Beregningsfysik er en videnskab, der studerer numeriske algoritmer til løsning af fysikproblemer , for hvilken der allerede er udviklet en kvantitativ teori. Normalt betragtes som en gren af teoretisk fysik , men nogle[ hvem? ] betragter det som en mellemgren mellem teoretisk og eksperimentel fysik .
Fysikere har ofte meget præcise matematiske teorier, der beskriver systemernes adfærd. Det sker ofte, at ab initio løsning af teoretiske ligninger for at opnå brugbare forudsigelser er upraktisk. Dette gælder især i kvantemekanikken , som kun har nogle få simple modeller, der tillader lukkede analytiske løsninger. I tilfælde, hvor ligninger kun kan løses tilnærmelsesvis, anvendes ofte beregningsmetoder.
Numeriske metoder er nu en væsentlig komponent i moderne forskning inden for acceleratorfysik , astrofysik , væske- og gasmekanik , gitterfeltteori/gittermålteori ( især gitterkvantekromodynamik ), plasmafysik (herunder plasmamodellering), faststoffysik og Softfysik Kondenseret stof . Beregningsbaseret faststoffysik bruger for eksempel tæthedsfunktionel teori til at beregne egenskaberne af faste stoffer, en metode svarende til den, der bruges af kemikere til at studere molekyler.
Mange numeriske metoder brugt i beregningsfysik er allerede ret veludviklede, men i processen med at beregne de fysiske egenskaber af de simulerede systemer kan det være nødvendigt at løse mere generelle numeriske og analytiske problemer. Alle disse metoder omfatter (men er ikke begrænset til):
Beregningsfysik dækker også justering af software- og hardwarestruktur for at løse problemer. Problemløsningstilgange er ofte meget krævende med hensyn til processorkraft eller lagerplads.