Computational Science beinhaltet Programmierung? [geschlossen]

Ich habe in Wikipedia gelesen, was Computational Science ist, aber die Erklärung und das Verständnis sind nicht sehr klar.

Könnten Sie mir bitte ein einfaches Beispiel für ein Computational Science-Projekt geben und sagen, welche grundlegenden Fähigkeiten eine Person haben sollte?

Auch,

  1. Beinhaltet Computational Science Programmieren?
  2. Wie unterscheiden sich Computational Science und Computational Materials Science?
  3. Ich habe einen Hintergrund in Elektrotechnik und Informatik (grundsätzlich Programmieren). Mir wurde ein Computational Materials Science Projekt zugewiesen. Ist es also in meinem Bereich?

Wahrscheinlich hat der Prof die einzelnen Fächer zugewiesen, die ich studiert habe (Engineering Math, Engineering Physics, Engineering Chemistry, Probability, Programming).

Nichts für ungut, aber ich denke, diese Frage ist besser für den Computational Science Stack Exchange (scicomp.SE) hier geeignet: scicomp.stackexchange.com
Ich dachte, das würde von Physikern gut beantwortet werden
Ich hatte den Begriff noch nie gehört, aber es sieht so aus, als ob Computational Materials Science sich sehr von Computational Science unterscheidet. Computational Science ist in erster Linie mit der theoretischen Mathematik des Rechnens verbunden. CMS wird hier beschrieben csm.ornl.gov/comp_materials Es klingt für Ihren Hintergrund anwendbar, und ja, es wird Programmierung beinhalten, was die Computerwissenschaft nicht tut.

Antworten (2)

„Computational Science“ ist ein Vorstandsbegriff. Aber da dies Physics.StackExchange ist, werde ich nur die Computerphysik betrachten .

Um Ihre Fragen zu beantworten:

1. Does computational science involves programming?

Nicht immer, in der Industrie sind die meisten verwendeten Computercodes bereits gebaut und gut etabliert und vollständig getestet. Sie müssen es sein, um eine bestimmte Katastrophe zu verhindern. In der Wissenschaft ist es jedoch wahrscheinlich, dass ein Projekt, das Computerphysik beinhaltet, Programmieren beinhaltet – und viel davon!

2.How different are computational science and computational materials science?

Allein innerhalb der Physik gibt es eine große Anzahl von Computerfachgebieten (siehe einige Beispiele für Computerphysik unten). Sie können also sehr unterschiedlich und sehr ähnlich sein.

3. I am from Electrical and Computer Science (basically programming) background. I was assigned a computational materials science project. So, is it in my scope?

Ja, aber abhängig von Ihrer Fähigkeit, das Programmieren zu lernen, kann es einige Zeit dauern, bis Sie auf dem neuesten Stand sind . Programmieren ist jetzt überall zu finden, also ist es keine schlechte Sache, Zeit damit zu verbringen, das Programmieren zu lernen.

Could you please give a simple example computational science project and what 
all basic skills a person should have?

Nun, die Antwort auf diese Frage sollte eine akademische Anwendung der Computerphysik liefern. Die Fähigkeit, die erforderlich war, um diese speziellen Simulationen durchzuführen, war ein anständiges Verständnis von relativistischer MHD , numerischer Modellierung und Programmierung (die jeder lernen kann).

Einige Hintergrundinformationen zur computergestützten Modellierung in der Industrie

Computational Physics wird überall eingesetzt. Einige interessante Anwendungen in der Industrie sind:

  1. Diskrete Ereignissimulation , bei der der Betrieb eines Systems als chronologische Abfolge von Ereignissen dargestellt wird. Dies kann bei der Modellierung von Nuklearsystemen (Belastungstests), der Prozessleistungsmodellierung und der hydraulischen Systemmodellierung (Rohrströmung) (Feuersystemmodellierung usw.) verwendet werden.

  2. Statik, die zur Ermittlung der Auswirkungen von Lasten auf bauliche Strukturen und deren Komponenten dient. Dies wird verwendet, um die strukturelle Integrität von Brücken, Kränen, U-Boot-Rümpfen, Atommüllbehältern und Gebäuden zu analysieren; Sie nennen es, es wurde wahrscheinlich eine strukturelle Simulation am Design durchgeführt. Alle Gebäudestrukturen müssen heutzutage einer seismischen Analyse unterzogen werden.

Diese Form der Simulation hat die Fähigkeit, jeden strukturellen Aspekt eines Objekts zu verunglimpfen, einschließlich der linearen statischen Analyse, die einfach Spannungen oder Verformungen liefert, der Modalanalyse, die Schwingungseigenschaften bestimmt (Erdbeben-/Seismikanalyse), bis hin zu fortgeschrittenen transienten nichtlinearen Phänomenen mit dynamischen Effekten und komplexe Verhaltensweisen mit Thermodynamik.

  1. Computational Fluid Dynamics, üblicherweise als CFD abgekürzt, ist ein Zweig der Strömungsmechanik, der numerische Methoden und Algorithmen verwendet, um Probleme zu lösen und zu analysieren, die Flüssigkeitsströmungen beinhalten. Dies kann alles sein, von der Thermohydraulik eines Marine-Kernreaktors bis zur Aerodynamik eines F1-Autos (Fluid-Struktur-Interaktion); zur Belüftung eines Gebäudes.

Wie diese verschiedenen Simulationsarten tatsächlich durchgeführt werden, ist jeweils unterschiedlich. Die für 2. und 3. oben verwendeten Methoden sind jedoch konzeptionell ähnlich. 1. ist aus rechnerischer Sicht sehr unterschiedlich. Es gibt auch viele andere Arten von Simulationen - aber ich überlasse es Ihnen, diese zu erforschen.

Ich hoffe das hilft.

Es ist schwer zu sagen, dass ich Angst habe. Diese Fragen sollten Sie Ihrem Vorgesetzten stellen (haben Sie keine Angst davor, dafür ist er ja da!). Q1. Welche Programmiersprache benötige ich? Q2. Welche neue Physik muss ich lernen (er sollte Referenzen liefern - oder zumindest eine Richtung)?. Q3. Wie viel Programmierung muss ich selbst machen/erledigt die Fremdbibliothek für mich? Es hat keinen Sinn, C++ zu lernen, wenn Sie erwarten, FORTRAN zu verwenden (oder die Bibliothek eines Drittanbieters in FORTRAN geschrieben ist). Alles Gute und viel Glück!
  1. Einige Zweige der Computational Science beinhalten das eigene Programmieren der benötigten Algorithmen zum Lösen von Fragen.
  2. Computational Materials Science wäre eine Teildisziplin der Computational Science.
  3. Ich kann nicht sagen. Sie geben weder Details zu Ihrem Hintergrund noch Details zum Projekt an.
A priori scheint das keine Programmierung zu erfordern. Die Validierung vorhandener Funktionale impliziert, ein vorhandenes Programm auszuführen, die Berechnungsparameter auszuwählen, gefolgt von einem Vergleich der erhaltenen Ergebnisse entweder mit experimentellen Daten oder mit einer systematischen Wellenfunktionsmethode wie MP2. Ich weiß nicht, ob Sie die Daten selbst interpretieren oder nur die Berechnungen durchführen und die Ergebnisse einem Wissenschaftler in Ihrem Team mitteilen werden.
Ich denke, ich muss den Wellenfunktionsmethoden wie MP2 usw. folgen. Um ehrlich zu sein. Nie gehört dieses Wort! Bin ich am falschen Ort?
Computational Science beinhaltet Programmierung? [geschlossen]
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