计算物理学的简介
传导，或者物体之间的热传递，是我们每天都会经历的事情。把锅放在炉子上或者坐在热的公园长椅上，给了我们传导热传递的直观感受，但在这里我们将形式化这个过程，并构建一个基本的计算框架来模拟它。传导是一个很好的首个仿真问题，因为它使用了许多计算物理问题中的基本工具。
在本文中，我们将：
- 创建一个网格来表示材料
- 学习基本的热传递方程及其计算等效
- 根据底层物理学更新网格中的值
- 模拟传导热传递
创建网格
网格是一种用于离散化连续空间的计算工具。也就是说，我们不能在问题的所有时间和空间上进行计算，所以我们选择了一个代表性的点子集，通常是等间隔的点，来进行观察。
在下图1中，我们可以看到一个网格的示例。这里一个空间被均匀间隔的单元格划分，这是物理模拟中的常见做法。我们现在只需处理网格点，而不是整个表面上的计算/模拟，这使得问题更加可行。
上面的网格是使用Python的numpy meshgrid函数创建的，它可以接受一组一维数组并为我们创建一个网格。对于我们的模拟，我们想要建模一个二维表面，所以我们将生成2个填充了我们想要的起始值的数组，长度为我们想要评估模拟的间隔数。请参考下面的代码片段，我们在模拟的基础上创建了一个100×100的零网格。
import numpy as np#定义每个轴上的间隔数resolution = 100#创建x和Y的零数组，长度为100x = np.zeros(resolution)y =…