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0xiaobao金蟲 (小有名氣)
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[交流]
微觀計(jì)算能提供哪些參數(shù)用于宏觀計(jì)算 已有4人參與
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| 做了幾年的微觀（偏分子動(dòng)力學(xué)）計(jì)算，最近在想微觀計(jì)算到底能提供哪些參數(shù)能用于宏觀計(jì)算，比如能提供哪些物性參數(shù)呢。工作后，不再只是基礎(chǔ)研究，也需要能在工程項(xiàng)目上做點(diǎn)事情，一是領(lǐng)導(dǎo)要求，二對(duì)自己能力提升也有益無(wú)害。但微觀計(jì)算個(gè)人感覺在做宏觀計(jì)算的人眼里，特別是工程應(yīng)用為主的，基本沒什么用，沒什么說(shuō)服力。所以想看看哪些量是我們微觀計(jì)算能提供給宏觀計(jì)算的，從而與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。懇請(qǐng)論壇的蟲子談?wù)勛约旱目捶�，謝謝！ |
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可以算很多性質(zhì)，比熱容，熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，擴(kuò)散系數(shù)，粘度，熱導(dǎo)率，彈性模量等等。 缺點(diǎn)是分子模擬總體是在微觀上采樣，目前計(jì)算能力所能達(dá)到的最大計(jì)算尺度一般在微米級(jí)別，能達(dá)到的最大時(shí)間尺度一般在毫秒級(jí)別，超過(guò)這個(gè)尺度恐怕就要去解流體力學(xué)方程或者有限元了。 而且這種在微觀尺度上計(jì)算出來(lái)的性質(zhì)，大多數(shù)時(shí)候很難與宏觀測(cè)量的性質(zhì)很好吻合，這個(gè)有很多原因，比如 1. 模擬所使用的力場(chǎng)。有時(shí)要找到一個(gè)適合你的體系的比較精確的力場(chǎng)是一件比較麻煩的事情。 2. 宏觀體系遠(yuǎn)比微觀體系復(fù)雜。很多時(shí)候分子模擬的微觀構(gòu)型都做了簡(jiǎn)化，比如組分，構(gòu)型等等，而真實(shí)體系遠(yuǎn)比這個(gè)復(fù)雜。 這并不是說(shuō)分子模擬沒什么卵用，而是說(shuō)它更多還是用來(lái)研究微米以下尺度的性質(zhì)。更宏觀的體系要么用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，流體力學(xué)，有限元，要么實(shí)驗(yàn)去測(cè)。多尺度模擬本身的含義就是對(duì)于不同的尺度選用不同的模擬方法，而不是說(shuō)用小尺度的方法去研究大尺度的問(wèn)題。 |
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2樓2015-09-01 10:52:34
lsloneil
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理論上來(lái)講在低尺度下計(jì)算出一些參數(shù)，拿到高尺度下去用是可行的。但從實(shí)際操作來(lái)講低尺度下得到的參數(shù)是有誤差的，誤差層層傳遞，最后在高尺度下計(jì)算產(chǎn)生的誤差就很難說(shuō)了。 跨尺度有時(shí)還需要解決兩個(gè)尺度交界處的問(wèn)題，這更多是理論上的問(wèn)題。比如分子模擬和流體力學(xué)的交界處，這個(gè)尺度（微米或100 nm量級(jí)）對(duì)于分子模擬已經(jīng)是很大尺度了，對(duì)于流體力學(xué)還算是比較小的尺度。因而在這個(gè)尺度下流體力學(xué)中把流體視為連續(xù)介質(zhì)的假定并不是非常完美，所以有時(shí)要對(duì)流體力學(xué)的方法做點(diǎn)修正，比如加入漲落(fluctuation). 多尺度模擬在物理本質(zhì)上來(lái)講會(huì)涉及到emergence（涌現(xiàn)，或者叫呈展）。大概是說(shuō)高尺度體系的物理規(guī)律雖然是由低尺度的物理規(guī)律決定的，但高尺度體系又有自己的物理規(guī)律和研究方法。這玩意兒如果深入研究的話差不多也是哲學(xué)問(wèn)題了。 |
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10樓2015-09-02 13:54:23
趙紅霞
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3樓2015-09-01 13:47:13
magicmonk
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4樓2015-09-01 17:44:47
0xiaobao
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送紅花一朵 |
你說(shuō)的我也是很同意的。多尺度目前看來(lái)確實(shí)如你所說(shuō)，只是在不同尺度用不同的方法去解決相應(yīng)的問(wèn)題。真正的難點(diǎn)是跨尺度的問(wèn)題，個(gè)人覺得跨尺度可行的方法之一是參數(shù)傳遞，比如從微觀計(jì)算得到一個(gè)物理量（該物理量在宏觀計(jì)算比較難，或者只能靠實(shí)驗(yàn)去做），將該物理量傳遞到介觀或者宏觀計(jì)算中，這可能跟我在這說(shuō)的主題比較近。當(dāng)然正如你所說(shuō)，可靠性和準(zhǔn)確度是個(gè)問(wèn)題。 |
5樓2015-09-01 22:04:32
0xiaobao
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6樓2015-09-01 22:12:56
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7樓2015-09-01 22:15:22
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