Re: [問卦] 碩士論文是跑模擬的有多爽消失

看板Gossiping作者時間8年前 (2016/05/02 01:17), 編輯推噓33(33推 0噓 10→)
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雖然是個廢文，但是身為一個做模擬的博士候選人，還是回一下好了，順便談談什麼是模擬。先講這篇文章的問題，我可以回答的是....做實驗的人都會"誤以為"跑模擬的很爽，包含本魯的系上其他老師同學都會有這樣的想法。但是，實際上....有的時候反而覺得實驗的才爽.....因為啊，實驗的結果，無論好壞都能夠發表，而且如果結果夠好解釋的理由根本隨你掰..事實上，我就看過那種狗屁不通的物理解釋登在應用物理的頂尖期刊上.....而模擬的結果基本上可以用一句話形容："garbage in, garbage out"只要做出來的結果不理想，很抱歉請你重做，無論之前投入多少心血都請砍掉重練。(模擬要花的心血其實不會比實驗少．等等再來講這塊)而且，既然都做模擬了，讀者想看到的物理解釋一定是要更為完善的，所以不能隨便丟個自圓其說的講法就當作沒這回事。畢竟，模擬的本意是想看實驗做不出來的東西，所以如果所有結果實驗都能重現的話那也失去了做研究的意義。好啦，講完模擬的甘苦談後，就來介紹一下模擬是什麼好了。每個領域都有模擬，而我做的是材料相關的，所以我就來談談材料模擬。材料的模擬有很多種，橫跨的尺度很大，而不同尺度的模擬能看的問題也不同。像原文提到的有限元素分析，是屬於連續體的模擬。這個技巧可以處理力學以及輸送(熱傳質傳etc)相關的問題，時間與空間尺度可以很長，只要有夠好的govern equation可以相當精準的預測實驗的結果。在實驗設計和解決工程問題上，是相當重要的工具。然而，這方面的模擬有兩個困境：1.這類模擬基本上都是從現有的物理或工程模型出發，所以就算結果重現的再好其實也無 法提出新的理論。2.這是數學方面的問題。就算是猜錯govern equation，還是可以藉由調整參數做出接近實 驗觀察之結果。不過，這樣調出來的參數在預測其他相似系統的時候必定很容易出問題 ，而且可怕的是就算知道有問題卻還是找不出問題在哪....當尺度慢慢減小，就進入了界觀尺度(meso-scale)，時間尺度大概是毫秒至微秒，而空間尺度是毫米或次微米。此部分的問題主要是處理蛋白質、顆粒、一些流體，而統計力學的理論在此也慢慢開始被應用。對藥廠來說，這部分的模擬非常重要，因為很多藥物釋放控制都是透過這尺度下的模擬來進行預測。當繼續縮小，到達微米甚至奈米尺度的時候，就是我們常說的"coarse-grain"問題。此部分的問題處理方式是將一群原子包裝成particle，並且尋找適合描述particle間作用力的數學模型，再運用統計力學的原理進行計算預測。此部分的結果可以看大分子或是微晶粒的動力學，例如長晶、成核之類。當尺寸縮到原子尺度、時間縮到奈秒至皮秒等級的時候，就進入了分子與原子模擬的領域。這些工具可以看的行為已經是相當微觀了，例如反應與擴散的機制或是差排、雙晶等微觀力學行為。此部分的模擬的governing equation說簡單也很簡單，就是牛頓力學啦。不過，難是難在要如何描述 F = ma 的 F 。在此尺度下，原子間的作用力是藉由一些簡化過的數學模型加以描述。然而，這些簡化過的模型有的仍然相當複雜，而且建構這些模型需要相當多無機/有機化學與統計力學的背景知識，所以本身也是一門大學問.....當繼續縮小到電子尺度的時候，就進入了第一原理計算(first-principles calculation)的世界。第一原理計算，顧名思義就是不需要任何實驗參數或是簡化推導的數學模型，而是直接藉由薛丁格方程式求出原子或電子間的相互作用力。當然在這部分還是有一些假設或是簡化啦，像是最常見的密度泛函理論(density functional theory)。這部分的計算除了可以得出更精確的原子作用力外，很多和電子相關的行為，例如吸收光譜、介電性質、能帶結構等等都能夠藉由此尺度下的模擬預測得知。所以，這尺度下的計算最能夠解決實驗無法看到的問題、提出新的物理理論。然而，缺點是非常非常非常非常費時。本魯做的題目剛好是最小尺度的原子尺度模擬與第一原理計算。有的時候跑一個模擬三個月就過去了，而且還沒辦法提出很好的解釋，做完後發現自己還要設計更多的計算來驗證.....我們實驗室每個碩班學生的論文動輒100頁，博班如我更是預口試的時候就破200頁甚至還有一個章節沒放在預口試論文中......半夜三點的台北，或凌晨5點的椰林大道，我看的也不會比較少啦。所以，說做模擬很輕鬆嗎？當想要做出好東西的時候，從來沒有什麼是輕鬆的.....--※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 61.230.91.212※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1462123032.A.525.html
推
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沒想到這裡也看的到m大@@
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看不懂辣 純推認真文
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看不懂，但我論文跟內文也有個0.87％相似，推
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做CAE的可悲之處，在於缺乏實務經驗
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我倒是覺得如果第一原理計算尺度的模擬有學好的話，學實驗解決方法會相當容易。系上有教授博士班時期就是做模擬的，現在也把實驗的研究室帶的有聲有色。至於我老闆現在根本是很多老師的固定諮詢對象，碰到實驗上難以解釋的現象時都會向我老闆請教，甚至請他幫忙想實驗方向。※ 編輯: maxspeed150 (61.230.91.212), 05/02/2016 01:24:22
推
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上次m大也是分享論文，看來要破關了，先恭喜。
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有模擬女友嗎?
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看不懂覺得李hi
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好文推個
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做模擬萬一口試老師是實驗派很容易被轟到歪頭 守舊實
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小弟才疏學淺 好奇請教是哪個系所的?
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驗派滿不喜歡數值模擬的
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酸言酸語也不是沒遇過啦(笑)只能拿出結果讓他們心服口服囉。
推
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要做模擬 理論真的要很強 而且還要排超級電腦的時段
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推
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材料的吧
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感覺好厲害
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※ 編輯: maxspeed150 (61.230.91.212), 05/02/2016 01:28:44
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其實到業界後會發現大系統的CAE分析只能看趨勢，所以常
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不被設計部分重視
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這就是台灣的現況啦。不過是說有的公司也的確很重視，像某家台灣的指標性代工廠就買了一大堆的模擬軟體，一年花了幾千萬。但是啊.....買了之後會用的人少啊，而且那家指標性公司有點各自為政，畢竟每個主管看待模擬的態度不同，而懂這塊的主管更少....※ 編輯: maxspeed150 (61.230.91.212), 05/02/2016 01:30:42
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論文本來就很多沒驗證的狗屁 QQ
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推
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學長 失禁失禁
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有限元!!
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做模擬結果不重要啦。在於學會寫程式出去很好找工作
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這也倒是真的，大學長畢業後進了那個指標性代工廠，整個部門只有他一個懂coding...※ 編輯: maxspeed150 (61.230.91.212), 05/02/2016 01:33:46
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生科人表示：養個動物、種個植物、弄個細胞可以各種莫
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名原因死掉(污染)一年半年，畢業個屁
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是說進了代工廠 會 coding好像也無武之地
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做第一原理的 工作難找啦 真的說
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台大做第一原理 是郭老師嗎
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生科人表示：唉
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推
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台灣大部分需要後段做系統的苦工
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推
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物理所或材料所
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推
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材料幫推 幫QQ
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同是CAE模擬的給推!
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推
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CAE模擬推推
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推
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實驗哪裡才爽...
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推推
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05/02 02:24, , 34F
看不懂，看完覺得有難度~
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我同意做要出好東西時，從來沒有什麼是輕鬆的
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不過對於你以為實驗結果無論好壞都能發到非常不認同
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但這就是跨領域間的 認知鴻溝 到也沒什麼好批評的
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博士好辛苦
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推
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受教
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推
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博班學長加油啊!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
05/02 10:09, 40F
推
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推 第一原理，超難 崩潰
05/02 12:49, 41F
推
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物理所郭董學生嗎?
05/02 13:19, 42F
話說這樣一講我才發現台大裡面好多郭老師在做第一原理...物理所的郭老師、中研院原分所兼任台大物理的郭老師、還有材料所的郭老師※ 編輯: maxspeed150 (140.112.172.120), 05/02/2016 13:46:57
推
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看的懂，給推
06/14 20:08, 43F
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