Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( июнь 2017 г. ) |
Для соответствия стандартам качества Википедии может потребоваться очистка этой статьи . Конкретная проблема: раздел «Обзор» должен быть правильно отформатирован. ( Октябрь 2016 г. ) |
Вычислительная механика - это дисциплина, связанная с использованием вычислительных методов для изучения явлений, регулируемых принципами механики . [1] До появления вычислительной науки (также называемой научными вычислениями) в качестве «третьего пути», помимо теоретических и экспериментальных наук, вычислительная механика широко рассматривалась как субдисциплина прикладной механики . Сейчас это считается суб-дисциплиной в вычислительной науке.
Вычислительная механика (ВМ) междисциплинарна. Его три столпа - это механика , математика , информатика и физика.
Вычислительная гидродинамика , вычислительная термодинамика , вычислительная электромагнетизм , вычислительная механика твердого тела - вот некоторые из многих специализаций в CM.
Области математики, наиболее связанные с вычислительной механикой, - это уравнения в частных производных , линейная алгебра и численный анализ . Наиболее популярные численные методы - это методы конечных элементов , конечных разностей и граничных элементов в порядке преобладания. В механике твердого тела методы конечных элементов гораздо более распространены, чем методы конечных разностей, тогда как в механике жидкости, термодинамике и электромагнетизме методы конечных разностей почти одинаково применимы. Техника граничных элементов, как правило, менее популярна, но имеет свою нишу в определенных областях, включая, например, акустику.
Что касается вычислений, компьютерное программирование, алгоритмы и параллельные вычисления играют важную роль в CM. Самый широко используемый язык программирования в научном сообществе, включая вычислительную механику, - это Фортран . В последнее время популярность C ++ возросла. Научное компьютерное сообщество не спешило принимать C ++ в качестве лингва-французского языка. Благодаря очень естественному способу выражения математических вычислений и встроенным возможностям визуализации, проприетарный язык / среда MATLAB также широко используется, особенно для быстрой разработки приложений и проверки моделей.
Ученые в области вычислительной механики следуют списку задач для анализа целевого механического процесса:
Некоторые примеры , когда вычислительная механика была введены в практику в автомобиле краш - моделирование , моделирование нефтяного пласта , биомеханики, производство стекла, и полупроводниковое моделирование.
Сложные системы [ какие? ], которые было бы очень сложно или невозможно обработать с помощью аналитических методов, были успешно смоделированы с использованием инструментов, предоставляемых вычислительной механикой.