Modélisation des matériaux
Description du module
Modélisation
La physique numérique (ou parfois physique informatique) est l'étude et l'implémentation d'algorithmes numériques dans le but de résoudre des problèmes physiques pour lesquels une théorie existe déjà. Elle est souvent considérée comme une sous-discipline de la physique théorique mais certains la considèrent comme une branche intermédiaire entre la physique théorique et la physique expérimentale.
En général, les physiciens définissent un système et son évolution grâce à des formules mathématiques précises. Il arrive souvent que la solution des équations basées sur les principes de la physique fondamentale ne soit pas adaptée à la description du système. Ceci est particulièrement vrai dans le cas de la mécanique quantique, où seulement une poignée de modèles simples possèdent des solutions analytiques complètes. Dans les cas où les systèmes ont seulement des solutions numériques, des calculs numériques sont employés.
Modélisation et simulation
À première vue, il n’est pas facile de caractériser la modélisation et la simulation. Certes, une variété de domaines d’application tels que lorsque la dynamique de fluide, les systèmes énergétiques et la gestion logistique l’utilisent sous une forme ou une autre. En fonction du contexte, la modélisation et la simulation sont souvent considérées comme un sous-ensemble de la théorie des systèmes, de la théorie du contrôle, de l'analyse numérique, Informatique, intelligence artificielle ou recherche opérationnelle. La modélisation et la simulation intègrent de plus en plus dans les disciplines ci-dessus. Récemment, la modélisation et la simulation sont appelées à devenir le paradigme informatique du futur. En tant que paradigme, c’est une façon de représenter les problèmes et d’y penser, autant qu’une méthode de résolution. Les problèmes concernent l'analyse et la conception de systèmes dynamiques complexes. En analyse, les modèles abstraits sont construits de manière inductive à partir d'observations d'un système réel. Dans la conception, des modèles déduits de connaissances a priori sont utilisés pour construire un système, satisfaisant certains objectifs de conception. Souvent, une combinaison itérative d’analyses et de conceptions est nécessaire pour résoudre les problèmes réels. Bien que la modélisation et la simulation soient centrées sur le comportement de systèmes dynamiques (c'est-à-dire évoluant dans le temps), systèmes statiques sont un cas limite. À la fois physiques (obéissant à des lois de conservation et de contrainte) et non physiques (informatives, tels que les logiciels) et leurs interactions sont étudiés par modélisation et simulation.