AST80011——主要项目:计算天体物理学

单位教练:

亚当·戴勒教授/

单位概述:

在本单位您将获得一个接地在计算机建模和理解科学和计算机的能力使复杂现象可以理解的。借助数值实验中,您将了解特定天体物理学概念,如小行星带的动态演化的明星和二进制文件,星系内的恒星的轨道,和星系动力学和交互。

单位的格式:

将提供更详细的单位在第一周,但这个专业项目的基本组成单位是:

一个主要的项目从列表中,选择的模块——见下文——理想情况下应该选择的第一周的结束。
一个科学的理由,这是星期3月底完工。学生必须写3页科学项目的理由,清楚地概述了项目目标,目标和预期成果,以及一个详细的时间表的项目剩下的学期。大纲的目的是明确建立,学生明白他们需要为他们的项目和理解其背后的科学。科学理由还应该包括一个简短的文献综述的主题领域。
讨论组将用于一般的讨论技巧和遇到的问题,以及对吗项目的日记帖子,学生将做简短的每周完成的帖子,学习或测试的那个星期。这些提交将不显著但强制所有主要项目单位的一部分。学生必须提交项目日记帖子在至少10可用的几周在整个学期(包括小和大项目组件),否则他们可能会收到一个失败年级期末专题报告。还要注意少一般学生之间的交互主要项目单位的人在他们自己的项目工作。
的主要的项目报告必须提交学期末(12周)。项目报告应该大约20页或与项目主管协商如大幅长度不同类型的项目可能会有所不同。
最后一个海报在第十三周的最后一天提交,在非专业会议海报的风格。海报应该提供一个通用项目的整体总结,提交一个ppt / pdf文件或海报,最多4页(包括图片),写的,能够理解你的AST80011学生。

注意,主要项目单位,包括这一个,没有任何相关的课程内容。然而,一些背景材料科学为每个模块。

这一切是如何工作的…

在这个单位你将使用已有的数值斯文本科技大学超级计算机上运行的代码通过一个web界面。学生们不会知道任何编程语言或编写自己的代码,但他们应该了解每个模块中使用的算法。学生将使用一个web界面运行在斯文本科技大学超级计算机数值模拟,可以下载结果和数据文件分析他们的家用电脑。这意味着您必须登录到互联网实际运行你的数值实验。耗时的工作将在批处理模式下运行(这意味着你的工作加入队列),这样学生可以断开与互联网和电子邮件的网络服务器一旦完成他们的工作。如何使用模拟器和收集数据的细节将在每个模块的主页。

数据分析和解释是计算天体物理学的很大一部分,所以同时运行很多实验,然后需要分析数据,找出这一切意味着什么!大部分的数据分析可以在您的本地计算机上离线使用Excel(如果使用Windows)或Gnuplot(如果使用Linux)。关于数据分析的更多细节还将提供每个模块的主页。

模块(研究领域):

注意:

可用的模块总数将取决于学生的数量在这个单位。

模块3:二进制进化

注意:这个模块有一个额外的AST80016的先决条件。

大纲:
在这个模块中,您将研究恒星密切二进制系统之间的交互。学生将选择一个特定类型的明星或二进制,如灾难性的变量,蓝离散星或黑洞x射线双星,调查进化形成通路使用现有的二进制代码。进化结果的依赖将探索在特定的选择不确定参数,包括这如何影响预测形成率。结果可以观察相比,即人口合成。本研究的过程中,学生将学习物理的双星系统,如何使明星的出现偏离标准的恒星演化的预测。恒星演化和恒星星团的数量也可以探索在这个模块。

模块4:星系相互作用

大纲:
在这个模块中,您将运行体模拟研究的动态交互和星系合并的星系。您将需要设置初始配置的两个星系(通过改变各种参数),以便您可以运行一系列的数值实验。例如,您可能希望研究大型螺旋星系和较小的卫星星系之间的引力相互作用研究卫星星系的毁灭和桥梁和潮汐尾的形成。

这个模块主要有三个方面:

获得一个基本的了解方程支配系统(没有试图解决它们!)你应该能够写一个算法合并两个星系;
实验参数(如星系质量比率和影响参数)来产生一个星系合并,并解释为什么产生的系统——或不合并;和
了解数值模型的概念和学习如何执行和分析数值实验。

模块五:太阳能系统动力学

注意:这个模块有一个额外的AST80005的先决条件。

大纲:
在这个模块你将调查重力体通过研究太阳系的动态的相互作用。使用模拟器,您将能够研究许多不同的系统,比如一群小行星或星子的行星(或原行星)为了研究引力散射共振,或土星的环和卫星的动力学系统。

我们将帮助你开始通过步进你一些建议系统,包括:

一个非常简单的行星系统:地球和太阳。调查系统如何发展时可以添加不同的测试粒子(即一个小行星带),特别是检查最初的物理性质的影响测试粒子进化的整个系统;
太阳系:你可以研究系统的进化取决于如何仿真参数,而不是最初的测试粒子和行星的物理性质;和
太阳系不太:你也可以研究行星系统的进化,不像自己,探索新发现的太阳系外行星的动态,或者一些虚构的系统没有发现!