006 году.
Структуру этой книги подсказали несколько обстоятельств.
В 2004 году было написано приложение к книге Брандон Д., Каплан У. «Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля». Идея написать Приложение была связана с тем, что в процессе технического редактирования части, посвященной микроскопии, стало ясно, что теория и технология в книге были описаны хорошо, но вот методы микроскопического исследования явно отставали от современных (перевод книги 80-х годов).
С 2000 года, являясь экспертом Госстандарта РФ, приходилось проводить оценку состояния оборудования в технических университетах и на заводах. Уровень подготовки микроскопистов (ни в коем случае не специалистов в профессиональной области!) недостаточен для нормальной работы с современными микроскопами и с микроскопами вообще. Чувствуются затруднения при настройке микроскопа и методов контрастирования, а также ухода за микроскопами.
Консультируя специалистов, которые хотели бы приобрести новое современное оборудование, чувствуются затруднения при выборе не столько моделей и фирмы (в конце концов, это уровень коммерческий, где, к сожалению, не всегда пожелания специалистов учитываются), сколько тип, класс и метод исследования.
В связи с сокращением оптико-механических производств и специалистов расчетчиков -микроскопистов , но с естественным в наше время ростом потребности в разработке высокотехнологичных установках на базе объективов с расчетным качеством объективов микроскопа, требуются элементарные знания в технологии производства и контроля высококачественных оптических установок.
Работа в ВНЦ ГОИ им. Вавилова С.И. в лаборатории микроскопии и на ОАО ЛОМО в КБ микроскопии в качестве исследователя и разработчика новой оптики микроскопов, а также диссертация, посвященная технологичности оптических конструкций, работа консультантом на фирме ООО Карл Цейсс и экспертом в ТКС Оптика (Санкт –Петербург), участие в выставках, конференциях дают возможность поделиться знаниями в области микроскопии, как в части информации о возможностях современных микроскопов, так и в практике работы с микроскопом, в том числе и контроля качества изображения. Данное издание, как и предыдущее, не носит характер фундаментального труда и не претендует на абсолютную полноту информации.
Я благодарна моим родителям – Алексеевым Владимиру Евгеньевичу и Татьяне Александровне, отдавшим свои знания и навыки в области оптического приборостроения и стекловарения, проработавшим более 40 лет в ВНЦ ГОИ им. Вавилова С.И на благо отечественного приборостроения. Благодарю моих учителей кандидатов технических наук Ларину Раису Михайловну и Агроскина Льва Семеновича, определивших меня в специальность и поддерживающих до сих пор. Особую благодарность выражаю генеральному директору ООО Карл Цейсс (Москва) Игельнику Максиму Семеновичу, руководителям Департамента микроскопии Катрин Штайгнер и Петровской Жанне Александровне за предоставленную возможность общения с вами, пользователями микроскопов.
Благодаря политике фирмы ООО Карл Цейсс, связанной в первую очередь, с подготовкой пользователя к принятию новой техники, а не бездумной ее продажи, нам удалось с 2000 г. организовать выпуск газеты «ZEISS сегодня», постоянно проводить по всей России от Владивостока до Санкт - Петербурга, в Украине и Казахстане конференции по представлению нового поколения световых микроскопов, новых моделей, постоянно появляющихся на рынке; участвовать в выставках и семинарах; спонсировать издания атласов и современной научно-технической литературы, что позволило на должном информационном уровне поддерживать практические навыки и знания о тенденциях развития современной микроскопии на базе передовых технологий.
Фирма Carl ZEISS, являясь с 1846 года разработчиком технологии микроскопостроения, до сих пор остается инноватором в этой области. На примере микроскопов серии «Axio», базирующихся на ICS - оптике 80—х годов и IC2S - оптике начала XXI-го века, в этой книге рассмотрим вопросы реализации и практики работы с современными микроскопами для технических целей. «Меньше теории (хотя без нее тоже нельзя) – больше практики» – таков девиз этой книги.
В Приложении, я надеюсь, вы сможете найти интересную информацию, как для работы, так и с познавательной точки зрения.
Эта книга создавалась как информация для специалиста, студента, разработчика, продавца. Каждый, думается, сможет найти для себя что-то полезное с практической точки зрения, и микроскоп станет для вас помощником и другом.
Егорова Ольга Владимировна,
к.т.н., член Нью-Йоркской Академии наук,
эксперт Госстандарта РФ
17.11.2006 г.
Вступление
Идея создания книги о практике работы с микроскопами различных типов, в том числе и для технических целей, впервые была воплощена в книге «С микроскопом на «ты» в 2000 году.
За прошедшие 6 лет изменилась не только номенклатура выпускаемых в мире микроскопов, но, главное, качественный состав специалистов на предприятиях, в высших учебных заведениях, как в России, так и на постсоветском пространстве. Все это требует определенного представления возможностей современной световой микроскопии мира, переступившего в XXI век. Тем более это важно, когда создаются центры коллективного пользования, когда закупается сложное оборудование и необходимо понять, как его использовать для решения конкретной задачи. Потребность в подобной литературе в практической медицине и материаловедении ощутима.
Мне пришлось разделить первое издание на две части – для медиков/биологов и «технарей», дополнив части новой информацией по направлениям. Книга «С микроскопом на «ты». Шаг в ХХI век. Световые микроскопы для биологии и медицины» вышла в издательстве Репроцентр, Москва в 2006 году.
Структуру этой книги подсказали несколько обстоятельств.
В 2004 году было написано приложение к книге Брандон Д., Каплан У. «Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля». Идея написать Приложение была связана с тем, что в процессе технического редактирования части, посвященной микроскопии, стало ясно, что теория и технология в книге были описаны хорошо, но вот методы микроскопического исследования явно отставали от современных (перевод книги 80-х годов).
С 2000 года, являясь экспертом Госстандарта РФ, приходилось проводить оценку состояния оборудования в технических университетах и на заводах. Уровень подготовки микроскопистов (ни в коем случае не специалистов в профессиональной области!) недостаточен для нормальной работы с современными микроскопами и с микроскопами вообще. Чувствуются затруднения при настройке микроскопа и методов контрастирования, а также ухода за микроскопами.
Консультируя специалистов, которые хотели бы приобрести новое современное оборудование, чувствуются затруднения при выборе не столько моделей и фирмы (в конце концов, это уровень коммерческий, где, к сожалению, не всегда пожелания специалистов учитываются), сколько тип, класс и метод исследования.
В связи с сокращением оптико-механических производств и специалистов расчетчиков -микроскопистов , но с естественным в наше время ростом потребности в разработке высокотехнологичных установках на базе объективов с расчетным качеством объективов микроскопа, требуются элементарные знания в технологии производства и контроля высококачественных оптических установок.
Работа в ВНЦ ГОИ им. Вавилова С.И. в лаборатории микроскопии и на ОАО ЛОМО в КБ микроскопии в качестве исследователя и разработчика новой оптики микроскопов, а также диссертация, посвященная технологичности оптических конструкций, работа консультантом на фирме ООО Карл Цейсс и экспертом в ТКС Оптика (Санкт –Петербург), участие в выставках, конференциях дают возможность поделиться знаниями в области микроскопии, как в части информации о возможностях современных микроскопов, так и в практике работы с микроскопом, в том числе и контроля качества изображения. Данное издание, как и предыдущее, не носит характер фундаментального труда и не претендует на абсолютную полноту информации.
Я благодарна моим родителям – Алексеевым Владимиру Евгеньевичу и Татьяне Александровне, отдавшим свои знания и навыки в области оптического приборостроения и стекловарения, проработавшим более 40 лет в ВНЦ ГОИ им. Вавилова С.И на благо отечественного приборостроения. Благодарю моих учителей кандидатов технических наук Ларину Раису Михайловну и Агроскина Льва Семеновича, определивших меня в специальность и поддерживающих до сих пор. Особую благодарность выражаю генеральному директору ООО Карл Цейсс (Москва) Игельнику Максиму Семеновичу, руководителям Департамента микроскопии Катрин Штайгнер и Петровской Жанне Александровне за предоставленную возможность общения с вами, пользователями микроскопов.
Благодаря политике фирмы ООО Карл Цейсс, связанной в первую очередь, с подготовкой пользователя к принятию новой техники, а не бездумной ее продажи, нам удалось с 2000 г. организовать выпуск газеты «ZEISS сегодня», постоянно проводить по всей России от Владивостока до Санкт - Петербурга, в Украине и Казахстане конференции по представлению нового поколения световых микроскопов, новых моделей, постоянно появляющихся на рынке; участвовать в выставках и семинарах; спонсировать издания атласов и современной научно-технической литературы, что позволило на должном информационном уровне поддерживать практические навыки и знания о тенденциях развития современной микроскопии на базе передовых технологий.
Фирма Carl ZEISS, являясь с 1846 года разработчиком технологии микроскопостроения, до сих пор остается инноватором в этой области. На примере микроскопов серии «Axio», базирующихся на ICS - оптике 80—х годов и IC2S - оптике начала XXI-го века, в этой книге рассмотрим вопросы реализации и практики работы с современными микроскопами для технических целей. «Меньше теории (хотя без нее тоже нельзя) – больше практики» – таков девиз этой книги.
В Приложении, я надеюсь, вы сможете найти интересную информацию, как для работы, так и с познавательной точки зрения.
Эта книга создавалась как информация для специалиста, студента, разработчика, продавца. Каждый, думается, сможет найти для себя что-то полезное с практической точки зрения, и микроскоп станет для вас помощником и другом.
Егорова Ольга Владимировна,
к.т.н., член Нью-Йоркской Академии наук,
эксперт Госстандарта РФ
17.11.2006 г.