數值仿真的意義
計算機數值模擬是一項綜合應用技術,它對教學、科研、設計、產生、管理、決策等部門都有很大的應用價值,為此世界各國均投入了相當多的資金和人力進行研究。其重要性具體體現在以下幾個方面:
a.從廣義上講,計算機模擬本身就可以看作一種基本試驗。計算機計算彈體的侵徹與炸藥爆炸過程以及各種非線性波的相互作用等問題,實際上是求解含有很多線性與非線性的偏微分方程、積分方程以及代數方程等的耦合方程組。利用解析方法求解爆炸力學問題是非常困難的,一般只能考慮一些很簡單的問題。利用試驗方法費用昂貴,還只能表征初始狀態和最終狀態,中間過程無法得知,因而也無法幫助研究人員了解問題的實質。而數值模擬在某種意義上比理論與試驗對問題的認識更為深刻、更為細致,不僅可以了解問題的結果,而且可隨時連續動態地、重復地顯示事物的發展,了解其整體與局部的細致過程。
b.數值模擬可以直觀地顯示目前還不易觀測到的、說不清楚的一些現象,容易為人理解和分析;還可以顯示任何試驗都無法看到的發生在結構內部的一些物理現象。如彈體在不均勻介質侵徹過程中的受力和偏轉;爆炸波在介質中的傳播過程和地下結構的破壞過程。同時,數值模擬可以替代一些危險、昂貴的甚至是難于實施的試驗,如反應堆的爆炸事故,核爆炸的過程與效應等。
c.數值模擬促進了試驗的發展,對試驗方案的科學制定、試驗過程中測點的最佳位置、儀表量程等的確定提供更可靠的理論指導。侵徹、爆炸試驗,費用是極其昂貴的,并且存在一定的危險,因此數值模擬不但有很大的經濟效益,而且可以加速理論、試驗研究的進程。
d.一次投資,長期受益。雖然數值模擬大型軟件系統的研制需要花費相當多的經費和人力資源,但和試驗相比,數值模擬軟件是可以進行拷貝移植、重復利用,并可進行適當修改而滿足不同情況的需求。
總之,數值模擬計算已經與理論分析、試驗研究成為科學技術探索研究的三個相互依存、不可缺少的手段。正如美國著名數學家拉克斯所說“科學計算是關系到國家安全、經濟發展和科技進步的關鍵性環節,是事關國家命脈的大事。”
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















