那就一条条的来康康吧,说得不好的就假装没有看到吧8 X' a- M$ d) L
1. 科学和工程方面的数值模拟有什么区别?
, M/ \; Q* X! f这个科学研究和工程实际的差别其实还真不是特别大,因为数值计算的本质还是要准确合理地反映所研究问题的本质。但这个“合理”就比较有说法,使用者可以去简化所研究的问题,对不必要的外部结构、边界条件甚至本构模型都可以去简化,但是不能为了结果去“调整”设置。我想题主有这个问题是否是受到了理论研究中“解析方法”、“半解析方法”以及“经验公式”这一类处理方法的影响,的确在理论研究中,有些问题由于本身的复杂性,没有办法得到解析解,就只能通过大量的数据去总结规律,但是!在数值计算中,并不能通过调整参数去“凑”实验结果,因为这个的结果会受到很多因素的影响,最终的结果可能表现出“相对误差小”,但已经不具有表述实际问题的能力了,这个是初学者一定要注意的地方。, G W1 s# n# `+ j0 ]
2. 有哪些值得推荐的书籍,课程?2 c/ P9 O7 w; l7 }& A
这个问题实际上就有点笼统了,因为数值计算方法涵盖的研究领域很多,我就以自己为例给你参考一下吧。: }7 @3 P3 `( b9 z; s
本人是船舶行业,所以接触到的第一款有限元求解软件是MSC.Patran&Nastran(吐槽一下,bug真的太多了),这个软件有个好处就是非常直观,且可以让你直接接触求解文件(BDF格式),这一点我个人觉得是非常重要的,这对于你后面的进一步学习会有很大的帮助——了解求解问题的结构与内容!另外,由于这个软件的bug实在是太多了,在求解的过程中也会不断地让使用者去看求解文件,这个是很好的一个学习过程。. }' z2 B) m8 t
另外,前期关于数值计算的学习就是MATLAB上的了,这个内容主要是老师的课程,以基本的有限元方法在MATLAB里面实现为例,个人当时没有好好学,但是确实也是有用的,这个内容跟上面的求解文件的理解就更进一步——知道计算的原理。
, v0 h4 H9 n( `( a2 A* j目前主要使用的是ANSYS与ABAQUS,界面与操作友好程度让人感动!不过也是因为前期折腾多了,所以后面上手不同软件操作的时候很快。再多提一句吧,前处理还是得用专门的软件,建议不要用一个软件走到底,多半会累死吧!
$ D4 d! }9 \1 x1 h' _* Z4 H; R关于课程与书籍的话,个人建议买“入门到精通”系列,最主要的学习资料还是软件的官方教程与理论手册,这两样是最重要的,市面上的精通系列大多都是翻译官方教程与理论手册,而且很多错误!如果前期看不进去的话,可以看看清华大学的慕课——有限元分析及应用(曾攀教授),通过MATLAB与ANSYS进行教学讲解,非常推荐!0 ^; q" @8 y4 o6 I$ }
3. 编程或者软件上是如何实现的?
1 D' I, W, J% w# V; M1 Y. I至于这个问题,我最初的认识来自于结构力学,里面涉及到了有限元方法,这个我就不细说了吧,有时间再慢慢写吧(还没有在逼乎里面写过方程),有兴趣的话可以去看看,不过这个内容在问题2的那个慕课里面有介绍呐!
) V3 y& ]7 z8 I; j0 O4. 数值模拟在未来的前景如何?- ?# P* W+ U5 K) j* [: P4 J* w
现在数值计算在不同领域的科研中占比还是差别较大,所以还是要结合行业来看,最少我所在的领域对于数值计算还是比较看重,当然是指自行求解和开发,用软件的话,大家都会!
O4 S) e7 O. g总的来说,数值计算前景是好的,但千万不要仅限于操作软件,理解“黑匣子”里面的本质才能走得更远。
$ f' v8 o; V! n, p$ i n% ]4 F- z以上,就是这么多吧,不知道有没有错别字,害,罢了,将就着看吧! |