起来却很慢,只起到了对理论与实验的辅助作用,只能算是一门较冷门、不受重视的分支学科。
归根到底,是因为它实施起来的难度太高,准确率又太低。
首先,它需要同时对化学、物理的材料相关理论知识有较深的了解,又必须掌握实验方法和制造工艺,起码要懂得实验数据是怎么得出来的,又会有怎样的变化,最重要的是,它对数学水平要求很高,能根据上述掌握的知识,将数据化为数学模型,然后还要进行编程,写出可以运行的程序,才能通过计算机进行模拟。
这只是第一步,之后还要反复根据实验数据进行数学模型的修正和优化,进而反推演出材料的设计制造工艺,或者是推演出材料的特性、反应过程等等,为实验提供参考意见等等。
别的不提,光是数学建模就涉及到建立运动学方程、状态方程、结构演化方程、微分方程和差分方程的求解……还要设置各种实验有关、理论相关的温度湿度亮度等几十个参数。
此外材料最基本的单位是“分子”,数学建模时还要用到分子动力学,粒子的相互作用系统、粒子系综运动方程的算法(起码要掌握常见的维烈特算法和吉尔算法)、分子间作用势、相场动力学、元胞自动机方法等等。
简而言之,想要精通计算材料学,就必须同时精通物理、化学、数学、计算机四大学科,拥有极灵活的思维与极广阔的视野。
何况因为相关的数学建模与程序编写太过麻烦,一个小参数的出错,一行代码没写好,就会使得最终的推演结果与实际差别很大,甚至南辕北辙。
这么高的要求,这么低的容错率,谁还特么愿意去学?
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