Výpočetní fyzika
Výpočetní fyzika je studium a realizace numerických algoritmů aby vyřešil problémy ve fyzice pro kterého kvantitativní teorie už existuje. To je často považováno za subdiscipline teoretické fyziky, ale někteří považují to za přechodnou větev mezi teoretickou a experimentální fyzikou.
Fyzici často mají velmi přesné matematické teoretické popsaní jak systém bude chovat se. Bohužel, to je často případ že vyřešení teoretických rovnic ab initio aby produkoval užitečná předpověď není praktická. Toto je obzvláště pravdivé s kvantovými mechanikami, kde jediný hrst jednoduchých modelů mají kompletní analytická řešení. V případech kde systémy jen mají numerická řešení, výpočetní metody jsou používány.
Nepřehlédněte: Tato stránka obsahuje strojový překlad textu z anglické encyklopedie Wikipedia. Pokud budou některé pasáže špatně srozumitelné, zkuste se podívat i na text v originále, který najdete pod odkazem Computational physics. Překlad byl vytvořen pomocí překladače Eurotran.
Aplikace výpočetní fyziky
Počítání nyní reprezentuje základní součást moderního výzkumu fyziky akcelerátoru, astrofyzika, kapalinová mechanika, mříž teorie pole/mříž měří teorii (obzvláště mříž kvantové chromodynamics), fyzika plazmy (viz modelování plazmy) a fyzika pevného skupenství. Výpočetní fyzika pevného skupenství, například, hustota použití funkční teorie spočítat vlastnosti pevných látek, metoda podobná tomu používala lékárnami k molekulám studia.
Mnoho jiné obecnější numerické problémy splývají pod doménou výpočetní fyziky, ačkoli oni mohli snadno být považováni za čistou matematiku nebo část nějakého množství aplikovaných oblastí. Tito obsahují
- Vyřešení rozdílných rovnic
- Integrals ocenění
- Stochastic metody, obzvláště metody Montea Carla
- Specializovaná částečná diferenciální rovnice metody, například konečná rozdílná metoda a metoda konečných prvků
- Matice eigenvalue problém – problém nálezu eigenvalues velmi velkých matrices a jejich odpovídání eigenvectors (eigenstates v kvantové fyzice)
- Pseudo-spektrální metoda
Všechny tyto metody (a několik jiní) být používán spočítat fyzikální vlastnosti systémů modeled. Výpočetní fyzika také zahrnuje ladění softwaru/strukturu hardwaru vyřešit problémy (jak problémy obvykle mohou být velmi velké, v zpracovací elektrické nouzi nebo v žádostech paměti).
Viz též
- Molekulární dynamika
- Výpočetní dynamika kapalin
- Výpočetní Magnetohydrodynamics
- Důležité publikace ve výpočetní fyzice
- Výpočetní věda
- Matematická fyzika
- Modelování plazmy