
Computational Approaches in Physics
Computational Approaches in Physics gibt einen Überblick über Berechnungsmethoden, die bei der Simulation physikalischer Systeme eingesetzt werden. Diese reichen von sehr genauen ab initio Verfahren bis hin zu grobkörnigen und mesoskopischen Verfahren.
Die Wahl der Methode richtet sich nach der gewünschten Genauigkeit und Recheneffizienz. Es wird ein Bottom-up-Ansatz verwendet, um die verschiedenen in der Physik verwendeten Simulationsmethoden vorzustellen, beginnend mit den untersten Ebenen und den genauesten Methoden bis hin zu den teilchenbasierten Methoden. Das Buch umreißt die jeder Technik zugrunde liegende Theorie und ihre Komplexität, geht auf die rechnerischen Auswirkungen und Probleme bei der Implementierung ein und stellt repräsentative Beispiele vor.
Ein Link zu den gängigsten kommerziellen oder Open-Source-Rechenprogrammen ist in jedem Kapitel aufgeführt. Die Stärken und Schwächen der verschiedenen Techniken, die in diesem Buch behandelt werden, werden detailliert dargestellt und die Visualisierungswerkzeuge, die üblicherweise verwendet werden, um die Simulationsdaten verständlicher zu machen, werden ebenfalls diskutiert.
Schließlich werden spezifische Techniken als Brücken zwischen den verschiedenen Disziplinen eingesetzt. Zu diesem Zweck werden Beispiele für verschiedene Systeme vorgestellt, die mit denselben Methoden behandelt wurden.
Die Anhänge enthalten Elemente der physikalischen Theorie, die Voraussetzung für das Verständnis der Simulationsmethoden sind.