Anyaginformatikai algoritmusok (Barkóczy Péter)

 

Az anyagtudományi feladatok megoldásában egyre gyakrabban szerepelnek olyan számítási feladatok, amelyek már számítógépet igényelnek. Az ilyen feladatok megoldása megfelelő matematikai és informatikai ismereteken túlmenően igénylik, hogy a kutatók/mérnökök ki tudják választani a rendelkezésükre álló módszerek közül az adott feladathoz a leghatékonyabb algoritmust.

A tantárgy ennek megfelelően nem numerikus matematika vagy informatikai ismeretek oktatásával foglalkozik, hanem célul tűzi ki ezen ismeretek alkalmazását azokon az anyagtudományi területeken, ahol a leggyakrabban előfordulnak ilyen típusú számítási feladatok. Ezek a területek a fázisátalakulási folyamatok szimulációja, a számítógépi képelemzés és a nagy adatbázisok elemzése.

Ennek megfelelően a tárgy a következő tématerületeket és algoritmusokat tárgyalja:

  • Véges differencia, véges térfogatok módszere, a diffúzió számítása
  • Véges differencia módszer összekapcsolása fázisátalakulás szimulációjával, a „front-tracking „ módszer
  • A sejt automata módszer, fázisátalakulások szimulációja
  • Szürkeképek szegmentáló algoritmusai, automatikus szegmentáló algoritmusok
  • Az alak leírása, a konvex burok
  • Alak szerinti osztályozás, osztályozó algoritmusok, a neurális hálók alkalmazása
  • Csoportok azonosítása, a K-means algoritmus
  • Csoportok azonosítása, a Fuzzy C-means algoritmus

A fent vázolt módszereken keresztül mutatja be a tárgy azokat az algoritmusokat, amelyek gyakran előfordulnak az anyagtudományi számításokban.

A tárgy nem helyettesíti a numerikus matematika oktatását, de szigorúan nem támaszkodik rá. Ezen felül a tematika nem tartalmazza a véges elemes módszer alapjait és alkalmazását. Ezen a téren nagyon komoly és modern oktatás folyik a Miskolci Egyetemen, ahol ezt a módszert részletesen bemutatják.

Fel