Quali sono alcune applicazioni pratiche della fisica matematica?

Alcuni esempi sono:

1. Finite Element Analysis (FEA)
   
   FEA è un metodo di analisi avanzato che usa la fisica matematica per simulare sollecitazioni, deformazioni, ecc. su strutture per analizzare meglio, capire e progettare un prodotto con costi minimi. Per dirla semplicemente, il computer dividerà una certa geometria in tanti piccoli pezzi chiamati elementi (questo è chiamato meshing). un'analisi di vostra scelta, sia essa di stress/deformazione/fatica ecc, sarà applicata per ogni singolo elemento.

Immagine della deformazione sull'asse verticale di un gruppo montante per un'auto FSAE

2. Fluidodinamica computazionale (CFD)

CFD, come FEA, è un metodo di analisi avanzato, solo che è per i fluidi. La portata di massa, la pressione, la viscosità, il taglio delle pareti e molti altri sono calcolati usando la fisica matematica. In realtà, per geometrie come le pompe, il metodo analitico per il fluido è incredibilmente difficile, quindi un approccio numerico sarà invece molto migliore. Anche in questo caso, il computer si metterà in contatto con la vostra geometria e il vostro fluido e calcolerà secondo i vostri desideri.

Immagine di un'analisi di una pompa centrifuga utilizzando CFD.

I contorni che vedete sono il gradiente di pressione lungo il fluido mentre entra attraverso l'occhio e esce attraverso l'ugello di uscita.

Ovviamente devono essere eseguiti esperimenti fisici reali per convalidare i risultati della simulazione, tuttavia FEA e CFD forniscono un buon punto di partenza a costo praticamente zero. Sto sicuramente mancando innumerevoli esempi, ma avete capito l'idea.