مدل سازی چند مقیاسی ( انگلیسی: Multiscale modeling ) یکی از روش های کاربردی در شبیه سازی سیستم های فیزیکی است که در آن ها خواص فیزیکی مواد در مقیاس های گوناگون در نظر گرفته می شود. به بیانی دیگر مدل سازی چند مقیاسی روشی برای حل مسائلی است که ویژگی های مهمی در مقیاس های زمانی و یا مکانی متعدد دارند. مهم ترین این مسائل شامل مدل سازی چند مقیاسی سیالات [ ۱] [ ۲] ، جامدات [ ۲] [ ۳] ، پلیمرها [ ۴] [ ۵] ، پروتئین ها [ ۶] [ ۷] [ ۸] [ ۹] و نوکلئیک اسیدها [ ۱۰] در کنار تعداد زیادی از پدیده های مختلف فیزیکی و شیمیایی دیگر ( مانند جذب، واکنش های شیمیایی، انتشار ) . [ ۸] [ ۱۱] [ ۱۲]
باتوجه به توسعه ابزارهای محاسباتی در دهه های اخیر و خلق شبیه سازی های در مقیاس اتمی در حوزه های مختلف عملا دقت محاسباتی در مسائل گوناگون افزایش قابل توجهی یافته است. از طرفی اما همین ابزارهای توسعه یافته در شبیه سازی سیستم های ماکرو در مقیاس اتمی همچنان ناتوان بوده و بزرگ ترین مساله ای که تاکنون در مقیاس اتمی شبیه سازی شده است، دربرگیرنده ی ۱۰۰ میلیارد اتم می باشد که این عدد در مقایسه با سیستم های ماکرو بسیار بسیار ناچیز می باشد. بنابراین تعارضی به وجود آمده است از سویی دانشمندان به دنبال دقت بالای محاسباتی شبیه سازی های در مقیاس میکرو یا نانو بوده و از سوی دیگر توانایی ابزارهای محاسباتی امروزه اجازه شبیه سازی سیستم های ماکرو در آن مقیاس ها را نمی دهند. لازم به ذکر است که موج اخیر مدل سازی چند مقیاسی مرتبط با مکانیک جامدات که اکنون به یک فعالیت چند رشته ای بین المللی تبدیل شده و تقریباً تمام صنایع را در برگرفته است، از منبعی نامحتمل نشأت گرفته است. از آنجایی که آزمایشگاه های ملی وزارت انرژی ایالات متحده ( DOE ) شروع به کاهش آزمایش های زیرزمینی هسته ای در اواسط دهه 1980 کردند، با آخرین آزمایش در سال 1992، ایده طراحی و مفاهیم تحلیل مبتنی بر شبیه سازی متولد شد و مدل سازی چند مقیاسی کلیدی برای دستیابی به شبیه سازی های دقیق تر بود. برهمین اساس ابزارهای پیش بینی دقیق، تعداد تست های سطح سیستم های مقیاس بزرگ که قبلاً برای اعتبارسنجی یک طراحی استفاده می شدند را به طور قابل توجهی کاهش داد. [ ۱۳]
رشد مدل سازی چند مقیاسی در بخش صنعتی در درجه اول به دلیل انگیزه های مالی بود. از دیدگاه آزمایشگاه های ملی DOE، تغییر ذهنیت آزمایش های سیستم های مقیاس بزرگ به دلیل پیمان منع استفاده از سلاح های هسته ای در 1996 رخ داد. هنگامی که صنعت متوجه شد که مفاهیم مدل سازی چند مقیاسی و طراحی مبتنی بر شبیه سازی نسبت به نوع محصول تغییر نمی کند و شبیه سازی های چند مقیاسی موثر در واقع می تواند منجر به بهینه سازی طراحی شود، یک تغییر پارادایم در اقدامات مختلف در صنایع مختلف در بخش کاهش هزینه ها شروع شد. صرفه جویی و دقت در برآورد ضمانت محصول منطقی شد. چه طراحی یک خودرو، هواپیما، ساختمان یا هر سیستم ساختاری برای آن موضوع، آزمایش های سیستم های مقیاس بزرگ گران بودند ( و هستند ) و مدل های هزینه نشان دادند که یک طراحی مبتنی بر فیزیک می تواند بازگشت سرمایه گذاری زیادی داشته باشد. مزایا استفاده از شبیه سازی های چندمقیاسی شامل موارد زیر است [ ۱۳] :
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفباتوجه به توسعه ابزارهای محاسباتی در دهه های اخیر و خلق شبیه سازی های در مقیاس اتمی در حوزه های مختلف عملا دقت محاسباتی در مسائل گوناگون افزایش قابل توجهی یافته است. از طرفی اما همین ابزارهای توسعه یافته در شبیه سازی سیستم های ماکرو در مقیاس اتمی همچنان ناتوان بوده و بزرگ ترین مساله ای که تاکنون در مقیاس اتمی شبیه سازی شده است، دربرگیرنده ی ۱۰۰ میلیارد اتم می باشد که این عدد در مقایسه با سیستم های ماکرو بسیار بسیار ناچیز می باشد. بنابراین تعارضی به وجود آمده است از سویی دانشمندان به دنبال دقت بالای محاسباتی شبیه سازی های در مقیاس میکرو یا نانو بوده و از سوی دیگر توانایی ابزارهای محاسباتی امروزه اجازه شبیه سازی سیستم های ماکرو در آن مقیاس ها را نمی دهند. لازم به ذکر است که موج اخیر مدل سازی چند مقیاسی مرتبط با مکانیک جامدات که اکنون به یک فعالیت چند رشته ای بین المللی تبدیل شده و تقریباً تمام صنایع را در برگرفته است، از منبعی نامحتمل نشأت گرفته است. از آنجایی که آزمایشگاه های ملی وزارت انرژی ایالات متحده ( DOE ) شروع به کاهش آزمایش های زیرزمینی هسته ای در اواسط دهه 1980 کردند، با آخرین آزمایش در سال 1992، ایده طراحی و مفاهیم تحلیل مبتنی بر شبیه سازی متولد شد و مدل سازی چند مقیاسی کلیدی برای دستیابی به شبیه سازی های دقیق تر بود. برهمین اساس ابزارهای پیش بینی دقیق، تعداد تست های سطح سیستم های مقیاس بزرگ که قبلاً برای اعتبارسنجی یک طراحی استفاده می شدند را به طور قابل توجهی کاهش داد. [ ۱۳]
رشد مدل سازی چند مقیاسی در بخش صنعتی در درجه اول به دلیل انگیزه های مالی بود. از دیدگاه آزمایشگاه های ملی DOE، تغییر ذهنیت آزمایش های سیستم های مقیاس بزرگ به دلیل پیمان منع استفاده از سلاح های هسته ای در 1996 رخ داد. هنگامی که صنعت متوجه شد که مفاهیم مدل سازی چند مقیاسی و طراحی مبتنی بر شبیه سازی نسبت به نوع محصول تغییر نمی کند و شبیه سازی های چند مقیاسی موثر در واقع می تواند منجر به بهینه سازی طراحی شود، یک تغییر پارادایم در اقدامات مختلف در صنایع مختلف در بخش کاهش هزینه ها شروع شد. صرفه جویی و دقت در برآورد ضمانت محصول منطقی شد. چه طراحی یک خودرو، هواپیما، ساختمان یا هر سیستم ساختاری برای آن موضوع، آزمایش های سیستم های مقیاس بزرگ گران بودند ( و هستند ) و مدل های هزینه نشان دادند که یک طراحی مبتنی بر فیزیک می تواند بازگشت سرمایه گذاری زیادی داشته باشد. مزایا استفاده از شبیه سازی های چندمقیاسی شامل موارد زیر است [ ۱۳] :
wiki: مدل سازی چند مقیاسی