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0xiaobao金蟲 (小有名氣)
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[交流]
微觀計算能提供哪些參數(shù)用于宏觀計算 已有4人參與
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| 做了幾年的微觀（偏分子動力學）計算，最近在想微觀計算到底能提供哪些參數(shù)能用于宏觀計算，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，也需要能在工程項目上做點事情，一是領(lǐng)導要求，二對自己能力提升也有益無害。但微觀計算個人感覺在做宏觀計算的人眼里，特別是工程應(yīng)用為主的，基本沒什么用，沒什么說服力。所以想看看哪些量是我們微觀計算能提供給宏觀計算的，從而與實際問題聯(lián)系起來。懇請論壇的蟲子談?wù)勛约旱目捶�，謝謝！ |
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 分子動力學 |
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可以算很多性質(zhì)，比熱容，熔點，沸點，擴散系數(shù)，粘度，熱導率，彈性模量等等。 缺點是分子模擬總體是在微觀上采樣，目前計算能力所能達到的最大計算尺度一般在微米級別，能達到的最大時間尺度一般在毫秒級別，超過這個尺度恐怕就要去解流體力學方程或者有限元了。 而且這種在微觀尺度上計算出來的性質(zhì)，大多數(shù)時候很難與宏觀測量的性質(zhì)很好吻合，這個有很多原因，比如 1. 模擬所使用的力場。有時要找到一個適合你的體系的比較精確的力場是一件比較麻煩的事情。 2. 宏觀體系遠比微觀體系復雜。很多時候分子模擬的微觀構(gòu)型都做了簡化，比如組分，構(gòu)型等等，而真實體系遠比這個復雜。 這并不是說分子模擬沒什么卵用，而是說它更多還是用來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，流體力學，有限元，要么實驗去測。多尺度模擬本身的含義就是對于不同的尺度選用不同的模擬方法，而不是說用小尺度的方法去研究大尺度的問題。 |
0xiaobao2樓2015-09-01 10:52:34
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理論上來講在低尺度下計算出一些參數(shù)，拿到高尺度下去用是可行的。但從實際操作來講低尺度下得到的參數(shù)是有誤差的，誤差層層傳遞，最后在高尺度下計算產(chǎn)生的誤差就很難說了。 跨尺度有時還需要解決兩個尺度交界處的問題，這更多是理論上的問題。比如分子模擬和流體力學的交界處，這個尺度（微米或100 nm量級）對于分子模擬已經(jīng)是很大尺度了，對于流體力學還算是比較小的尺度。因而在這個尺度下流體力學中把流體視為連續(xù)介質(zhì)的假定并不是非常完美，所以有時要對流體力學的方法做點修正，比如加入漲落(fluctuation). 多尺度模擬在物理本質(zhì)上來講會涉及到emergence（涌現(xiàn)，或者叫呈展）。大概是說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問題了。 |
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10樓2015-09-02 13:54:23
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6樓2015-09-01 22:12:56
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