在撰写研究文章时，如何处理因数值误差而导致的理论预期偏差？

计算科学 流体动力学 准确性 写作
2021-12-14 23:28:49

我们研究车辆的空气动力学。通常，存在湍流，这将导致力的时变测量。不稳定的流场决定了我们不能得到一个确定的结果。通常，我们得到一个粗略的结果。但是，这次我使用 CFD（计算流体动力学）计算力。

然而，由于数值误差，结果存在一些明显的缺陷。例如：

  1. 力系数为。但是，在物理世界中，我们通常在小数点后有两位数。我应该将更改为吗？0.000760.000760
  2. 净力之一应为，因为大小相同但方向相反的两个力和将相互抵消。但是，由于再次出现数值错误，和（在我只保留小数点后两位数之后），这导致净力为。我应该将其保留为，还是将其更改为？0F1F2F1=0.28F2=−0.270.010.010

数值方法产生的结果过于精确，它们好得令人难以置信。在实践中，不可能得到如此精确的结果。我将其中一个结果与实验结果进行了比较，发现它们之间存在 10% 的误差。

1个回答

如果您对模拟的某些可观察量有理论上的期望，我会看到两种处理它们的一般方法：

  1. 的事实。在这种情况下，您的 observables 的值并不有趣，因为它们通过构造与您的理论结果相匹配。F1=F2

  2. 您可以将它们用作健全性检查或模拟准确性的衡量标准。在这种情况下，发布有两种选择：

    • 您认为健全性检查进展顺利，没有足够的兴趣明确报告，即，只是您在做功课。

    • 你认为理智值得被报告。在这种情况下，您必须报告与零的偏差有多大。根据您的模拟类型、单位等，0.00076 可能大或小。那是你来决定的。

这与实验结果没有太大区别，在实验结果中，您需要理论知识（您不寻求确认）以提高准确性、获得测量值、作为健全性检查或衡量您的准确性。

另请注意，在没有任何进一步说明的情况下，0 绝不是呈现经验结果的好方法¹，无论是来自实验还是模拟。可以是：

  • 测量精度为零，
  • 数值为零，
  • 0.00076 ± 0.01 或更好 0.00 ± 0.01,
  • 符合期望值为零的原假设，
  • …,

但不仅仅是0。

¹这是一个实数，即不是计数的结果

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