multiscale是什么意思，multiscale的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

Multiscale（多尺度）是一个跨学科的核心概念，指在多个不同空间或时间尺度上研究、分析或建模某个系统、现象或问题的思想与方法。它强调不同尺度之间的相互作用和耦合效应，因为单一尺度往往无法全面描述复杂系统的行为。

其核心含义与应用主要体现在：

1. 定义与本质

   指跨越多个尺度层级（例如从微观到宏观，从纳米到米，从秒到年）来理解和处理问题。它认识到系统在不同尺度上可能表现出不同的主导物理机制、结构和动力学行为，而这些不同尺度的过程是相互关联、相互影响的。理解这些跨尺度的联系对于准确预测和控制复杂系统至关重要。

2. 关键应用领域

   • 材料科学与工程：材料的宏观性能（如强度、韧性、导电性）由其微观结构（原子排列、晶粒、缺陷）决定。多尺度建模从量子力学（电子/原子尺度）到分子动力学，再到连续介质力学（宏观尺度），逐级传递关键信息，以设计性能更优的新材料。来源：美国国家科学院出版社《多尺度材料建模》报告概述相关方法。
   • 流体力学与地球科学：在气候模型中，需要耦合全球大气环流（大尺度）与局部云物理过程（小尺度）；在湍流研究中，大涡模拟需要处理大尺度涡与小尺度涡的相互作用。来源：剑桥大学出版社《多尺度方法与均质化》等流体力学专著。
   • 计算力学与结构分析：分析大型结构（如飞机、桥梁）的失效，需要考虑宏观载荷下的整体变形，以及微观裂纹萌生与扩展。多尺度方法将局部精细模型（如分子动力学模拟裂纹尖端）的结果嵌入到宏观有限元模型中。来源：国际期刊《Computational Mechanics》中大量研究采用多尺度框架。
   • 图像处理与计算机视觉：图像包含从细节（小尺度边缘、纹理）到整体（大尺度形状、对象）的信息。多尺度分析技术（如高斯金字塔、小波变换）通过在不同分辨率（尺度）上处理图像，有效进行特征提取、去噪、压缩和目标识别。来源：IEEE Transactions on Image Processing 等期刊中关于多尺度图像分析的经典论文。
   • 生物学与复杂系统：理解生物体功能需要从分子尺度（蛋白质折叠、基因表达）、细胞尺度到组织、器官乃至整个生物体尺度进行整合研究。生态系统、社会网络等复杂系统的行为也源于微观个体与宏观群体间的多尺度互动。来源：《Science》、《Nature》期刊中关于系统生物学和复杂系统的综述文章常强调多尺度视角。

3. 方法论意义

   多尺度方法通常涉及：

   • 尺度分离与桥接：识别不同尺度的主导方程或模型（如微观用分子动力学，宏观用连续介质力学），并建立信息传递（如均质化、粗粒化）或耦合（如并发多尺度计算）的数学与计算框架。
   • 高效计算：直接模拟所有尺度往往计算量巨大。多尺度方法通过只对关键区域进行精细模拟或发展跨尺度本构关系，显著提高计算效率。
   • 揭示涌现现象：许多宏观特性（如材料的韧性、流体的湍流）是微观组分相互作用在更大尺度上“涌现”出来的，只能通过多尺度研究来理解。

总之，Multiscale 是一种认识论和方法论，强调通过整合不同尺度层级的信息和模型来获得对复杂世界更全面、更深刻的理解，并在工程设计和科学发现中发挥核心作用。

网络扩展资料

“Multiscale”是一个跨学科术语，其含义根据应用领域有所不同，以下是详细解释：

1.基本定义

• 词性：主要作形容词（adj.）或名词（n.）。
• 直译：指涉及多个尺度、量程或标度的概念或工具。

2.不同领域的含义

• 工程与物理：指仪器具备多量程测量能力，例如“多种刻度欧姆表”（multiscale ohmmeter），可适应不同范围的测量需求。
• 数学与计算机科学：描述多尺度分析方法，如分形、小波变换等，用于处理不同分辨率下的数据特征（如纹理图像的粗糙度分析）。
• 地球科学：用于研究如极光动力学的多尺度现象，涉及不同时间或空间尺度的幂律分布。
• 医学与生物：作为名词时，可指“多用定标器”（万能定标器），用于多道信号标定。

3.应用场景示例

• 技术领域：“Multiscale ohmmeter”用于电子工程中的电阻测量。
• 科学研究：通过多尺度模型分析气候系统或材料微观结构。
• 数据分析：利用小波变换进行信号的多尺度分解，提取高频和低频信息。

4.补充说明

• 该词常与“analysis”“modeling”“dynamics”等词搭配，强调从微观到宏观的多层次关联。
• 在中文中，常译为“多尺度”或“多标度”，需根据上下文选择合适译法。

如需更具体的领域应用案例，可参考相关学术文献或专业词典。

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