Кіріспе

Есептеу әдістерін пайдалана отырып механиканы қолдану Есептеу механикасы - механика принциптерімен реттелетін құбылыстарды зерттеу үшін есептеу әдістерін қолданумен байланысты пән. Теориялық және эксперименттік ғылымдардан басқа "үшінші жол" ретінде есептеулік ғылымның (сонымен қатар ғылыми есептеу деп аталады) пайда болуына дейін есептеу механикасы қолданбалы механиканың кіші саласы деп кеңінен саналған. Қазір ол есептеу ғылымдарының бір саласы ретінде қарастырылады.

Шолу

Есептеу механикасы (КМ) - пән аралық. Оның үш тірегі - механика, математика, компьютерлік ғылым және физика.

Механика

Есептік сұйықтық динамикасы, есептеу термодинамикасы, есептеу электромагнит, есептеу қатты дене механикасы - КМ-нің көптеген мамандықтарының кейбіреулері.

Математика

Математиканың есептеу механикасына ең көп қатысты салалары - бөлшектік дифференциалдық теңдеулер, сызықтық алгебра және сандық талдау. Ең танымал сандық әдістер - шекті элемент, шекті айырма және доминанттық ретімен шекті элемент әдістері. Қатты механикада шекті элементтік әдістер шекті айырмашылық әдістерінен әлдеқайда кең таралған, ал сұйықтық механикасында, термодинамикада және электромагнетизмде шекті айырмашылық әдістері бірдей қолданылады. Шекаралық элемент техникасы жалпы алғанда аз танымал, бірақ белгілі бір салаларда, мысалы, акустика инженериясында, өзіндік орны бар.

Компьютерлік ғылым

Компьютерлік есептеулерге қатысты, компьютерлік бағдарламалау, алгоритмдер және параллель есептеулер CM-де үлкен рөл атқарады. Ғылыми қоғамдастықта, соның ішінде есептеу механикасында, ең көп қолданылатын бағдарламалау тілі - Фортран. Соңғы уақытта C++ танымалдылығы артты. Ғылыми есептеулер қауымдастығы C++ тілін франка тіл ретінде қабылдауда баяу болды. Математикалық есептеулерді өте табиғи түрде көрсету және визуализациялау мүмкіндіктері, сонымен қатар, MATLAB тілін кеңінен қолдану, әсіресе жедел қосымшаларды әзірлеу және модельдерді тексеру үшін қолданылады.

Қолданбалар

Есептеу механикасы практикалық қолданыста болған кейбір мысалдар - көлік апатын симуляциялау, мұнай қоймасын модельдеу, биомеханика, шыны жасау және жартылай өткізгіш модельдеу. Талдау әдістерін қолдану арқылы емдеу өте қиын немесе мүмкін емес күрделі жүйелер есептеу механикасы ұсынған құралдарды қолдану арқылы сәтті симуляцияланды.