《数值分析实验》教材正式出版

发布时间:2025-08-29浏览次数:10

       在国家重点研发计划项目、广东省基础与应用基础研究基金项目、清华大学深圳国际研究生院教改项目的支持下,工程硕士数学课程配套教材《数值分析实验》在清华大学出版社正式出版发行。该教材由我院副教授胡振中主编,课题组成员闵妍涛、姜熙媛、何佳泽、刘毅等参与了教材的编审和例题的制作。

《数值分析实验》高等学校教材

       数值计算是科学计算和工程应用中的核心组成部分,广泛应用于物理、化学、生物、金融、工程等领域。它通过数学模型和算法来解决实际问题,尤其是在不存在精确解的情况下,数值计算提供了一种有效的近似求解手段。例如,在天气预报、航空航天、结构分析、流体动力学等领域,数值计算能够模拟复杂的自然现象和工程问题,帮助科学家和工程师进行预测、优化和决策。

       随着计算机技术的飞速发展,数值计算的规模和复杂度也在不断增加。现代科学研究和工程实践中,往往需要处理大规模的数据集和复杂的数学模型,这对数值计算的效率和精度提出了更高的要求。因此,掌握数值计算的基本原理和实现方法,对于从事科学计算和工程应用的研究人员和开发者来说,具有重要的意义。

       《数值分析实验》一书通过精心设计的实验项目,引导读者深入理解数值分析的基本概念和方法,帮助读者打下坚实基础并提升实践能力。内容涵盖数值计算的基本原理、算法实现以及实际应用案例,旨在帮助读者掌握数值分析的核心知识并能够熟练运用C#编程语言和Visual Studio平台进行数值计算实验。

       教材共设计了十五个基础实验,实验内容主要包括:数值稳定性、线性方程组的直接解法与迭代解法、矩阵的特征值与特征向量、非线性方程(组)的数值解法、插值方法、函数逼近、数值积分与微分以及常微分方程的数值解。此外,该教材还涵盖了三个实际应用案例,包括二维扩散模拟、弹簧-质量-阻尼系统的振动分析以及杆系结构力学分析。

       该教材特色鲜明,实验内容系统性强、实验案例实用、实验环境易用。读者对象主要为高年级本科生、研究生、从事科学计算和工程应用的科研人员以及相关专业的高校教师,可作为教学参考书或自学指导书。通过学习该教材,读者能够:理解数值计算的基本概念和应用场景;掌握C# 编程语言的基础语法和面向对象编程思想;熟悉Visual Studio开发环境的使用,包括项目管理和调试技巧;学会使用NuGet包管理器来管理和扩展项目依赖;能够逐步创建并完善属于自己的数值计算库,并将其应用于解决实际数值计算问题。

       《数值分析实验》是我院推出的一部面向理工科研究生的数理基础教材,以C# 与Visual Studio为实验平台系统开展数值分析实践教学为特色,反映了我院在推动传统工科与新兴计算机学科深度交叉融合方面的持续探索与创新实践,标志着我院在海洋工程领域计算科学与工程教育教材体系建设方面取得了又一标志性成果,为培养兼具扎实理论基础和强实践能力的复合型高端人才提供了有力支撑。

文:朱时艺

编辑:彭锦涛

审核:胡振中