天文学中的数值方法
课程编码：180201070401P3010H
英文名称：Numerical Method in Astronomy
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：岳斌等
教学目的要求
本课程面向研究生，主要目的是讲授天文学领域里比较通用的数值算法，包括插值、数值积分、常微分方程的数值解、傅里叶变换等等。在学习完这个课程之后，学生应当熟知这些算法的基本原理、优缺点及适用情形，并且具有应用这些算法编程解决天文学相关问题的能力。学生应当提前了解linux系统的使用， 以及至少一种编程语言（Python、 C、 Fortran）。
预修课程
计算机基础、编程基础、天文学基础
大纲内容
第一章 数值方法与天文学前沿 1学时 邵实
第1节 数值方法与天文学前沿
第二章 排序、插值、数值微分 2学时 岳斌
第1节 排序、插值、数值微分
第三章 数值积分 3学时 岳斌
第1节 数值积分
第四章 常微分方程（组）的数值解法 3学时 岳斌
第1节 常微分方程（组）的数值解法
第五章 快速傅里叶变换 2学时 岳斌
第1节 快速傅里叶变换
第六章 引力系统的数值模拟 4学时 邵实
第1节 引力系统的数值模拟
第七章 线性方程组的矩阵解法 3学时 岳斌
第1节 线性方程组的矩阵解法
第八章 迭代法解方程（组） 3学时 邵实
第1节 迭代法解方程（组）
第九章 偏微分方程（组）的数值解法 3学时 邵实
第1节 偏微分方程（组）的数值解法
第十章 流体力学的数值模拟 3学时 邵实
第1节 流体力学的数值模拟
第十一章 曲线拟合与最小二乘法 3学时 邵实
第1节 曲线拟合与最小二乘法
第十二章 误差传递与Fisher矩阵 3学时 邵实
第1节 误差传递与Fisher矩阵
第十三章 实践练习及讲评 7学时 岳斌
第1节 实践练习及讲评
参考书
1、
计算方法导论
徐萃薇 孙绳武
2015
高等教育出版社
2、
Numerical Python in Astronomy and Astrophysics
Wolfram Schmidt & Marcel Vlschow
2021
Springer Berlin Heidelberg
3、
Numerical Recipes 3rd Edition: The Art of Scientific Computing
William H. Press
2007
Cambridge University Press
课程教师信息
岳斌：2012年毕业于中国科学院国家天文台，获理学博士学位。2013年-2016年在意大利比萨高等师范学校做博士后，2016年至今为国家天文台研究员。主要从事宇宙再电离、第一代发光天体相关的理论研究。邵实，男，1986年出生，河北石家庄人，中共党员，副研究员。2009年本科毕业于南京大学天文系；2012年至2014年在德国马普天体物理所联合培养；2016年在中国科学院大学获得博士学位。2017年至2021年在英国杜伦大学计算天体物理中心从事博士后研究，于2021年入职国家天文台工作至今。主要从事星系宇宙学相关研究：利用数值模拟研究暗物质属性，银河系的形成和演化，引力理论等。