¿Cuáles son algunas opciones de software para resolver problemas físicos simples?

Mi lista combina dos secciones: simuladores y calculadoras. La única diferencia real es que con este último tiene que pensar un poco más sobre su problema a medida que lo resuelve, y esto puede ser algo muy bueno si está haciendo una investigación en física en comparación con el uso de la física para resolver un problema que será solo parte de otra cosa.

La desventaja de las calculadoras es que también aprenderá todas las trampas de las soluciones numéricas a los problemas y cómo superarlas. (El arte de la programación, Knuth y recetas numéricas son lecturas obligatorias a este respecto)

Aquí hay una lista de software que uso actualmente como físico investigador:

Microsoft C # .Net para la codificación.
Recetas numéricas, bibliotecas empaquetadas .Net Accord.
Microsoft Excel, Word, MathType.
Solidworks, tiempo de ejecución DirectX12.
Wolfram Mathematica, Arce.

Finalmente, un género en crecimiento conocido más o menos como motores de animación. Aquí utilizo un término genérico para el software que sale de la industria de los videojuegos que también hace interacción física de objetos, así como renderización. ¡Tenga cuidado de que algunos estén más basados ​​en la física que otros!

Conozco a muchas personas que usan Matlab, pero nunca pude entenderlo y en su lugar lancé mi propio código. C # es gratuito (opciones de estudio visual de pago disponibles) y supera fácilmente a FORTRAN como un lenguaje de elección para científicos y programadores (en mi humilde opinión) con poco o ningún éxito en el rendimiento.

Algunos de estos son demasiado caros para uso casual, especialmente si, como yo, no caes en un tipo de uso de licencia comercial o académica. Es realmente frustrante, e insto encarecidamente a Wolfram, Maple y SolidWorks en particular a que aumenten su juego en opciones de licencia asequibles para actividades de inicio no comerciales y usuarios aficionados; valdrá la pena con una base tan grande como sus subsidios estudiantiles.

Ni Mathematica ni Maple tienen interfaces de usuario que me gustan. En otra vida me encantaría hacer una interfaz de usuario alternativa para estos. No encuentro que sea intuitivo de usar, sin embargo, ambos tienen un núcleo sólido muy bueno para la manipulación simbólica de álgebra (y mucho, mucho más)

Supongo que la suscripción a Office 365 no tiene un valor demasiado malo, pero Excel no es ideal (su solucionador no es tan bueno en muchas situaciones prácticas en comparación con el algoritmo de Rosenbrock, que es el estándar de oro para robustez multivariante / buena velocidad). Uso Excel principalmente como un marcador de posición para ver tablas de datos en lugar de usar sus habilidades de cálculo. OpenOffice es una buena alternativa. Uso Excel como sobrante de mis días como ingeniero profesional.

Cada vez más me encuentro usando excelentes cosas gratuitas de código abierto (como .Net Accord) Los proveedores comerciales deben tener en cuenta que la desventaja de los productos demasiado caros es que un programador dedicado pero fuera del trabajo podría hacer algo tan bueno o mejor por nada más que felicitaciones . Mi punto de vista es que debería ser un término medio feliz.

Personalmente, me aseguro de que, una vez que empiece a usar un paquete de “software gratuito” de manera rutinaria, haga una donación al codificador. Todos deberían, cada uno y según sus medios, y todo será bueno.

Hay una alternativa de código abierto para MatLab llamada SciLab. Lo he usado con buenos resultados. Es en gran medida compatible con el lenguaje de MatLab, por lo que las habilidades que desarrolle en un producto se transferirán principalmente al otro si su trabajo futuro lo requiere.

Scilab: una alternativa gratuita a MatLab

Una advertencia para ambas aplicaciones. Son calculadoras glorificadas. Obtener las respuestas que desea requiere un esfuerzo no trivial para aprender a programarlas. Este no es un esfuerzo perdido. El conocimiento en estos paquetes de puertos a muchos campos diferentes.

Para las simulaciones no he encontrado ninguna aplicación simple . Comsol Multiphysics es un increíble paquete de simulación y es un producto increíble. Es lo contrario de simple. Tanto el costo como la curva de aprendizaje son bastante elevados.

Fortran es el Overkill, pero también es el ‘ir a’ para los científicos de todo el mundo. Se ha usado para siempre y puede hacer cualquier cosa que puedas imaginar. Matlab en realidad es más adecuado para la robótica, pero lo llevará allí. Puede encontrar el software compatible de látex de código abierto en una lista, Scientific Workplace Alternatives y software similar – AlternativeTo.net en este enlace, y es más fácil que la programación real realizada en Fortran. Hice mi trabajo inicial cuando Fortran IV era lo último, y programé cosas maravillosas que ahora son solo una subrutina a la que puedes llamar, usar y finalizar, con una sola línea de comando. Recuerdo las tarjetas perforadas y lo difícil que fue depurar sus programas, pero COBOL fue peor, así que me encantó Fortran. Ahora hay tantas alternativas, pero ninguna que haya resistido la prueba del tiempo. Haga su propia elección, pero recuerde, si va a conducir para ganarse la vida, tiene sentido conducir lo mejor.

Personalmente, me gusta Wolfram Mathematica.

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