فیزیک محاسباتی (Computational Physics) چیست؟
به نام خدا
در این بخش به چیستی فیزیک محاسباتی می پردازیم و در اینده به اموزش آن میپردازیم
بنابراین این مطلب را به چهار قسمت تقسیم میکنیم:
1- فیزیک محاسباتی چیست؟
2- چرا فیزیک محاسباتی؟
3- مثال هایی از فیزیک محاسباتی ....
4- روش کار فیزیک محاسباتی ...
برای یادگیری فیزیک محاسباتی باید ابتدا بفهمیم چیست تا بدانیم در چه حد میتوانیم از فیزیک محاسباتی انتظار داشته باشیم.
برای مشاهده کامل این پست به ادامه مطلب مراجعه نمائید ...
تا قبل از فیزیک محاسباتی دانشمندان و محققان فیزیک تنها دو روش برای انجام تحقیقات داشتند،1-کار تئوری و 2- کار تجربی.
اما فیزیک محاسباتی ابزار سوم محققان قرار گرفت.
بطور معمول تجربی کارها یک سیستم فیزیکی واقعی را اندازه گیری میکنند و تئوری کارها این اندازه گیری ها را به وسیله تئوری هایشان توضیح می دهند.
با اینکه این رویکرد در فیزیک بسیار کارآمد و موفق بوده و ما الان میدانیم که معادلات پایه بر اکثر پدیده های فیزیکی حاکم است اما با مسائلی رو به رو می شویم که جواب دقیق آنها با به وسیله تئوری ها فقط در ندل های ساده شده بدست می آید.
روش انالیز تقریبی بسطی از مسائل قابل حل را به کار میگیرد، اما همچنان این سوال باقی میماند که این تقریب تا چقدر اعتبار دارد، علاوه بر این در خیلی از موارد این مشهاده شده که این تقریب ها به کلی غلط است.
توسعه کامپیوتر های سریع دیجیتالی در 60 سال تخیر این امکان را برای ما فراهم اورده که خیلی از این معادلات را نه تنها برای مدل های ساده که به شکل واقع بینانه حل کنیم.
و به راستی در رشته هایی چون دینامیک شاره ها و مهندسی برق و یا شیمی کوانتومی وشبیه سازی کامپیوتری نه تنها جای خود را به محاسبات تحلیلی داده که جایگزین بخش آزمایشگاهی نیز شده.
هواپیماهای مدرن مانند هواپیماهای جدید بوئینگ و ایرباس و همچنین کشتی های مدرن بوسیله کامپیوتر طراحی شدند و فقط چند مدل کوچک برای آزمون محاسبات ساخته شدند.
علاوه بر این علوم که از فیزیک وارد مهندسی شدند، شبیه سازی اهمیت زیادی در تحقیقات فیزیک محض دارد، برای :
1- حل مسائلی که به روش تحلیلی حل نمی شوند
2- تعیین صحت تقریب ها و تئوری های موثر
3- مقایسه کمّی تئوری و اندازه گیری های تجربی
4- نصویر کردن مجموعه داده های پیچیده
5- کنترل و اجرای اندازه گیری های تجربی(آزمایشگاهی)
------
ترجمه خودم از کتاب Computational Physics نوشته Prof. Matthias Troyer البته شاید در فرایند ترجمه برخی برخورد های سلیقه ای هم شده باشد
این کتاب رو میتونید از اینجا دانلود کنید
اگر می خواهید واقعا فیزیک محاسباتی رو یاد بگیرید و مقدمات این علم رو میونید حتما این کتاب رو بخونید
یا حق
