Rechenbetonte Physik ist die Studie und Durchführung von numerischen Algorithmen, um Probleme in der Physik zu beheben, für die eine quantitative Theorie bereits besteht. Es wird häufig als eine Subdisziplin der theoretischen Physik betrachtet, aber einige betrachten es als einen Zwischenzweig zwischen der theoretischen und experimentellen Physik.

Physiker haben häufig eine sehr genaue mathematische Theorie, die beschreibt, wie sich ein System benehmen wird. Leider ist es häufig der Fall, dass das Lösen der Gleichungen der Theorie ab initio, um eine nützliche Vorhersage zu erzeugen, nicht praktisch ist. Das ist mit der Quant-Mechanik besonders wahr, wo nur eine Hand voll einfache Modelle geschlossene Form, analytische Lösungen zulässt. In Fällen, wo die Gleichungen nur ungefähr gelöst werden können, werden rechenbetonte Methoden häufig verwendet.

Anwendungen der rechenbetonten Physik

Berechnung vertritt jetzt einen wesentlichen Bestandteil der modernen Forschung in der Gaspedal-Physik, Astrophysik, flüssigen Mechanik, Gitter-Feldmaß-Theorie der Theorie/Gitters (besonders Gitter-Quant chromodynamics), Plasmaphysik (sieh Plasma modellieren), Physik des festen Zustands und weiche kondensierte Sache-Physik. Rechenbetonte Physik des festen Zustands verwendet zum Beispiel Dichte funktionelle Theorie, Eigenschaften von Festkörpern, eine Methode zu berechnen, die dem ähnlich ist, das von Chemikern verwendet ist, um Moleküle zu studieren.

Da diese Themen erforscht werden, wird auf viele allgemeinere numerische und mathematische Probleme im Prozess gestoßen, physikalische Eigenschaften der modellierten Systeme zu berechnen. Diese schließen ein, aber werden auf nicht beschränkt

• Das Lösen von Differenzialgleichungen
• Das Auswerten von Integralen
• Stochastische Methoden, besonders Methoden von Monte Carlo
• Teilweise Spezialdifferenzialgleichungsmethoden, zum Beispiel die begrenzte Unterschied-Methode und die begrenzte Element-Methode
• Die Matrix eigenvalue Problem - das Problem, eigenvalues von sehr großem matrices und ihre entsprechenden Eigenvektoren (eigenstates in der Quant-Physik) zu finden
• Die pseudogeisterhafte Methode

Rechenbetonte Physik umfasst auch die Einstimmung der Struktur der Software/Hardware, um Probleme zu beheben. Annäherungen an das Beheben der Probleme sind häufig sehr anspruchsvoll, in Bezug auf Macht- und/oder Speicherbitten zu bearbeiten.

Siehe auch

• Molekulare Dynamik
• Rechenbetonte flüssige Dynamik
• Rechenbetonter Magnetohydrodynamics
• DCOMP Abteilung der rechenbetonten Physik der amerikanischen physischen Gesellschaft
• Wichtige Veröffentlichungen in der rechenbetonten Physik
• Rechenbetonte Wissenschaft
• Mathematische Physik
• Physik des Open Sources, rechenbetonte Physik-Bibliotheken und pädagogische Werkzeuge
• Plasma, modellierend

Andere Verweisungen

• A.K. Hartmann, praktisches Handbuch zu Computersimulationen, Welt wissenschaftlich (2009)
• Internationale Zeitschrift der modernen Physik C (IJMPC): Physik und Computer, wissenschaftlicher Welt-
• R.H. Landau, C.C. Bordeianu und M Jose Paez, ein Überblick über die rechenbetonte Physik: Einleitende rechenbetonte Wissenschaft, Universität von Princeton Presse (2008)
• T. Stich, eine Einführung in die rechenbetonte Physik, Universität von Cambridge Presse (2010)
• J. Thijssen, rechenbetonte Physik, Universität von Cambridge Presse (2007)

Außenverbindungen

• C20 IUPAP Kommission auf der rechenbetonten Physik
• APS DCOMP
• IoP CPG (das Vereinigte Königreich)
• SciDAC: Wissenschaftliche Entdeckung durch die fortgeschrittene Computerwissenschaft
• Physik des Open Sources
• SCINET wissenschaftliches Softwarefachwerk