अभिकलनात्मक भौतिकी: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "{{Short description|Numerical simulations of physical problems via computers}} {{About|computational science applied in physics|theories comparing the universe to a computer|d...")
 
 
(11 intermediate revisions by 6 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{Short description|Numerical simulations of physical problems via computers}}
{{Short description|Numerical simulations of physical problems via computers}}
{{About|computational science applied in physics|theories comparing the universe to a computer|digital physics|the study of the fundamental physical limits of computers|physics of computation}}{{Use American English|date=January 2019}}{{Computational physics}}
'''कम्प्यूटेशनल भौतिकी भौतिकी''' [[:hi:भौतिक शास्त्र|में]] समस्याओं को हल करने के लिए [[:hi:संख्यात्मक विश्लेषण|संख्यात्मक विश्लेषण]] का अध्ययन और कार्यान्वयन है जिसके लिए एक [[:hi:वैज्ञानिक सिद्धांत|मात्रात्मक सिद्धांत]] पहले से मौजूद है। ऐतिहासिक रूप से, कम्प्यूटेशनल भौतिकी विज्ञान में आधुनिक कंप्यूटरों का पहला अनुप्रयोग था, और अब यह [[:hi:परिकलन विज्ञान|कम्प्यूटेशनल विज्ञान]] का एक सबसेट है। इसे कभी-कभी [[:hi:सैद्धान्तिक भौतिकी|सैद्धांतिक भौतिकी]] के उप-अनुशासन (या शाखा) के रूप में माना जाता है, लेकिन अन्य इसे सैद्धांतिक और [[:hi:प्रायोगिक भौतिकी|प्रयोगात्मक भौतिकी]] के बीच एक मध्यवर्ती शाखा मानते हैं - अध्ययन का एक क्षेत्र जो सिद्धांत और प्रयोग दोनों को पूरक करता है। <ref name=ThijssenBook/><ref name="ComPhysPy" />
'''कम्प्यूटेशनल फिजिक्स ''' [[ फिजिक्स ]] में समस्याओं को हल करने के लिए [[ संख्यात्मक विश्लेषण ]] का अध्ययन और कार्यान्वयन है जिसके लिए [[ वैज्ञानिक सिद्धांत | मात्रात्मक सिद्धांत ]] पहले से मौजूद है<ref name=ThijssenBook/> ऐतिहासिक रूप से, कम्प्यूटेशनल भौतिकी विज्ञान में आधुनिक कंप्यूटरों का पहला अनुप्रयोग था, और अब यह [[ कम्प्यूटेशनल विज्ञान ]] का सबसेट है। इसे कभी-कभी [[ सैद्धांतिक भौतिकी ]] के उप-अनुशासन (या शाखा) के रूप में माना जाता है, लेकिन अन्य इसे सैद्धांतिक और [[ प्रयोगात्मक भौतिकी ]] के बीच एक मध्यवर्ती शाखा मानते हैं - अध्ययन का एक क्षेत्र जो सिद्धांत और प्रयोग दोनों को पूरक करता है।<ref name="ComPhysPy" />


== अवलोकन ==
== अवलोकन ==
[[File:Computational_physics_diagram.svg|thumb|भौतिकी, अनुप्रयुक्त गणित और कंप्यूटर विज्ञान के ओवरलैप के रूप में और उनके बीच एक सेतु के रूप में कम्प्यूटेशनल भौतिकी की बहु-विषयक प्रकृति का प्रतिनिधित्व<ref name=SurveyCompSci/>]]
[[File:Computational_physics_diagram.svg|thumb|भौतिकी, अनुप्रयुक्त गणित और कंप्यूटर विज्ञान के ओवरलैप के रूप में और उनके बीच एक सेतु के रूप में कम्प्यूटेशनल भौतिकी की बहु-विषयक प्रकृति का प्रतिनिधित्व<ref name="SurveyCompSci" />]]
भौतिकी में, गणितीय मॉडल के आधार पर विभिन्न [[ सिद्धांत |  सिद्धांत ]] सिस्टम कैसे व्यवहार करते हैं, इस पर बहुत सटीक भविष्यवाणियां प्रदान करते हैं। दुर्भाग्य से, अक्सर ऐसा होता है कि उपयोगी भविष्यवाणी उत्पन्न करने के लिए किसी विशेष प्रणाली के गणितीय मॉडल को हल करना संभव नहीं है। यह हो सकता है, उदाहरण के लिए, जब समाधान में [[ क्लोज-फॉर्म एक्सप्रेशन ]] नहीं है, या बहुत जटिल है। ऐसे मामलों में, संख्यात्मक सन्निकटन की आवश्यकता होती है। कम्प्यूटेशनल भौतिकी वह विषय है जो इन संख्यात्मक अनुमानों से संबंधित है: समाधान का अनुमान सरल गणितीय संचालन ( [[ एल्गोरिदम ]]) की एक सीमित (और आम तौर पर बड़ी) संख्या के रूप में लिखा जाता है, और एक कंप्यूटर का उपयोग इन कार्यों को करने और गणना करने के लिए किया जाता है। अनुमानित समाधान और संबंधित [[ सन्निकटन त्रुटि |  त्रुटि ]]<ref name=ThijssenBook/>
[[भौतिकी]] में, गणितीय मॉडल पर आधारित विभिन्न सिद्धांत सिस्टम के व्यवहार के बारे में बहुत सटीक भविष्यवाणियां प्रदान करते हैं। दुर्भाग्य से, प्रायः ऐसा होता है कि उपयोगी भविष्यवाणी उत्पन्न करने के लिए किसी विशेष प्रणाली के गणितीय मॉडल को हल करना संभव नहीं है। यह हो सकता है, उदाहरण के लिए, जब समाधान में [[:hi:बंद रूप अभिव्यक्ति|क्लोज-फॉर्म एक्सप्रेशन]] नहीं होता है, या बहुत जटिल होता है। ऐसे मामलों में, संख्यात्मक सन्निकटन की आवश्यकता होती है। कम्प्यूटेशनल भौतिकी वह विषय है जो इन संख्यात्मक अनुमानों से संबंधित है: समाधान का अनुमान सरल गणितीय संचालन ([[:hi:अल्गोरिद्म|एल्गोरिदम]]) की एक सीमित (और आमतौर पर बड़ी) संख्या के रूप में लिखा जाता है, और इन कार्यों को करने और अनुमानित समाधान की गणना करने के लिए एक कंप्यूटर का उपयोग किया जाता है और संबंधित त्रुटि है।
 


=== भौतिकी में स्थिति ===
=== भौतिकी में स्थिति ===
वैज्ञानिक पद्धति के भीतर गणना की स्थिति के बारे में बहस चल रही है<ref name=ercolessi>[http://www.fisica.uniud.it/'''ercolessi/md/md/ एक आणविक गतिकी प्राइमर] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150111014856/http://www.fisica.uniud.it/'''ercolessi/md/md/ |date=2015-01-11 }}, फुरियो एर्कोलेसी, [[ उडीन विश्वविद्यालय ]], इटली। [http://www.fisica.uniud.it/'''ercolessi/md/md.pdf आर्टिकल पीडीएफ] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150924013419/http://www.fisica.uniud.it/'''ercolessi/md/md.pdf |date=2015-09-24 }}</ref> कभी-कभी इसे सैद्धांतिक भौतिकी के समान माना जाता है; कुछ अन्य कंप्यूटर सिमुलेशन को [[ कंप्यूटर प्रयोग ]] s . के रूप में मानते हैं<ref name="ercolessi" /> फिर भी अन्य इसे सैद्धांतिक और [[ प्रयोगात्मक भौतिकी ]] के बीच एक मध्यवर्ती या अलग शाखा मानते हैं, एक तीसरा तरीका जो सिद्धांत और प्रयोग को पूरक करता है। जबकि कंप्यूटर का उपयोग डेटा के मापन और रिकॉर्डिंग (और भंडारण) के लिए प्रयोगों में किया जा सकता है, यह स्पष्ट रूप से एक कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का गठन नहीं करता है।
वैज्ञानिक पद्धति के भीतर गणना की स्थिति के बारे में बहस चल रही है।<ref name="ercolessi2">[http://www.fisica.uniud.it/~ercolessi/md/md/ A molecular dynamics primer] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150111014856/http://www.fisica.uniud.it/~ercolessi/md/md/|date=2015-01-11}}, Furio Ercolessi, [[उडीन विश्वविद्यालय|University of Udine]], Italy.</ref> कभी-कभी इसे सैद्धांतिक भौतिकी के अधिक समान माना जाता है; कुछ अन्य लोग कंप्यूटर सिमुलेशन को "[[:hi:कंप्यूटर प्रयोग|कंप्यूटर प्रयोग]]" के रूप में देखते हैं,<ref name="ercolessi2" /> फिर भी अन्य इसे सैद्धांतिक और [[:hi:प्रायोगिक भौतिकी|प्रयोगात्मक भौतिकी]] के बीच एक मध्यवर्ती या अलग शाखा मानते हैं, एक तीसरा तरीका जो सिद्धांत और प्रयोग को पूरक करता है। जबकि कंप्यूटर का उपयोग डेटा के मापन और रिकॉर्डिंग (और भंडारण) के लिए प्रयोगों में किया जा सकता है, यह स्पष्ट रूप से एक कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का गठन नहीं करता है।


==कम्प्यूटेशनल भौतिकी में चुनौतियां ==
==कम्प्यूटेशनल भौतिकी में चुनौतियां ==


कम्प्यूटेशनल भौतिकी की समस्याओं को सामान्य रूप से ठीक से हल करना बहुत मुश्किल है। यह कई (गणितीय) कारणों से है: बीजीय और/या विश्लेषणात्मक सॉल्वैबिलिटी की कमी, [[ जटिलता ]], और अराजकता। उदाहरण के लिए, - यहां तक ​​​​कि स्पष्ट रूप से सरल समस्याएं, जैसे कि एक मजबूत [[ विद्युत क्षेत्र ]] ( [[ स्टार्क प्रभाव ]]) में एक परमाणु की परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉन के  [[ तरंग फ़ंक्शन ]] की गणना करने के लिए, एक व्यावहारिक एल्गोरिथ्म तैयार करने के लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता हो सकती है (यदि कोई हो सकता है) मिला); अन्य क्रूडर या ब्रूट-फोर्स तकनीकों की आवश्यकता हो सकती है, जैसे कि [[ ग्राफिकल विधि ]] एस या [[ रूट फाइंडिंग ]]। अधिक उन्नत पक्ष पर, गणितीय [[ गड़बड़ी सिद्धांत ]] का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है (इस विशेष उदाहरण के लिए एक कार्य दिखाया गया है  [[ गड़बड़ी सिद्धांत # पतित गड़बड़ी सिद्धांत का उदाहरण - गुंजयमान घूर्णन तरंग | यहां ]] में स्टार्क प्रभाव)। इसके अलावा, [[ कम्प्यूटेशनल लागत ]] और  [[ कम्प्यूटेशनल जटिलता सिद्धांत | कम्प्यूटेशनल जटिलता ]]  [[ कई-बॉडी समस्या ]] एस (और उनकी  [[ एन-बॉडी समस्या | शास्त्रीय समकक्ष ]] एस) के लिए तेजी से बढ़ने की प्रवृत्ति है। एक मैक्रोस्कोपिक प्रणाली में आमतौर पर के क्रम का आकार होता है <math>10^{23}</math> घटक कण, इसलिए यह कुछ हद तक एक समस्या है। क्वांटम यांत्रिक समस्याओं को हल करना आमतौर पर सिस्टम के आकार में [[ EXP | घातीय क्रम ]] का होता है<ref>{{Cite journal|last=Feynman|first=Richard P.|author-link=Richard Feynman|date=1982|title=Simulating physics with computers|journal=International Journal of Theoretical Physics|language=en|volume=21|issue=6–7|pages=467–488|doi=10.1007/bf02650179|bibcode=1982IJTP...21..467F|s2cid=124545445|issn=0020-7748}} [https://web.archive.org/web/20170812065758/http://www.mrtc.mdh.se/'''gdc/work/ARTICLES/2014/3-CiE-journal/Background/SimulatingPhysicsWithComputers.pdf लेख पीडीएफ</ref> और शास्त्रीय एन-बॉडी के लिए यह क्रम एन-स्क्वेर्ड का है। अंत में, कई भौतिक प्रणालियां स्वाभाविक रूप से सबसे अच्छी तरह से गैर-रैखिक हैं, और सबसे खराब [[ अराजकता सिद्धांत | अराजक ]]: इसका मतलब यह सुनिश्चित करना मुश्किल हो सकता है कि कोई भी [[ संख्यात्मक त्रुटि ]] 'समाधान' को बेकार करने के बिंदु तक नहीं बढ़ती है।<ref name="Sauer1997" />
कम्प्यूटेशनल भौतिकी की समस्याओं को सामान्य रूप से ठीक से हल करना बहुत मुश्किल है। यह कई (गणितीय) कारणों से है: बीजीय और/या विश्लेषणात्मक सॉल्वैबिलिटी, [[:hi:जटिलता|जटिलता]] और अराजकता की कमी है। '''उदाहरण के लिए''',- यहां तक कि स्पष्ट रूप से सरल समस्याएं, जैसे कि एक मजबूत [[:hi:विद्युत्-क्षेत्र|विद्युत क्षेत्र]] ( [[:hi:निरा प्रभाव|स्टार्क प्रभाव]] ) में एक परमाणु की परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉन की [[:hi:wave function|तरंग]] की गणना करने के लिए, एक व्यावहारिक एल्गोरिथ्म तैयार करने के लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता हो सकती है (यदि कोई पाया जा सकता है); अन्य क्रूडर या ब्रूट-फोर्स तकनीक, जैसे कि [[:hi:ग्राफीय विधियों की सूची|ग्राफिकल तरीके]] या [[:hi:मूल निकालने की विधियाँ|रूट फाइंडिंग]] की आवश्यकता हो सकती है। अधिक उन्नत पक्ष पर, गणितीय [[:hi:क्षोभ सिद्धान्त|गड़बड़ी सिद्धांत]] का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है (इस विशेष उदाहरण के लिए [[:hi:क्षोभ सिद्धान्त|यहां]] एक कार्य दिखाया गया है)। इसके अलावा, [[:hi:कई-शरीर की समस्या|कई-शरीर की समस्याओं]] (और उनके [[:hi:एन-बॉडी प्रॉब्लम|शास्त्रीय समकक्षों]] ) के लिए [[:hi:कम्प्यूटेशनल लागत|कम्प्यूटेशनल लागत]] और [[:hi:कम्प्यूटेशनल जटिलता सिद्धांत|कम्प्यूटेशनल जटिलता]] तेजी से बढ़ती है। एक मैक्रोस्कोपिक प्रणाली में आमतौर पर के क्रम का आकार होता है <math>10^{23}</math> घटक कण, इसलिए यह कुछ हद तक एक समस्या है। क्वांटम यांत्रिक समस्याओं को हल करना आम तौर पर सिस्टम के आकार में [[:hi:ऍक्स्प|घातीय क्रम]] का होता है<ref>{{Cite journal|last=Feynman|first=Richard P.|author-link=Richard Feynman|date=1982|title=Simulating physics with computers|journal=International Journal of Theoretical Physics|language=en|volume=21|issue=6–7|pages=467–488|doi=10.1007/bf02650179|bibcode=1982IJTP...21..467F|issn=0020-7748}}</ref> और शास्त्रीय एन-बॉडी के लिए यह क्रम एन-वर्ग का होता है। अंत में, कई भौतिक प्रणालियां स्वाभाविक रूप से सबसे अच्छी तरह से अरेखीय हैं, और सबसे खराब [[:hi:अक्रम सिद्धान्त|अराजक]] हैं: इसका मतलब यह है कि यह सुनिश्चित करना मुश्किल हो सकता है कि कोई भी [[:hi:संख्यात्मक त्रुटि|संख्यात्मक त्रुटियां]] 'समाधान' को निष्क्रिय करने के बिंदु तक न बढ़ें। <ref name="Sauer1997" />  


== तरीके और एल्गोरिदम ==
== तरीके और एल्गोरिदम ==
क्योंकि कम्प्यूटेशनल भौतिकी समस्याओं के एक व्यापक वर्ग का उपयोग करती है, इसे आम तौर पर विभिन्न गणितीय समस्याओं के बीच विभाजित किया जाता है जो इसे संख्यात्मक रूप से हल करते हैं, या इसके द्वारा लागू होने वाली विधियों। उनके बीच, कोई विचार कर सकता है:
क्योंकि कम्प्यूटेशनल भौतिकी समस्याओं के एक व्यापक वर्ग का उपयोग करती है, इसे आम तौर पर विभिन्न गणितीय समस्याओं के बीच विभाजित किया जाता है जो इसे संख्यात्मक रूप से हल करते हैं, या इसके द्वारा लागू होने वाली विधियों। उनके बीच, कोई विचार कर सकता है:


* [[ रूट-फाइंडिंग_एल्गोरिदम | रूट फाइंडिंग ]] (उदाहरण के लिए  [[ न्यूटन की विधि | न्यूटन-रैफसन विधि ]] का उपयोग करके)
* [[:hi:मूल निकालने की विधियाँ|मूल खोज]] (उदाहरण का उपयोग करके) [[:hi:न्यूटन विधि|न्यूटन-रैफसन विधि]] )
* [[ रैखिक समीकरणों की प्रणाली ]] (उदाहरण के लिए  [[ एलयू अपघटन ]] का उपयोग करके)
* [[:hi:रैखिक समीकरण निकाय|रैखिक समीकरणों की प्रणाली]] (उदाहरण का उपयोग करके) [[:hi:लू अपघटन|लू अपघटन]] )
* [[ साधारण अंतर समीकरण ]] s (उदाहरण के लिए  [[ रनगे-कुट्टा विधियों ]] का उपयोग करके)
* [[:hi:साधारण अवकल समीकरण|साधारण अवकल समीकरण]] (उदाहरण का प्रयोग करके) [[:hi:रुंग-कुता विधियाँ|रनगे-कुट्टा तरीके]] )
* [[ इंटीग्रल | इंटीग्रेशन ]] (उदाहरण के लिए  [[ Romberg's_method | Romberg मेथड ]] और [[ मोंटे कार्लो इंटीग्रेशन ]] का उपयोग करके)
* [[:hi:समाकलन|एकीकरण]] (उदाहरण का उपयोग करके) [[:hi:रोमबर्ग की विधि|रोमबर्ग विधि]] और [[:hi:मोंटे कार्लो एकीकरण|मोंटे कार्लो एकीकरण]] )
* [[ आंशिक अंतर समीकरण ]] एस (उदाहरण [[ परिमित अंतर ]] विधि और [[ विश्राम_(पुनरावृत्ति_विधि) | छूट ]] विधि का प्रयोग करके)
* [[:hi:आंशिक अवकल समीकरण|आंशिक अंतर समीकरण]] (उदाहरण के लिए [[:hi:परिमित अंतर|परिमित अंतर]] विधि और [[:hi:विश्राम (पुनरावृत्ति विधि)|विश्राम]] विधि का उपयोग करके)
* [[ मैट्रिक्स आइजेनवैल्यू समस्या ]] (उदाहरण के लिए  [[ जैकोबी आइजेनवेल्यू एल्गोरिथम ]] और [[ पावर इटरेशन ]] का उपयोग करके)
* [[:hi:मैट्रिक्स eigenvalue समस्या|मैट्रिक्स eigenvalue समस्या]] (उदाहरण का उपयोग करके) [[:hi:जैकोबी आइजेनवेल्यू एल्गोरिथम|जैकोबी आइजेनवेल्यू एल्गोरिथम]] और [[:hi:शक्ति पुनरावृत्ति|पावर इटरेशन]])


इन सभी विधियों (और कई अन्य) का उपयोग प्रतिरूपित प्रणालियों के भौतिक गुणों की गणना के लिए किया जाता है।
इन सभी विधियों (और कई अन्य) का उपयोग प्रतिरूपित प्रणालियों के भौतिक गुणों की गणना के लिए किया जाता है।


कम्प्यूटेशनल भौतिकी भी [[ कम्प्यूटेशनल रसायन शास्त्र ]] से कई विचारों को उधार लेती है - उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थों के गुणों की गणना करने के लिए कम्प्यूटेशनल ठोस राज्य भौतिकविदों द्वारा उपयोग किए जाने वाले घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत मूल रूप से अणुओं के गुणों की गणना करने के लिए रसायनज्ञों द्वारा उपयोग किए जाने वाले समान होते हैं।
कम्प्यूटेशनल भौतिकी भी [[:hi:अभिकलनात्मक रसायन|कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान]] से कई विचारों को उधार लेती है - उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थों के गुणों की गणना करने के लिए कम्प्यूटेशनल ठोस राज्य भौतिकविदों द्वारा उपयोग किए जाने वाले घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत मूल रूप से अणुओं के गुणों की गणना करने के लिए रसायनज्ञों द्वारा उपयोग किए जाने वाले समान होते हैं।
 
इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल भौतिकी में  [[ प्रदर्शन ट्यूनिंग |  ट्यूनिंग ]]  [[ सेल्फ-ट्यूनिंग # उदाहरण |  सॉफ्टवेयर ]] /  [[: श्रेणी: कंप्यूटर हार्डवेयर ट्यूनिंग |  हार्डवेयर संरचना ]] समस्याओं को हल करने के लिए शामिल है (क्योंकि समस्याएं आमतौर पर बहुत बड़ी हो सकती हैं, में  [[ उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग |  प्रसंस्करण शक्ति ]] या  [[ उच्च-थ्रूपुट कंप्यूटिंग |  मेमोरी अनुरोध ]] में) की आवश्यकता है।


== डिवीजन ==
इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल भौतिकी में समस्याओं को हल करने के लिए [[:hi:स्व ट्यूनिंग|सॉफ़्टवेयर]] / [[:hi:श्रेणी:कंप्यूटर हार्डवेयर ट्यूनिंग|हार्डवेयर संरचना]] की [[:hi:प्रदर्शन सुधारना|ट्यूनिंग]] शामिल है (क्योंकि समस्याएं आमतौर पर बहुत बड़ी हो सकती हैं, [[:hi:महासंगणक|प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता]] में या [[:hi:उच्च-थ्रूपुट कंप्यूटिंग|स्मृति अनुरोधों]] में)।


== वर्ग ==
भौतिकी में हर प्रमुख क्षेत्र के लिए एक संबंधित कम्प्यूटेशनल शाखा खोजना संभव है:
भौतिकी में हर प्रमुख क्षेत्र के लिए एक संबंधित कम्प्यूटेशनल शाखा खोजना संभव है:


*  [[ कम्प्यूटेशनल यांत्रिकी ]] में [[ कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी ]] (सीएफडी), कम्प्यूटेशनल [[ ठोस यांत्रिकी ]] और कम्प्यूटेशनल [[ संपर्क यांत्रिकी ]] शामिल हैं।
*  [[:hi:कम्प्यूटेशनल यांत्रिकी|कम्प्यूटेशनल यांत्रिकी]] में [[:hi:अभिकलनात्मक तरल यांत्रिकी|कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी]] (CFD), कम्प्यूटेशनल [[:hi:ठोस यांत्रिकी|ठोस यांत्रिकी]] और कम्प्यूटेशनल [[:hi:संपर्क यांत्रिकी|संपर्क यांत्रिकी]] शामिल हैं।


*  [[ कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोडायनामिक्स ]] भौतिक वस्तुओं और पर्यावरण के साथ [[ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों ]] की बातचीत को मॉडलिंग करने की प्रक्रिया है। सीएफडी और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक मॉडलिंग के बीच संगम पर एक सबफील्ड  [[ कम्प्यूटेशनल मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स ]] है।
*  [[:hi:कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोडायनामिक्स|कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोडायनामिक्स]] भौतिक वस्तुओं और पर्यावरण के साथ [[:hi:विद्युतचुम्बकीय क्षेत्र|विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों]] की बातचीत को मॉडलिंग करने की प्रक्रिया है। सीएफडी और विद्युत चुम्बकीय मॉडलिंग के बीच संगम पर एक उपक्षेत्र [[:hi:कम्प्यूटेशनल मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स|कम्प्यूटेशनल मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स]] है।


*  [[ कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री ]] एक तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र है जिसे [[ क्वांटम कई-बॉडी समस्या ]] के कारण विकसित किया गया था।
*  [[:hi:अभिकलनात्मक रसायन|कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान]] एक तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र है जिसे [[:hi:क्वांटम कई-शरीर की समस्या|क्वांटम कई-बॉडी समस्या]] के कारण विकसित किया गया था।
*कम्प्यूटेशनल [[:hi:ठोस अवस्था भौतिकी|सॉलिड स्टेट फिजिक्स]] कम्प्यूटेशनल फिजिक्स का एक बहुत ही महत्वपूर्ण डिवीजन है जो सीधे भौतिक [[:hi:पदार्थ विज्ञान|विज्ञान]] से संबंधित है।


* कम्प्यूटेशनल [[ सॉलिड स्टेट फिजिक्स ]] कम्प्यूटेशनल फिजिक्स का एक बहुत ही महत्वपूर्ण डिवीजन है जो सीधे  [[ भौतिक विज्ञान ]] से संबंधित है।
* कम्प्यूटेशनल [[:hi:सांख्यिकीय यांत्रिकी|सांख्यिकीय यांत्रिकी]] कम्प्यूटेशनल [[:hi:संघनित द्रव्य भौतिकी|संघनित पदार्थ]] से संबंधित एक क्षेत्र है जो मॉडल और सिद्धांतों (जैसे [[:hi:टपकन|परकोलेशन]] और [[:hi:स्पिन मॉडल|स्पिन मॉडल]]) के अनुकरण से संबंधित है जो अन्यथा हल करना मुश्किल है।


* कम्प्यूटेशनल [[ सांख्यिकीय यांत्रिकी ]] कम्प्यूटेशनल  [[ संघनित पदार्थ ]] से संबंधित एक क्षेत्र है जो मॉडल और सिद्धांतों (जैसे  [[ परकोलेशन ]] और  [[ स्पिन मॉडल ]] एस) के अनुकरण से संबंधित है जो अन्यथा हल करना मुश्किल है।
* कम्प्यूटेशनल [[:hi:सांख्यिकीय भौतिकी|सांख्यिकीय भौतिकी]] मोंटे कार्लो जैसी विधियों का भारी उपयोग करती है। मोटे तौर पर, (विशेष रूप से [[:hi:एजेंट आधारित मॉडलिंग|एजेंट आधारित मॉडलिंग]] और [[:hi:सेल्यूलर आटोमेटा|सेलुलर ऑटोमेटा]] के उपयोग के माध्यम से) यह [[:hi:सामाजिक विज्ञान|सामाजिक विज्ञान]], [[:hi:नेटवर्क सिद्धांत|नेटवर्क सिद्धांत]] और गणितीय मॉडल में रोग के प्रसार के लिए (और इसकी तकनीकों के उपयोग के माध्यम से आवेदन पाता है) से संबंधित है। (सबसे विशेष रूप से, [[:hi:महामारी विज्ञान में कम्पार्टमेंटल मॉडल|एसआईआर मॉडल]])।


* कम्प्यूटेशनल [[ सांख्यिकीय भौतिकी ]] मोंटे कार्लो जैसी विधियों का भारी उपयोग करता है। अधिक व्यापक रूप से, (विशेषकर  [[ एजेंट आधारित मॉडलिंग ]] और [[ सेलुलर ऑटोमेटा ]] के उपयोग के माध्यम से) यह  [[ सामाजिक विज्ञान ]],  [[ नेटवर्क सिद्धांत ]] में (और अपनी तकनीकों के उपयोग के माध्यम से आवेदन पाता है) से भी संबंधित है। और रोग के प्रसार के लिए गणितीय मॉडल (सबसे विशेष रूप से, महामारी विज्ञान में  [[ कंपार्टमेंटल मॉडल#SIR मॉडल ऑन नेटवर्क्स |  SIR मॉडल ]]) और  [[ जंगल की आग मॉडलिंग |  जंगल की आग ]] का प्रसार।
*  [[:hi:संख्यात्मक सापेक्षता|संख्यात्मक सापेक्षता]] एक (अपेक्षाकृत) नया क्षेत्र है जो [[:hi:विशिष्ट आपेक्षिकता|विशेष सापेक्षता]] और [[:hi:सामान्य आपेक्षिकता|सामान्य सापेक्षता]] दोनों के क्षेत्र समीकरणों के संख्यात्मक समाधान खोजने में रुचि रखता है।


*  [[ संख्यात्मक सापेक्षता ]] एक (अपेक्षाकृत) नया क्षेत्र है जो  [[ विशेष सापेक्षता ]] और  [[ सामान्य सापेक्षता ]] दोनों के क्षेत्र समीकरणों के संख्यात्मक समाधान खोजने में रुचि रखता है।
*  [[:hi:कम्प्यूटेशनल कण भौतिकी|कम्प्यूटेशनल कण भौतिकी कण ,]]भौतिकी से प्रेरित समस्याओं से संबंधित है।


*  [[ कम्प्यूटेशनल कण भौतिकी ]] कण भौतिकी से प्रेरित समस्याओं से संबंधित है।
*  [[:hi:कम्प्यूटेशनल खगोल भौतिकी|कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स]] इन तकनीकों और विधियों का उपयोग खगोलभौतिकीय समस्याओं और घटनाओं के लिए है।


*  [[ कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स ]] इन तकनीकों और विधियों का उपयोग खगोलभौतिकीय समस्याओं और घटनाओं के लिए है।
*  [[:hi:अभिकलनात्मक भौतिकी|कम्प्यूटेशनल बायोफिज़िक्स]] बायोफिज़िक्स और [[:hi:कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी|कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी]] की एक शाखा है, जो बड़ी जटिल जैविक समस्याओं के लिए कंप्यूटर विज्ञान और भौतिकी के तरीकों को लागू करती है।


*  [[ कम्प्यूटेशनल बायोफिज़िक्स ]] बायोफिज़िक्स की एक शाखा है और  [[ कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी ]] ही, बड़ी जटिल जैविक समस्याओं के लिए कंप्यूटर विज्ञान और भौतिकी के तरीकों को लागू करता है।
== अनुप्रयोग ==
कम्प्यूटेशनल भौतिकी सौदों के व्यापक वर्ग के कारण, यह भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों में आधुनिक अनुसंधान का एक अनिवार्य घटक है, अर्थात्: [[:hi:त्वरक भौतिकी|त्वरक भौतिकी]], [[:hi:खगोलभौतिकी|खगोल]] भौतिकी, [[:hi:सामान्य आपेक्षिकता|सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत]] ( [[:hi:संख्यात्मक सापेक्षता|संख्यात्मक सापेक्षता]] के माध्यम से), [[:hi:तरल यांत्रिकी|द्रव यांत्रिकी]] ([[:hi:अभिकलनात्मक तरल यांत्रिकी|कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी]]), [[:hi:जाली क्षेत्र सिद्धांत|जाली क्षेत्र सिद्धांत]] / [[:hi:जाली गेज सिद्धांत|जाली गेज सिद्धांत]] (विशेष रूप से [[:hi:जाली QCD|जाली क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स]]), [[:hi:प्लाज़्मा (भौतिकी)|प्लाज्मा भौतिकी]] ([[:hi:प्लाज्मा मॉडलिंग|प्लाज्मा मॉडलिंग]] देखें), भौतिक प्रणालियों का अनुकरण (उदाहरण के लिए [[:hi:आणविक गतिशीलता|आणविक गतिशीलता]] का उपयोग करके), [[:hi:परमाणु इंजीनियरिंग कंप्यूटर कोड|परमाणु इंजीनियरिंग कंप्यूटर कोड]], [[:hi:प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी|प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी]], [[:hi:मौसम का पूर्वानुमान|मौसम की भविष्यवाणी]], [[:hi:ठोस अवस्था भौतिकी|ठोस अवस्था भौतिकी]], [[:hi:नरम पदार्थ|नरम संघनित मैटर]] फिजिक्स, हाइपरवेलोसिटी इम्पैक्ट फिजिक्स आदि।


== अनुप्रयोग ==
कम्प्यूटेशनल ठोस अवस्था भौतिकी, उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थों के गुणों की गणना करने के लिए [[:hi:सघनता व्यावहारिक सिद्धांत|घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत]] का उपयोग करती है, जो कि रसायनज्ञों द्वारा अणुओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि के समान है। ठोस अवस्था भौतिकी में रुचि की अन्य मात्राएँ, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना, चुंबकीय गुण और आवेश घनत्व की गणना इस और कई विधियों द्वारा की जा सकती है, जिसमें [[:hi:लुटिंगर-कोन मॉडल|लुटिंगर-कोहन]]/[[:hi:केपी विधि|kp विधि]] और [[:hi:ए कोल्ड स्वेट हॉट - हेयडेड बिलिवर|ab-initio]] विधियाँ शामिल हैं।
कम्प्यूटेशनल भौतिकी सौदों की व्यापक श्रेणी के कारण, यह भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों में आधुनिक अनुसंधान का एक अनिवार्य घटक है, अर्थात्:  [[ त्वरक भौतिकी ]],  [[ खगोल भौतिकी ]],  [[ सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत ]] ( [[ संख्यात्मक सापेक्षता ]] के माध्यम से),  [[ द्रव यांत्रिकी ]] ( [[ कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी ]]),  [[ जाली क्षेत्र सिद्धांत ]]/ [[ जाली गेज सिद्धांत ]] (विशेषकर  [[ जाली QCD |  जाली क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स ]]),  [[ प्लाज्मा भौतिकी ]] ( [[ प्लाज्मा मॉडलिंग ]] देखें), भौतिक प्रणालियों का अनुकरण (उदाहरण के लिए [[ आणविक गतिकी ]] का उपयोग करके), [[ परमाणु इंजीनियरिंग कंप्यूटर कोड ]], [[ प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी ]], [[ मौसम भविष्यवाणी ]],  [[ ठोस अवस्था भौतिकी ]],  [[ नरम संघनित पदार्थ ]] भौतिकी, हाइपरवेलोसिटी प्रभाव भौतिकी आदि।


कम्प्यूटेशनल ठोस अवस्था भौतिकी, उदाहरण के लिए, ठोस के गुणों की गणना करने के लिए  [[ घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत ]] का उपयोग करती है, जो कि रसायनज्ञों द्वारा अणुओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि के समान है। ठोस अवस्था भौतिकी में रुचि की अन्य मात्राएँ, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना, चुंबकीय गुण और आवेश घनत्व की गणना इस और कई विधियों द्वारा की जा सकती है, जिसमें  [[ लुटिंगर-कोन मॉडल |  लुटिंगर-कोन ]] /  [[ k.p विधि ]] और  [[ ab शामिल हैं। -इनिटियो ]] विधियाँ।
==यह सभी देखें==


==See also==
* [[:hi:उन्नत सिमुलेशन लाइब्रेरी|उन्नत सिमुलेशन लाइब्रेरी]]
* [[Advanced Simulation Library]]
* [[:hi:सीईसीएएम|सीईसीएएम - सेंटर यूरोपियन डे कैलकुलेशन एटॉमिक एट मॉलिक्यूलर]]
* [[CECAM|CECAM - Centre européen de calcul atomique et moléculaire]]
* [[:hi:अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी|अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी]] [[:hi:अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी|के कम्प्यूटेशनल फिजिक्स (DCOMP) का डिवीजन]]
* [[DCOMP#DCOMP|Division of Computational Physics (DCOMP)]] of the [[American Physical Society]]
* [[:hi:भौतिकी में प्रकाशनों की सूची|कम्प्यूटेशनल भौतिकी में महत्वपूर्ण प्रकाशन]]
* [[List of publications in physics#Computational physics|Important publications in computational physics]]
* [[:hi:गणितीय भौतिकी|गणितीय]] और [[:hi:सैद्धान्तिक भौतिकी|सैद्धांतिक भौतिकी]]
* [[Mathematical physics|Mathematical]] and [[theoretical physics]]
* [[:hi:खुला स्रोत भौतिकी|मुक्त स्रोत भौतिकी]], कम्प्यूटेशनल भौतिकी पुस्तकालय और शैक्षणिक उपकरण
* [[Open Source Physics]], computational physics libraries and pedagogical tools
* [[:hi:कम्प्यूटेशनल भौतिकी की समयरेखा|कम्प्यूटेशनल भौतिकी की समयरेखा]]
* [[Timeline of computational physics]]
* [[:hi:कार-पैरिनेलो आणविक गतिकी|कार-पैरिनेलो आणविक गतिकी]]
* [[Car–Parrinello molecular dynamics]]


==References==
==संदर्भ==
{{reflist|refs=
{{reflist|refs=
<ref name=ThijssenBook>
<ref name=ThijssenBook>
Line 130: Line 127:
}}
}}


== Further reading ==
* A.K. Hartmann, [https://web.archive.org/web/200902 [[3048/http://worldscibooks.com/physics/6988.html Practical Guide to Computer Simulations], [[World Scientific]] (2009)
* [http://www.worldscinet.com/ijmpc/ijmpc.shtml International Journal of Modern Physics C (IJMPC): Physics and Computers], [[World Scientific]]
* [[Steven E. Koonin]], Computational Physics, [[Addison-Wesley]] (1986)
* T. Pang, An Introduction to Computational Physics, [[Cambridge University Press]] (2010)
* B. Stickler, E. Schachinger, Basic concepts in computational physics, [[Springer Verlag]] (2013). {{ISBN|9783319024349}}.
* E. Winsberg, ''Science in the Age of Computer Simulation''. Chicago: [[University of Chicago Press]], 2010.


==External links==
 
{{Commonscat}}
 
*[http://phycomp.technion.ac.il/'''C20 C20 IUPAP Commission on Computational Physics]
 
 
 
 
 
 
 
 
==External links==  
*[http://phycomp.technion.ac.il/ '''C20 C20 IUPAP Commission on Computational Physics''']
*[http://www.aps.org/units/dcomp/index.cfm American Physical Society: Division of Computational Physics]
*[http://www.aps.org/units/dcomp/index.cfm American Physical Society: Division of Computational Physics]
*[http://www.iop.org/activity/groups/subject/comp/index.html Institute of Physics: Computational Physics Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150213081724/http://www.iop.org/activity/groups/subject/comp/index.html |date=2015-02-13 }}
*[http://www.iop.org/activity/groups/subject/comp/index.html Institute of Physics: Computational Physics Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150213081724/http://www.iop.org/activity/groups/subject/comp/index.html |date=2015-02-13 }}
Line 146: Line 145:
*[http://www.compadre.org/OSP/ Open Source Physics]
*[http://www.compadre.org/OSP/ Open Source Physics]
*[http://www.obacs.com SCINET Scientific Software Framework]
*[http://www.obacs.com SCINET Scientific Software Framework]
*[http://www.physics.rutgers.edu/'''haule/509/ Computational Physics Course with youtube videos]
*[http://www.physics.rutgers.edu/ '''haule/509/ Computational Physics Course with youtube videos''']


{{Physics-footer}}
{{Physics-footer}}
Line 153: Line 152:
{{authority control}}
{{authority control}}


[[Category:AC with 0 elements]]
[[Category:Articles with short description]]
[[Category:CS1 English-language sources (en)]]
[[Category:Collapse templates]]
[[Category:Lua-based templates]]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:Navigational boxes| ]]
[[Category:Navigational boxes without horizontal lists]]
[[Category:Pages with reference errors]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Short description with empty Wikidata description]]
[[Category:Sidebars with styles needing conversion]]
[[Category:Template documentation pages|Documentation/doc]]
[[Category:Templates Vigyan Ready]]
[[Category:Templates generating microformats]]
[[Category:Templates that add a tracking category]]
[[Category:Templates that are not mobile friendly]]
[[Category:Templates that generate short descriptions]]
[[Category:Templates using TemplateData]]
[[Category:Webarchive template wayback links]]
[[Category:Wikipedia metatemplates]]
[[Category:अध्ययन के कम्प्यूटेशनल क्षेत्र]]
[[Category:कम्प्यूटेशनल भौतिकी| ]]
[[Category:कम्प्यूटेशनल भौतिकी| ]]
[[Category: अध्ययन के कम्प्यूटेशनल क्षेत्र]]
[[Category: Machine Translated Page]]

Latest revision as of 12:27, 13 September 2023

कम्प्यूटेशनल भौतिकी भौतिकी में समस्याओं को हल करने के लिए संख्यात्मक विश्लेषण का अध्ययन और कार्यान्वयन है जिसके लिए एक मात्रात्मक सिद्धांत पहले से मौजूद है। ऐतिहासिक रूप से, कम्प्यूटेशनल भौतिकी विज्ञान में आधुनिक कंप्यूटरों का पहला अनुप्रयोग था, और अब यह कम्प्यूटेशनल विज्ञान का एक सबसेट है। इसे कभी-कभी सैद्धांतिक भौतिकी के उप-अनुशासन (या शाखा) के रूप में माना जाता है, लेकिन अन्य इसे सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक भौतिकी के बीच एक मध्यवर्ती शाखा मानते हैं - अध्ययन का एक क्षेत्र जो सिद्धांत और प्रयोग दोनों को पूरक करता है। [1][2]

अवलोकन

भौतिकी, अनुप्रयुक्त गणित और कंप्यूटर विज्ञान के ओवरलैप के रूप में और उनके बीच एक सेतु के रूप में कम्प्यूटेशनल भौतिकी की बहु-विषयक प्रकृति का प्रतिनिधित्व[3]

भौतिकी में, गणितीय मॉडल पर आधारित विभिन्न सिद्धांत सिस्टम के व्यवहार के बारे में बहुत सटीक भविष्यवाणियां प्रदान करते हैं। दुर्भाग्य से, प्रायः ऐसा होता है कि उपयोगी भविष्यवाणी उत्पन्न करने के लिए किसी विशेष प्रणाली के गणितीय मॉडल को हल करना संभव नहीं है। यह हो सकता है, उदाहरण के लिए, जब समाधान में क्लोज-फॉर्म एक्सप्रेशन नहीं होता है, या बहुत जटिल होता है। ऐसे मामलों में, संख्यात्मक सन्निकटन की आवश्यकता होती है। कम्प्यूटेशनल भौतिकी वह विषय है जो इन संख्यात्मक अनुमानों से संबंधित है: समाधान का अनुमान सरल गणितीय संचालन (एल्गोरिदम) की एक सीमित (और आमतौर पर बड़ी) संख्या के रूप में लिखा जाता है, और इन कार्यों को करने और अनुमानित समाधान की गणना करने के लिए एक कंप्यूटर का उपयोग किया जाता है और संबंधित त्रुटि है।

भौतिकी में स्थिति

वैज्ञानिक पद्धति के भीतर गणना की स्थिति के बारे में बहस चल रही है।[4] कभी-कभी इसे सैद्धांतिक भौतिकी के अधिक समान माना जाता है; कुछ अन्य लोग कंप्यूटर सिमुलेशन को "कंप्यूटर प्रयोग" के रूप में देखते हैं,[4] फिर भी अन्य इसे सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक भौतिकी के बीच एक मध्यवर्ती या अलग शाखा मानते हैं, एक तीसरा तरीका जो सिद्धांत और प्रयोग को पूरक करता है। जबकि कंप्यूटर का उपयोग डेटा के मापन और रिकॉर्डिंग (और भंडारण) के लिए प्रयोगों में किया जा सकता है, यह स्पष्ट रूप से एक कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का गठन नहीं करता है।

कम्प्यूटेशनल भौतिकी में चुनौतियां

कम्प्यूटेशनल भौतिकी की समस्याओं को सामान्य रूप से ठीक से हल करना बहुत मुश्किल है। यह कई (गणितीय) कारणों से है: बीजीय और/या विश्लेषणात्मक सॉल्वैबिलिटी, जटिलता और अराजकता की कमी है। उदाहरण के लिए,- यहां तक कि स्पष्ट रूप से सरल समस्याएं, जैसे कि एक मजबूत विद्युत क्षेत्र ( स्टार्क प्रभाव ) में एक परमाणु की परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉन की तरंग की गणना करने के लिए, एक व्यावहारिक एल्गोरिथ्म तैयार करने के लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता हो सकती है (यदि कोई पाया जा सकता है); अन्य क्रूडर या ब्रूट-फोर्स तकनीक, जैसे कि ग्राफिकल तरीके या रूट फाइंडिंग की आवश्यकता हो सकती है। अधिक उन्नत पक्ष पर, गणितीय गड़बड़ी सिद्धांत का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है (इस विशेष उदाहरण के लिए यहां एक कार्य दिखाया गया है)। इसके अलावा, कई-शरीर की समस्याओं (और उनके शास्त्रीय समकक्षों ) के लिए कम्प्यूटेशनल लागत और कम्प्यूटेशनल जटिलता तेजी से बढ़ती है। एक मैक्रोस्कोपिक प्रणाली में आमतौर पर के क्रम का आकार होता है घटक कण, इसलिए यह कुछ हद तक एक समस्या है। क्वांटम यांत्रिक समस्याओं को हल करना आम तौर पर सिस्टम के आकार में घातीय क्रम का होता है[5] और शास्त्रीय एन-बॉडी के लिए यह क्रम एन-वर्ग का होता है। अंत में, कई भौतिक प्रणालियां स्वाभाविक रूप से सबसे अच्छी तरह से अरेखीय हैं, और सबसे खराब अराजक हैं: इसका मतलब यह है कि यह सुनिश्चित करना मुश्किल हो सकता है कि कोई भी संख्यात्मक त्रुटियां 'समाधान' को निष्क्रिय करने के बिंदु तक न बढ़ें। [6]

तरीके और एल्गोरिदम

क्योंकि कम्प्यूटेशनल भौतिकी समस्याओं के एक व्यापक वर्ग का उपयोग करती है, इसे आम तौर पर विभिन्न गणितीय समस्याओं के बीच विभाजित किया जाता है जो इसे संख्यात्मक रूप से हल करते हैं, या इसके द्वारा लागू होने वाली विधियों। उनके बीच, कोई विचार कर सकता है:

इन सभी विधियों (और कई अन्य) का उपयोग प्रतिरूपित प्रणालियों के भौतिक गुणों की गणना के लिए किया जाता है।

कम्प्यूटेशनल भौतिकी भी कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान से कई विचारों को उधार लेती है - उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थों के गुणों की गणना करने के लिए कम्प्यूटेशनल ठोस राज्य भौतिकविदों द्वारा उपयोग किए जाने वाले घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत मूल रूप से अणुओं के गुणों की गणना करने के लिए रसायनज्ञों द्वारा उपयोग किए जाने वाले समान होते हैं।

इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल भौतिकी में समस्याओं को हल करने के लिए सॉफ़्टवेयर / हार्डवेयर संरचना की ट्यूनिंग शामिल है (क्योंकि समस्याएं आमतौर पर बहुत बड़ी हो सकती हैं, प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता में या स्मृति अनुरोधों में)।

वर्ग

भौतिकी में हर प्रमुख क्षेत्र के लिए एक संबंधित कम्प्यूटेशनल शाखा खोजना संभव है:

अनुप्रयोग

कम्प्यूटेशनल भौतिकी सौदों के व्यापक वर्ग के कारण, यह भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों में आधुनिक अनुसंधान का एक अनिवार्य घटक है, अर्थात्: त्वरक भौतिकी, खगोल भौतिकी, सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत ( संख्यात्मक सापेक्षता के माध्यम से), द्रव यांत्रिकी (कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी), जाली क्षेत्र सिद्धांत / जाली गेज सिद्धांत (विशेष रूप से जाली क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स), प्लाज्मा भौतिकी (प्लाज्मा मॉडलिंग देखें), भौतिक प्रणालियों का अनुकरण (उदाहरण के लिए आणविक गतिशीलता का उपयोग करके), परमाणु इंजीनियरिंग कंप्यूटर कोड, प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी, मौसम की भविष्यवाणी, ठोस अवस्था भौतिकी, नरम संघनित मैटर फिजिक्स, हाइपरवेलोसिटी इम्पैक्ट फिजिक्स आदि।

कम्प्यूटेशनल ठोस अवस्था भौतिकी, उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थों के गुणों की गणना करने के लिए घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत का उपयोग करती है, जो कि रसायनज्ञों द्वारा अणुओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि के समान है। ठोस अवस्था भौतिकी में रुचि की अन्य मात्राएँ, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना, चुंबकीय गुण और आवेश घनत्व की गणना इस और कई विधियों द्वारा की जा सकती है, जिसमें लुटिंगर-कोहन/kp विधि और ab-initio विधियाँ शामिल हैं।

यह सभी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Thijssen, Jos (2007). Computational Physics. Cambridge University Press. ISBN 978-0521833462.
  2. ↑ Landau, Rubin H.; Páez, Manuel J.; Bordeianu, Cristian C. (2015). Computational Physics: Problem Solving with Python. John Wiley & Sons.
  3. ↑ Landau, Rubin H.; Paez, Jose; Bordeianu, Cristian C. (2011). A survey of computational physics: introductory computational science. Princeton University Press. ISBN 9780691131375.
  4. ↑ 4.0 4.1 A molecular dynamics primer Archived 2015-01-11 at the Wayback Machine, Furio Ercolessi, University of Udine, Italy.
  5. ↑ Feynman, Richard P. (1982). "Simulating physics with computers". International Journal of Theoretical Physics (in English). 21 (6–7): 467–488. Bibcode:1982IJTP...21..467F. doi:10.1007/bf02650179. ISSN 0020-7748.
  6. ↑ Sauer, Tim; Grebogi, Celso; Yorke, James A (1997). "How Long Do Numerical Chaotic Solutions Remain Valid?". Physical Review Letters. 79 (1): 59–62. Bibcode:1997PhRvL..79...59S. doi:10.1103/PhysRevLett.79.59. S2CID 102493915.







External links

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=अभिकलनात्मक_भौतिकी&oldid=257526’