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数值模拟

已有 8726 次阅读 2009-3-3 19:17 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

我本来不是太重视数值模拟,而只是想做解析工作。可是当实际进入到科研工作中,情况却不是自己想的那样,自己对数值模拟的看法也在慢慢改变。当代物理学可以说是解析、实验和数值三分天下,严格来说,解析和数值是一伙的,都属于理论工作,它们所得的结果都有个对错问题,而实验所得的结果,只要操作规范,就没有对错问题。现在研究的东西越来越复杂,能够得出几个漂亮的解析结果已实属不易,而且数值模拟还有它解析所不能取代的价值,这里不想多谈,主要是想说说数值模拟也应当像做实验一样规范。

好多刚做数值模拟的人都有这么一个经历,就是把程序编好了之后,就把参数调来调去,一阵猛试之后,得到了很多结果,结果不知怎样去处理这些数据。这样没有章法的去弄之后后果有两个,一是分不清糟粕,不知道自己得到的数据可信度是多大;二是不能充分挖掘自己所编程序的价值,有些人可能只是为某一个问题而编了一个程序,做完这个问题之后就甩在一边了,有时候这是一种浪费,就像购置了一台实验设备做了一次实验扔掉了一样。

数值模拟的第一步是针对某一个具体的问题编一个程序骨架,就像制造了一件实验设备一样。编的程序不能太死,要适当地多设值一些参数,使程序有足够的灵活性,适用的范围更加宽广。找几个简单的情况调试一下,保证“设备”运转基本正常。

第二步是要有一个idea,一个想法,这是很重要的,物理的思想是最重要的,数值的结果是为其服务的。我们不能乱试,让自己精心设计制造的实验设备做普通的实验不是明智的行为。总之在进行数值模拟之前要有充分的思想准备,而且还要有预期的结果。

第三步是要确定参数制定运行程序的步骤。这一步要求我们要先去做一些解析工作,这是数值模拟成败的关键,因为如果参数区间选取的不合适,就看不到我们要看到的现象。还要有个模拟计划 ,我的研究重点是哪几个,第一步做什么,第二步做什么,等等,写出来,时刻提醒自己,不要做的时候乱了分寸。把想研究的东西都明确下来,不至于遗漏下来什么。

第四步是运行程序,得到数据,分析数据,分类和备份结果。通常是要把图画出来,与自己预期的结果比较,得出结果,写成文章或是报告。写报告是有必要的,就像写实验报告一样,一方面是把自己辛苦的工作成果做一总结,另一方面也是留作备份,方便以后查阅。如果闲麻烦,不必写的十分详细,但要包括源程序、程序说明、数据文件、图表和结果分析,把它们整理好,放在一个文件夹中。通常我们会在不同的参数下得到不同的数据,这就需要好好做一下分类,最好是一个结果放在一个文件夹里,不要稀里糊涂地都放地一个文件夹中,到后来眼花潦乱,自己也分不清了,要用的时候再做一遍。

第五步是要想想还可以做点其它什么事情,通常由于我们的目的性太强,把原来的问题解决了就觉得程序没有价值了,其实一个程序就是一架仪器,参数就是实验的材料,不充分利用的话就是一种资源浪费。有了这种观点,就会不断地去思考新的问题,得到更深入的结果。

 

 

 



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