计算机模拟技术
计算机模拟的应用领域与前景
计算机模拟的应用领域与前景计算机模拟是利用计算机技术对实际系统进行仿真、计算和预测，以达到优化、设计、控制、管理等目的的方法和技术。
它广泛应用于物理、化学、材料科学、生物、医学、交通运输、环境、能源等领域。
计算机模拟技术的应用不断扩大，前景无限。
一、物理、化学领域计算机模拟在物理、化学领域的应用主要是揭示分子、原子尺度下的物理、化学现象，解析分子结构的活动动力学过程。
计算机模拟能够利用分子动力学技术，对分子、原子的运动和相互作用进行数值计算，从而预测物质的性质和反应过程。
例如，在药物开发领域，计算机模拟能够对药物与生物分子相互作用的过程进行模拟，为药物的研发提供重要的参考。
在材料科学领域，计算机模拟能够模拟材料的力学性能、热性能、输运性能等，并预测材料的结构和性能，为新材料的研究提供支持。
二、生物、医学领域计算机模拟在生物、医学领域的应用主要是模拟、预测、设计生物大分子的三维结构和生物过程的动力学过程。
计算机模拟能够预测由基因编码的生物大分子的折叠，自组装和相互作用的动态过程。
例如，计算机模拟能够对蛋白质的折叠过程进行模拟，因而能够更好地了解蛋白质的 3D 结构、稳定性和功能性。
在医学领域，计算机模拟能够将药物与分子的相互作用和药物效果进行模拟，为药物设计提供帮助。
三、交通运输领域计算机模拟在交通运输领域的应用主要是模拟交通流的运动过程，分析交通流的稳定性和拥堵现象。
交通仿真技术是交通规划和交通管理的一项重要技术。
例如，通过交通仿真技术，可以模拟车辆在城市路网中的行驶行为和拥堵现象，从而为城市规划和交通管理提供支持。
四、环境、能源领域计算机模拟在环境、能源领域的应用主要是模拟环境污染物在空气、水、土壤中的扩散和传递过程，以及新能源的利用和开发。
例如，在环境风险评估中，计算机模拟能够预测污染物在环境中的扩散和转移，并反映出其对环境和人体健康的影响程度。
在能源领域，计算机模拟能够对各种新能源的研发进行模拟，例如太阳能、风力发电等。
计算机模拟仿真技术
图12-4 国家大剧院效果图
图12-5 国家大剧院结构仿真模型
计算机模拟仿真技术
2．ABAQUS 软件
ABAQUS软件是一套功能强大的工程模拟有限元软件，其解决 问题的范围可从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库，并 拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，包括 金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性 泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。
土木工程概论
计算机模拟仿真技术
计算机模拟仿真技术
1．ANSYS 软件
ANSYS软件是由美国ANSYS公司开发的大型通用有限元分析 程序，包括结构分析、热分析、电磁分析、流体分析和耦合场分析 五大部分，可以分别就结构方面的静力、模态、谐响应、瞬态动力 学、特征屈曲、非线性、冲击、碰撞、多目标优化等方面进行分析。
作为通用的模拟工具，ABAQUS除了能解决大量结构（应力/ 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，如热传导、质 量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析及压电介质分析。
1.2 工程事故与灾害的反演
对于地震、洪水、火灾等很多自然灾害，如果用真实的 试验来进行反演，几乎不可能；另外像核电站、大坝等一些 大型结构的事故也几乎不可能进行重复试验。计算机模拟仿 真技术则可以进行灾害与事故的反演，帮助人们了解结构破 坏的过程，寻找事故的原因。因而计算机仿真在这些领域中 具有非常重要的意义。
ANSYS在钢结构和钢筋混凝土房屋建筑、体育场馆、桥梁、大 坝、隧道以及地下建筑物等工程中得到了广泛的应用，它可以对这 些结构在各种外荷载条件下的受力、变形、稳定性及各种动力特性 做出全面分析，从力学计算、组合分析等方面提出全面的解决方案， 成为了土木工程师所喜爱的功能强大且方便易用的分析手段。
计算机模拟在化学反应研究中的应用
计算机模拟在化学反应研究中的应用在化学科学研究中，计算机模拟技术又称分子模拟技术，是一种重要的手段。
它通过计算机高速处理的方式，模拟分子和材料的物理化学性质变化，实现对化学反应等现象的预测、分析和模拟。
该技术已经在计算化学、生物化学、材料科学等多个学科中得到广泛应用，成为许多领域中的常规工具。
一、计算机模拟技术的原理计算机模拟技术基于分子间相互作用力，通过求解微分方程组，来描述体系在不同时间点下的状态演化过程。
它可以分为经典分子动力学模拟和量子化学模拟两种模拟方式。
1.经典分子动力学模拟经典分子动力学模拟是一种能够重现宏观现象和微观结构中的动力学特征的计算机模拟技术。
它的基本原理是，通过求解牛顿运动方程，在类似理想气体或刚性球体等经典粒子体系中计算其动力学行为，获得这些粒子的位置、速度、加速度等信息，并据此预测它们在时间上的演化过程。
它的应用范围非常广泛，包括溶液动力学模拟、气象模拟、材料科学中的分子设计等。
2.量子化学模拟量子化学模拟是一种以波动函数为基础的计算机模拟技术，适用于分析小分子和分子间相互作用力等。
它的基本原理是，基于量子力学理论，求解分子中的基态波函数，从而得出分子的电子密度、能量变化、化学键等信息，实现模拟分子系统的性质变化和反应机理。
二、计算机模拟技术在化学反应中的应用计算机模拟技术在化学反应中得到广泛应用。
下面就介绍其中两个重要案例。
1.催化反应中的计算机模拟催化反应是一种在反应条件较温和下，加速化学反应速率的化学过程。
其中最常使用的催化剂是固体催化剂。
在固体催化剂作用下，化学反应发生于多相界面，其反应过程和反应路径非常复杂，目前尚不完全清楚其机理。
但是，计算机模拟技术可以预测反应物、反应中间体和反应产物之间的相互作用，并帮助科学家进一步研究催化剂的性质和结构，为实验提供了重要的指导作用。
2.生物分子模拟生物分子模拟在研究分子的三维结构、分子动力学和生物分子化学等方面具有重要意义。
计算机仿真技术
计算机仿真技术计算机仿真技术（Computer Simulation Technology）是指利用计算机模拟系统或过程的方法，通过数学模型和仿真软件来探索和研究实际系统的行为。
在计算机仿真技术的支持下，研究者可以通过对虚拟系统的模拟和观察，对真实世界中的复杂系统进行分析、测试和验证，以获取数据并获得新的洞察力。
一、计算机仿真技术的发展历程计算机仿真技术的发展可以追溯到20世纪早期，当时计算机的出现为仿真技术提供了强大的计算能力，但由于硬件设备和软件工具的限制，计算机仿真技术的应用受到了一定的限制。
随着计算机技术的迅猛发展和计算能力的不断提高，计算机仿真技术得到了广泛应用，并在各个领域取得了显著成果。
二、计算机仿真技术的应用领域1. 工程领域计算机仿真技术在工程领域的应用非常广泛。
例如，在建筑工程中，可以利用计算机仿真技术对建筑物的结构进行模拟，以确保其稳定性和安全性；在电力系统中，可以利用计算机仿真技术模拟电力网络的运行情况，进行负荷分析和故障诊断等。
2. 制造业计算机仿真技术在制造业中的应用也非常重要。
通过对生产线、工艺流程等进行仿真模拟，可以提高生产效率、降低成本，并优化生产过程。
3. 医学领域计算机仿真技术在医学领域的应用也越来越广泛。
例如，在手术模拟中，医生可以使用计算机仿真技术进行手术前的演练，以提高手术的准确性和安全性；在药物研发中，也可以利用计算机仿真技术进行药物分子的模拟，以加快研发过程。
4. 交通运输计算机仿真技术在交通运输领域的应用可以帮助人们更好地规划交通路线、优化交通模型，并提高交通的效率和安全性。
5. 军事领域计算机仿真技术在军事领域中的应用也非常重要。
通过对战场环境的模拟和训练，可以提高士兵的训练质量和作战能力，同时减少因真实演习而产生的风险。
三、计算机仿真技术的优势和挑战1. 优势（1）降低成本和风险：利用计算机仿真技术可以在虚拟环境中进行实验和测试，降低了成本和风险，同时减少了对实际系统的依赖性。
计算机模拟技术及其应用领域
计算机模拟技术及其应用领域计算机模拟技术是指利用计算机进行仿真和模拟的技术手段。
它通过对现实世界的对象、过程或行为进行数学或逻辑模型的构建和模拟实验，以获取相关的数据和结果。
随着计算机技术的不断发展和应用，计算机模拟技术在各个领域中得到了广泛应用，如工业制造、医学研究、天气预报、交通规划等。
本文将详细介绍计算机模拟技术的基本概念、步骤以及其在不同领域的应用。
一、计算机模拟技术的基本概念1.1 模型：模型是指对真实对象或过程进行抽象和简化后得到的一种描述方式。
在计算机模拟技术中，模型是进行仿真和模拟实验的基础。
1.2 仿真：仿真是指对模型进行计算和运算，模拟出对象或过程的行为、变化和结果，以便获得相关的数据和信息。
1.3 模拟实验：模拟实验是通过对模型进行多次的计算和运算，得到一系列的数据和结果，并进行分析和验证，以便对现实对象或过程进行预测和优化。
二、计算机模拟技术的步骤2.1 确定研究的对象：首先需要确定研究的对象，即需要进行模拟和仿真的现实对象或过程。
例如，研究某个生物系统的行为，或者研究某个工业流程的效率等。
2.2 构建数学或逻辑模型：根据研究对象的特点和目的，构建相应的数学或逻辑模型。
这些模型需要准确地描述对象或过程的行为和关系。
2.3 编写模拟程序：根据构建的数学或逻辑模型，编写相应的计算机程序，用于对模型进行仿真和模拟实验。
2.4 运行模拟程序：将编写好的模拟程序运行起来，对模型进行计算和运算，得到一系列的数据和结果。
2.5 数据分析和验证：对得到的数据和结果进行分析和验证，与现实对象或过程的实际情况进行对比，以验证模拟的准确性和可靠性。
2.6 优化和调整：根据分析和验证的结果，对模型进行优化和调整，以提高模拟的准确性和可靠性。
三、计算机模拟技术的应用领域3.1 工业制造：计算机模拟技术在工业制造领域中的应用非常广泛。
通过对生产过程的模拟和优化，可以提高生产效率、降低生产成本，减少资源浪费。
计算机模拟在材料科学中的作用
计算机模拟在材料科学中的作用材料科学作为一门交叉学科，对于材料的研究和开发起到了至关重要的作用。
而其中，计算机模拟技术则是材料科学中应用广泛、影响深远的一种方法。
一、计算机模拟的发展计算机模拟是一种利用计算机对物理过程进行数值模拟和计算的技术，它的出现源于计算机和数学的发展和应用。
在现代材料科学中，计算机模拟领域的应用逐渐扩大和深入，涵盖了材料的结构、性质、功能等多个方面。
随着计算机模拟方法日益成熟，其在材料科学领域中的应用也变得越来越广泛。
目前，计算机模拟被广泛用于材料制备、材料特性研究、材料设计与优化等方面。
二、材料制备材料制备是材料科学中的一个重要阶段，而通过计算机模拟对材料的制备过程进行模拟和优化，可以大大提高材料的制备效率和质量。
目前，主要的材料制备方法包括溶液法、气相法、电化学法等。
而计算机模拟技术可以通过分子动力学模拟、量子化学计算等手段，对这些材料制备方法进行数值模拟和优化，从而实现材料制备的精细化和高效化。
例如，通过计算机模拟技术，可以研究金属材料的晶粒生长过程，克服传统热力学方法中忽略界面动力学信息、具有高度理想性前提的局限，预测晶粒相长、变形等晶体形变机理以及探究其对金属材料力学性能的影响。
三、材料特性研究材料的结构、性质和功能是材料特性研究的重要内容。
计算机模拟技术在这方面的应用也十分广泛。
例如，通过计算机模拟技术，可以研究材料的晶体结构、材料缺陷和材料表面状态等多方面特性，在理论上预测材料的性能和行为。
这些理论预测不仅可以为实验提供指导，还可以帮助人们发现材料中尚未被发现的特性。
例如，在薄膜领域中，通过计算机模拟技术，更好地研究了薄膜材料的物理、化学特性及生长机理，这对薄膜材料的合成和应用具有十分重要的意义。
四、材料设计与优化材料设计与优化是材料科学中一个非常具有挑战性的问题。
在这方面，计算机模拟技术无疑是一种强大的工具。
通过计算机模拟技术，可以在理论上实现材料的设计和优化，这有助于人们更好地选择和开发符合要求的材料。
计算机模拟与仿真技术
计算机模拟与仿真技术计算机模拟与仿真技术是一种利用计算机系统对真实世界进行模拟和仿真的方法。
它能够帮助我们理解和预测真实系统的行为，提供有效的决策支持和问题解决方案。
本文将介绍计算机模拟与仿真技术的定义、应用领域和发展趋势。
一、计算机模拟与仿真技术的定义计算机模拟与仿真技术是利用计算机系统对现实世界进行虚拟重建和模拟的一种方法。
它通过数学模型建立、仿真算法设计和计算机程序实现，将现实世界的关键参数和行为进行精确描述，使计算机系统能够模拟和模仿真实世界的运行过程。
二、计算机模拟与仿真技术的应用领域1. 生物医学仿真：计算机模拟与仿真技术在生物医学领域的应用非常广泛。
例如，在药物研发过程中，可以使用计算机模拟与仿真技术来模拟药物分子与靶标的相互作用，加快新药研发的速度和降低成本。
2. 交通仿真：交通仿真是计算机模拟与仿真技术的一个重要应用领域。
通过建立交通流模型和仿真算法，可以对城市交通拥堵、交通信号灯优化等问题进行模拟和分析，为交通管理和规划提供科学依据。
3. 工业制造仿真：在工业制造领域，计算机模拟与仿真技术可以帮助企业优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
通过建立工厂生产线的模型，可以对生产工艺和设备进行仿真和优化，提前发现潜在问题并采取相应措施。
4. 航空航天仿真：航空航天仿真是计算机模拟与仿真技术的典型应用领域。
通过建立航空航天系统的模型，可以模拟飞行过程中的各种环境和工况，测试飞行器的性能和安全性。
仿真结果能够指导飞行器的设计和改进，提高飞行安全性。
5. 城市规划仿真：在城市规划领域，计算机模拟与仿真技术可以帮助规划者模拟和分析城市发展和变化过程。
通过实时地模拟城市的人口流动、交通状况和资源利用情况，可以为城市规划和管理提供决策支持。
三、计算机模拟与仿真技术的发展趋势1. 精细化模拟：随着计算机硬件性能和计算能力的提高，计算机模拟与仿真技术能够实现对系统行为的更加精细化模拟。
通过提高系统模型的精确度和仿真算法的效率，可以更准确地预测系统的行为和性能。
目前较为先进的计算机模拟方法
目前较为先进的计算机模拟方法
目前较为先进的计算机模拟方法包括以下几种：
1．分子动力学模拟：通过数值求解原子和分子间相互作用的牛顿运动方程，模拟材料或分子系统在不同条件下的行为。
它可以研究物质的结构、性质和动态过程。
2．有限元法：将复杂的连续介质分割成离散网格单元，在每个单元上建立合适的数学模型，通过求解离散方程来模拟结构、流体、电场等领域中的力学问题。
3．计算流体动力学（CFD）：基于流体力学原理和数值计算方法，对流体流动和传热问题进行模拟和分析。
它广泛应用于空气动力学、汽车工程、气候模拟等领域。
4．多体系统模拟：通过模拟和计算一组相互作用的粒子、原子或分子之间的运动，来研究集合体的性质和行为。
例如，蒙特卡洛模拟和分子动力学模拟等方法。
5．神经网络和机器学习：利用神经网络和机器学习算法，通过建立模型对数据进行训练和学习，从而实现对复杂系统的模拟和预测。
这些方法在各个领域中都有广泛应用，包括材料科学、生物医学、金融等。
6．量子化学模拟：基于量子力学原理，通过计算和模拟分子和材料的电子结构、能量、反应等性质。
它在研究催化剂设计、药物发现等方面具有重要应用价值。
以上仅是一些较为常见和先进的计算机模拟方法，随着科学技术
的不断发展，还会涌现出更多新的模拟方法和技术。
现代计算机模拟技术在化学反应研究中的作用
现代计算机模拟技术在化学反应研究中的作用近年来，计算机科学技术的发展如火如荼，它在各个领域中都产生了重大的影响。
特别是在化学领域，计算机模拟技术的逐渐成熟和广泛使用，已经成为研究化学反应机理、结构特性和物化性质等方面的重要手段之一。
现代计算机模拟技术在化学反应研究中的作用愈发突出，为我们揭开了化学反应的微观机理之谜，为化学反应提供了新的思路和方向。
一、计算机模拟技术简介计算机模拟技术是一种利用计算机资源，在虚拟环境中进行数学运算和实验研究的方法。
它通过建立数学模型、选择计算方法，对所研究的问题进行计算分析和模拟研究，从而得到更加真实且接近实际情况的结果。
计算机模拟技术可以分为分子模拟和扩散模拟两类。
分子模拟主要侧重于分子级别的物理过程，而扩散模拟则主要用于对介观尺寸的物质输运过程的模拟研究。
它们的理论基础都建立在计算机的高性能计算技术之上，能够利用计算机的强大计算能力，模拟数亿到数万亿个原子之间的相互作用过程。
二、计算机模拟在化学反应中的应用化学反应是一种复杂的过程，通常涉及到分子的构象变化、原子之间的化学键的形成和断裂等多种情况。
这种反应过程的研究需要高度的技术手段和专业知识。
借助于计算机模拟技术，研究人员可以快速、准确地模拟和研究化学反应的发生机理。
1、模拟分子的结构和性质计算机模拟技术可以很好地模拟和计算分子结构及其物理化学性质，如稳定性、几何构型、分子质量等。
特别是对于多种结构和形态的分子，利用计算机模拟技术可以同时计算它们的结构和性质，大大提高了人们对分子结构和性质的认识和理解。
2、研究分子之间的相互作用过程化学反应的过程往往伴随着分子的相互作用过程，例如分子之间的吸引或排斥、原子之间化学键的形成和断裂等。
借助于计算机模拟技术，可以非常方便地研究这些相互作用过程，并准确地模拟反应过程的发生机理，为我们揭示分子之间的微观世界提供了一种全新的方式。
三、计算机模拟技术在化学反应中的优势计算机模拟技术具有很多优势，特别是在化学反应研究领域中具备了非常突出的优点。
计算机模拟技术在建筑设计中的应用
计算机模拟技术在建筑设计中的应用随着科技的不断发展，计算机模拟技术在建筑设计中扮演着越
来越重要的角色。
它不仅仅可以提高建筑设计的效率和精度，还
可以帮助建筑师更好地了解建筑的性能和行为。
下面，本文将从
计算机模拟技术在建筑结构、照明设计和能耗分析中的应用三个
方面进行探讨。
一、计算机模拟技术在建筑结构中的应用
计算机模拟技术可以帮助建筑师更好地了解建筑结构在不同负
荷下的行为。
通过模拟，可以预测建筑结构的荷载，阻尼和稳定
性等，以保证建筑结构的安全性。
例如，在建筑物的地震安全性
方面，计算机模拟可以模拟房屋在地震中的响应，在模拟的结果
基础上优化房屋的结构，增加房屋的抗震性能。
二、计算机模拟技术在照明设计中的应用
计算机模拟技术也可以帮助建筑师更好地了解建筑的照明效果。
通过模拟，可以预测建筑在不同时间和位置的照明效果，以确定
最优照明方案。
例如，在办公楼、图书馆等公共场所中，通过计
算机模拟可以确定最佳日光采光方案，以提高建筑物的景观效果和减少能耗。
三、计算机模拟技术在能耗分析中的应用
随着节能环保的观念逐渐深入人心，计算机模拟技术在建筑设计中的应用又增加了一项功能，即能耗分析。
通过模拟，可以确定建筑设计的能耗水平，对于建筑师而言，这意味着更好的建筑能耗评估工具，使得建筑师可以更好地预测和优化建筑的能耗。
除此之外，在流体仿真、声学设计等诸多方面，计算机模拟技术在建筑设计中也有着广泛的应用。
可以说，计算机模拟技术的应用，既提高了建筑设计的效率和精度，同时也极大地扩展了建筑设计的创新空间，成为建筑师们宝贵的创新工具。
计算机模拟与仿真技术的应用领域
计算机模拟与仿真技术的应用领域计算机模拟与仿真技术（Computer Simulation and Modeling）是一种借助计算机进行虚拟仿真的方法，通过建立数学模型和计算机算法，模拟现实世界的各种系统、过程或事件。
该技术在各个领域得到了广泛的应用，下面将分别以科学研究、工程设计和决策支持为例，阐述计算机模拟与仿真技术在各个领域的应用。
一、科学研究领域计算机模拟与仿真技术在科学研究中发挥着重要的作用。
在物理学领域，科学家们可以利用计算机模拟与仿真技术来研究分子运动、物质结构等复杂的物理现象。
通过数值模拟，可以模拟大量分子之间的相互作用，从而深入理解物质的性质和行为。
在生物学领域，计算机模拟与仿真技术可用于研究生物系统的内部结构和功能。
例如，科学家可以通过模拟仿真蛋白质的折叠过程来研究蛋白质的结构和功能。
这对于深入理解生物分子的作用机制以及研发新药物具有重要意义。
二、工程设计领域计算机模拟与仿真技术在工程设计中具有广泛的应用。
在航空航天工程领域，科学家们可以通过仿真技术模拟飞行器在各种环境条件下的飞行特性。
这有助于优化飞行器的设计，提高其性能和安全性。
同时，仿真技术还可以用于模拟飞机的机载系统和飞行员的操作，为飞行员培训和飞行操作提供更真实的环境。
在汽车工程领域，通过计算机模拟与仿真技术，可以模拟汽车的运行和碰撞过程，评估车辆的安全性能。
基于仿真结果，可以改进汽车结构和安全设备，提高汽车的安全性。
三、决策支持领域计算机模拟与仿真技术在决策支持领域有着重要的作用。
例如，在城市规划领域，可以通过仿真技术模拟城市的发展过程，分析城市规划方案对交通流、环境污染等因素的影响。
这可以帮助政府决策者做出科学合理的城市规划决策，优化城市的发展布局。
在金融领域，计算机模拟与仿真技术可以用于风险评估和投资决策。
通过建立金融模型并进行模拟仿真，可以评估投资组合的风险水平，帮助投资者制定合理的投资策略。
总结起来，计算机模拟与仿真技术在科学研究、工程设计和决策支持等领域的应用非常广泛。
计算机仿真模拟真实过程的关键技术
计算机仿真模拟真实过程的关键技术计算机仿真技术的出现和发展，极大地推动了科学、工程、医学等领域的发展和进步。
通过计算机仿真，我们可以模拟和预测各种现实世界中复杂的过程和系统，为决策提供支持、优化设计和调整方案。
本文将介绍计算机仿真模拟真实过程的关键技术。
一、数学建模数学建模是计算机仿真的基础，在仿真过程中起到了关键的作用。
数学建模是将真实世界的问题抽象化为数学模型，通过建立数学模型，我们可以描述和分析待研究对象的各种特性和行为规律。
数学建模需要运用到多种数学方法，如微分方程、优化理论、概率论等。
通过合理的数学建模，可以准确地描述复杂的现实过程，为后续的计算机仿真提供了坚实的基础。
二、计算机编程计算机编程是实现计算机仿真的关键技术之一。
我们可以通过编程语言，如C++、Python等，将数学模型转化为计算机可以识别和运算的代码。
编程的过程中，涉及到数据结构、算法设计等多个方面的知识。
编程需要考虑计算机的处理能力、存储限制等因素，合理选择算法和数据结构，以提高仿真的精度和效率。
三、系统建模和数据采集系统建模是计算机仿真的另一个关键技术。
在仿真过程中，我们需要对待研究对象进行准确的描述和抽象。
系统建模使用的方法有很多，如面向对象建模、数据流程图、状态转移图等。
通过系统建模，我们可以将复杂的现实过程清晰地呈现出来，帮助我们理解和分析系统的行为规律。
数据采集是系统建模的一部分，也是计算机仿真中非常重要的环节。
通过采集现实过程中的数据，我们可以获取系统的各种参数和行为规律，从而提供给仿真模型。
数据采集需要使用各种传感器和仪器，如光学传感器、压力传感器等。
在数据采集的过程中，要确保数据的准确性和完整性，以提高计算机仿真的质量和可靠性。
四、模型验证和优化模型验证是计算机仿真中保证模型与真实系统吻合度的关键环节。
在计算机仿真之前，我们需要对建立的数学模型进行验证，确认模型的准确性和有效性。
模型验证可以通过对比仿真结果与真实数据的对比，以及与其他仿真结果的对比来进行。
计算机模拟在化学实验中的应用
计算机模拟在化学实验中的应用计算机模拟技术是指利用计算机和相关软件进行实验环境的模拟和仿真，以解决实验过程中的问题。
在化学领域中，计算机模拟已逐渐成为一种重要的工具和方法，可以帮助研究人员优化实验设计、预测物质性质和反应过程，提高实验效率和成果的可靠性。
本文将介绍计算机模拟在化学实验中的应用，并且探讨其在不同领域中的具体运用。
1. 分子结构模拟计算机模拟可以精确地预测和模拟分子的结构，包括分子构型、键角、键长等。
通过建立分子结构模型，可以帮助研究人员揭示分子间的相互作用和反应机理。
例如，对于一种新合成的有机化合物，可以利用计算机模拟的方法确定其立体构型、键能和化学反应路径，从而指导实验设计和优化。
此外，计算机模拟还可以预测分子的光谱性质，如红外光谱和紫外光谱，为实验提供更加准确的参考。
2. 反应动力学模拟计算机模拟可以模拟和预测化学反应的速率和反应机理。
通过构建适当的势能能面，可以对反应的各个步骤进行模拟，获得反应速率常数和反应过程中的能量峰值。
这些数据对于理解化学反应机理、优化催化剂和提高反应效率至关重要。
例如，在工业催化反应中，通过计算机模拟可以优化反应条件和催化剂的选择，降低成本和提高产率。
3. 材料设计和性能预测计算机模拟可以帮助研究人员设计新型材料并预测其性能。
通过计算材料的结构、晶格参数和能带结构，可以预测材料的力学性质、光学性质和热学性质等。
这对于开发新型材料、改善材料性能和优化材料制备过程具有重要意义。
例如，在太阳能电池领域，通过计算机模拟可以筛选出具有高吸收能力和光电转换效率的材料，并指导实验人员进行材料合成和器件制备。
4. 液相模拟计算机模拟可以模拟液体的性质和行为，如溶解度、扩散动力学和相互作用力。
通过对溶液的分子结构和运动进行模拟，可以更好地理解溶质和溶剂之间的相互作用以及相变过程。
这对于化学反应的溶液相行为和溶剂的选择具有重要意义。
例如，在新药研发领域，可以通过计算机模拟筛选出具有较好溶解度和生物利用度的候选药物，为后续的实验和临床试验提供指导。
材料设计与制备中的计算机模拟技术
材料设计与制备中的计算机模拟技术随着计算机科学技术的不断发展，计算机模拟技术被广泛应用于材料科学研究领域，为材料设计与制备提供了新的思路和技术手段。
计算机模拟技术可以模拟材料内部的结构、物理性质和反应过程等，从而预测材料在不同条件下的性能和行为。
本文将从计算机模拟的基本原理、应用举例和未来展望三个方面分析材料设计与制备中的计算机模拟技术。
一、计算机模拟的基本原理计算机模拟是一种基于数学和物理理论的计算方法。
在材料领域中，计算机模拟通常采用分子动力学和量子化学方法。
其中，分子动力学方法主要用于模拟大分子系统的结构和动力学行为，如高分子材料、生物分子等；量子化学方法则主要用于研究分子内部原子的结构、化学键的强度和反应过程等。
计算机模拟的基本原理是通过数值计算方法，将所研究的材料系统分解成一个个微小的体积元，再利用物理方程和力场模型计算出每个体积元的粒子之间的相互作用力和位移等信息，从而模拟出整个材料系统的结构和性质。
计算机模拟可以有效地模拟出材料的微观结构和物理性质，具有预测和指导材料的设计和制备的重要意义。
二、计算机模拟的应用举例计算机模拟在材料设计与制备中的应用十分广泛，以下举例说明：1. 材料的强度和疲劳性能研究利用计算机模拟技术，可以模拟出材料在微观尺度上的变形和断裂过程，从而探究材料的强度和疲劳性能。
例如，通过分子动力学模拟，可以研究材料内部的裂纹扩展行为，从而预测材料的断裂韧性。
2. 新型材料设计与研究计算机模拟可以帮助研究者设计和开发新型材料，例如新型催化剂、太阳能电池、光电子器件等。
通过分子动力学和量子化学方法，可以预测出新型材料的电子结构、能带结构、能隙等重要物理性质，评估其适合用于什么领域的材料。
3. 材料的性能与环境作用的研究利用计算机模拟可以研究材料在各种化学、物理环境下的性能，例如材料在高温、高压环境下的行为。
同时，计算机模拟也可以帮助探究材料与环境的相互作用，例如材料的腐蚀、氧化等反应行为。
计算机仿真技术的应用领域
计算机仿真技术的应用领域随着计算机科技的发展，计算机仿真技术在各个领域得到广泛应用。
计算机仿真技术是通过运用计算机模拟现实生活中的情景，使之成为数字化的场景，从而达到节省成本、提高效率、缩短时间、降低风险等目的。
本文将介绍计算机仿真技术的应用领域。
一、工业制造领域工业制造领域是计算机仿真技术应用最早、最广泛的领域之一。
计算机仿真技术能够为厂商进行产品设计和制造、测试和模拟等方面提供支持。
例如，在汽车行业的制造流程中，计算机仿真技术可以帮助汽车厂商在生产线上实时模拟不同操作，以便提高效率和质量。
对于飞机和火车生产厂商，计算机仿真技术能够帮助他们测试在不完整的情况下，飞行器或火车的燃料消耗、速度、导航和结构破坏等方面的影响。
二、医疗和生命科学领域计算机仿真技术在医疗和生命科学领域也得到了广泛应用。
医生可以使用计算机仿真技术来模拟器官结构和病理条件之间的相互作用，从而找出病因和疗效，并验证各种相关虚拟器官的治疗效果。
例如，在外科手术中，医生可以通过计算机仿真技术为患者进行血管造影、手术规划和模拟操作，避免直接对患者造成伤害。
而且，在生命科学领域中，计算机仿真技术可以帮助研究人员模拟各种动物或植物细胞结构、组织和器官的生物化学反应和动力学机制，进而为疾病预防和疗效评估提供基础数据。
三、城市规划领域城市规划领域也是计算机仿真技术应用的重要领域。
城市模型是城市规划师在规划过程中建立的计算机模拟，它可以反映出城市的结构特征和可持续性策略。
城市模型可用于精确地计算户籍、交通、能源、物流和环境等指标，以提高城市建设规划、环境保护和生态经济的效率。
四、虚拟现实领域在虚拟现实技术领域，计算机仿真技术也得到了广泛应用。
虚拟现实技术是通过电脑模拟人类感知，实现在计算机系统中的三维物体显示，为用户提供一种高度沉浸感并帮助用户感知真实场景的技术。
虚拟现实技术有许多领域的应用，例如军事、医疗、娱乐、体育、教育等。
五、游戏领域游戏领域是计算机仿真技术应用的另一个领域。
计算机模拟技术在生物学中的应用
计算机模拟技术在生物学中的应用随着计算机技术的不断发展，人们在探索和理解生物世界方面也更加依赖计算机模拟技术。
计算机模拟技术是指通过数学模型和计算方法，模拟生物系统的一系列物理、化学、生化等过程，以及预测生物系统的一些生物学特征和行为。
在生物学研究领域，计算机模拟技术已经广泛应用，成为生物学研究不可或缺的一部分。
本文将着重介绍计算机模拟技术在生物学中的应用。
1. 基因组模拟基因组是所有生物体内以DNA形式存储的遗传信息的总体。
基因组模拟就是把分析基因组时得到的大量数据转化成数学模型，以模拟整个基因组的三维结构。
这样可以更好地理解基因组在各个层次上的组织形态与构成，并发现其中一些隐藏的功能元件，从而推断基因组的生物功能和演化历史。
2. 蛋白质模拟蛋白质是生物体内最重要的分子之一，是构成细胞、维持细胞功能的基础。
蛋白质模拟是通过电子计算机模拟蛋白质在水中的运动、构象和稳定性等特征。
计算机模拟可以促进研究人员对蛋白质摺叠和结构、蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质-配体相互作用、酶反应等方面的理解，也为药物设计和开发提供了有力的支持。
3. 细胞模拟细胞是所有生物体的基本单位，可以被看作是一个自给自足的生物系统。
细胞模拟可以利用计算机重现非常复杂的细胞结构，如细胞膜、细胞器和细胞质等部分，以及细胞内生物化学反应和信号通路等生物学特征。
通过细胞模拟，可以形成细胞的三维视觉效果，并模拟各种类型的生物信息处理和反应过程，这为研究人员提供了进一步理解细胞和细胞过程的机会。
4. 动物模拟动物模拟运用计算机图像技术重现动物不同体部、行为、环境等方面的生命特征，而不需要实际观察和描绘整个生物体。
例如，通过计算机模拟可以理解神经元分布、生长、突触形成和传递等过程，这对于研究人员来说是非常有益的。
此外还可以通过计算机模拟来理解动物行为特征、交流行为等，进一步推进动物行为研究。
总之，计算机模拟技术在生物学的应用领域中具有广泛的应用前景。
计算机模拟
计算机模拟计算机模拟是一种通过计算机程序对某个系统进行仿真的过程。
这种方法通常是在实际系统不易获得的情况下使用，例如对天气、环境、交通等现象的研究。
计算机模拟技术已经被广泛应用于科学研究、工程设计、医药研发等领域。
本文将从计算机模拟的基本概念、应用领域、优点与缺点、未来发展等各方面进行探讨。
一、计算机模拟的基本概念计算机模拟是一种“虚拟仿真”的技术，它基于对具体实物或过程的建模进行数值的计算，从而获得与实际相对应的结果，以揭示实际系统的动态特性和规律。
计算机模拟通常包括如下主要部分：1.建模：即将待模拟系统用一组数学公式和方程进行抽象化，以建立模型。
2.计算：对模型运用数值方法进行计算，以得到模拟结果。
3.结果分析：通过对模拟结果的分析，获得有关模拟系统的信息。
二、计算机模拟的应用领域计算机模拟已经被广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1.科学研究：计算机模拟技术在科学研究中扮演着越来越重要的角色，例如对气候、地球科学、物理学、化学等领域的研究。
2.工程设计：在工程设计中，计算机模拟可以用来预测设计的效果，从而提高设计效率。
3.医药研发：计算机模拟在医药研发中也得到了广泛运用，例如对药物作用机理、生物分子的结构和功能等方面进行研究。
4.生产优化：通过计算机模拟可以对某一生产流程、生产环节进行仿真，得到各种数据，从而达到生产优化的目的。
5.游戏和娱乐：计算机模拟在娱乐和游戏方面的应用已经十分流行，例如模拟飞行、驾驶、城市规划等等。
三、计算机模拟的优点与缺点1.优点（1）减少试错成本：计算机模拟可以在不需要进行实际试验的情况下进行模拟，从而降低试验成本，并减少试错带来的风险。
（2）提高效率：与实际试验相比，计算机模拟可以更加高效地进行，从而节省时间和资源。
（3）提供多种实验方式：通过计算机模拟可以模拟多种实验方式，设计出多种实验方案，找到最优解。
（4）探究更广范围：计算机模拟可以模拟广泛的物理和化学情况，包括不可能使用实验室测试的极端情况。
计算机仿真技术在各行业的应用
计算机仿真技术在各行业的应用计算机仿真技术是指通过计算机模拟现实世界的过程和行为，应用于各个行业以解决实际问题。
它可以在安全、成本和时间方面提供优化解决方案，同时减少了实验和测试的需求。
以下是计算机仿真技术在几个典型行业中的应用：1.制造业：在制造业中，计算机仿真技术可以用来优化生产线和工艺流程。
它可以模拟产品的设计和装配过程，以发现潜在的问题并提供改进方案。
此外，仿真技术还可以用于优化工作流程，使生产效率最大化，并减少资源的浪费。
2.建筑业：计算机仿真技术可以用来模拟建筑物在不同情况下的性能和可行性，包括结构强度、热力学、风洞效应等。
这有助于确定设计的稳定性和安全性，提高建筑的质量和可靠性。
此外，仿真技术还可以用于优化能源使用和室内环境，以提供更节能和舒适的建筑设计。
3.航空航天：在航空航天领域，计算机仿真技术可以用来模拟飞行器的设计、动力系统和飞行环境等。
这有助于预测飞行器的性能、耐久性和安全性，并为设计改进提供指导。
仿真技术还可以用于飞行员的培训和飞行任务的规划。
4.医疗保健：计算机仿真技术在医疗保健行业中有广泛应用。
它可以用于模拟人体器官、病变和药物治疗的效果，以帮助医生制定最佳的治疗方案。
仿真技术还可以用于训练医学专业人士和开发新的医疗设备或手术工具。
5.能源领域：在能源领域，计算机仿真技术可以用来优化发电厂和电网的设计与运行。
它可以模拟不同能源设备的性能和功率输出，以确定最佳配置和运行策略。
仿真技术还可以用于预测能源需求和供应的变化，以提供更可靠和高效的能源系统。
6.交通运输：计算机仿真技术在交通运输领域广泛应用于交通规划和流量管理。
它可以模拟不同交通工具的运行状况和路径选择，以优化交通流动、减少拥堵和减少排放。
仿真技术还可以用于评估新的交通设施建设项目和交通政策的效果。
总而言之，计算机仿真技术在各行业中发挥着重要作用。
它可以为决策者提供可靠的数据和模拟结果，以指导改进和决策。
随着技术的不断发展和创新，计算机仿真技术在各个行业中的应用将会进一步扩展和完善。
研发先进材料的计算机模拟方法
研发先进材料的计算机模拟方法随着现代科学技术的不断提高发展，人类对于材料的需求也越来越高。
无论是制造更强更耐用的材料，还是开发更环保更高效的新材料，都需要对材料进行深刻的理解和设计。
而计算机模拟技术作为一种相对快速、节省成本的手段，被广泛应用于研发先进材料。
计算机模拟方法是通过对材料的相关特性进行建模、仿真，从而预测其性能和行为的一种技术手段。
这种方法可以以更小的成本和更短的时间来进行试验，同时可以提供更准确、更全面的数据以及对材料微观机制的直观认识。
因此，计算机模拟技术已经成为研发新材料和改进现有材料的重要方法之一。
表面现象下的材料本质对于材料的研究，我们需要了解其表面现象和本质。
在实际应用过程中，材料表面承担着与外界的接触，并对材料的整体性能产生显著影响。
表面现象包括材料表面的形貌、能量、化学反应等因素，而这些现象的交互作用则决定了材料表面的性能。
研究材料表面性能的传统方法是通过实验进行，例如使用显微镜等设备观察表面形貌，使用力学测试设备测试表面强度等。
然而，这些方法不仅需要昂贵的技术设备和试剂，而且很难准确描述材料的微观结构。
因此，计算机模拟技术成为了研究材料表面性能的一种理想方法。
计算机模拟技术可以对材料表面进行三维建模，并模拟分析表面能量和化学反应等过程。
这种方法可以有效地揭示材料表面的本质机制，从而为更好地研发新材料提供数据和指导。
模拟技术在新材料开发中的应用计算机模拟技术在研发新材料方面发挥了重要作用。
通过对材料的结构和性能进行建模与分析，研究者可以预测材料的各项性能参数，提高新材料的研究效率与成功率。
以大庆油田天然气水合物为例，近年来，天然气水合物已成为未来低碳能源开发的重要原材料。
但是由于其极为特殊的物理与化学性质，至今还未完全被理解。
在这种情况下，研究者可以通过计算机模拟技术，对天然气水合物的结构和性质进行模拟与分析，揭示其内在的物理与化学机制。
这种研究能够为天然气水合物的开采利用和环境保护提供重要的数据。
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计算机模拟技术课程名：计算机模拟技术计算机模拟是在科学研究中常采用的一种技术，特别是在科学试验环节，利用计算机模拟非常有效。
所谓计算机模拟就是用计算机来模仿真实的事物，用一个模型(物理的-实物模拟；数学的-计算机模拟)来模拟真实的系统，对系统的内部结构、外界影响、功能、行为等进行实验，通过实验使系统达到优良的性能，从而获得良好的经济效益和社会效益。
计算机模拟方面的研究始于六十年代，早期的研究主要用于国防和军事领域(如航空航天、武器研制、核试验等)，以及自动控制等方面。
随着计算机应用的普及，应用范围也在扩大，现在已遍及自然科学和社会科学的各个领域。
在农业方面，我国从80年代开始进行作物生长发育模拟模型和生产管理系统的研究，目前有一定基础的：在小麦方面有北农大、中科院；棉花方面有中国农业大学、中国棉花所；水稻方面有江西农科院；在土壤水份、水资源及灌溉方面西北农业科技大学。
目前影响较大的有比较成形的有江苏省农科院。
目前的主要成果有：我国主要农作物栽培模拟优化决策系统RCSODS(水稻)和WCSODS(小麦-江苏省农科院)、MCSODS(玉米-河南省农科院)、CCSODS(棉花-中国农业大学)等。
计算机模拟特别适合于实验条件苛刻、环境恶劣(如真空、高温、高压、有毒有害的场所)、试验周期长，花费大的场合。
农作物的生产系统就很适合于计算机模拟：农作物的生产受各种条件的影响，不同作物、不同品种也有差异。
比如，要想提高一种作物的产量，就先要作试验，通过试验了解这种作物的特性：抗旱性、耐寒性、对氮、磷、钾哪种肥更有效等。
但农业的田间实验不能保证精度(除人为可控条件外，还有许多随机因素)、周期长(周期一年)，耗费大。
可通过计算机模拟来实现：先建立这种作物生产系统的数学模型(依靠专业知识或试验数据。
一般来说，诸如作物产量和农业环境的关系可用微分方程或其它方程来描述)，通过计算机模拟来找出这种作物的生长与农业环境相互作用的关系，以及各种条件之间的协迫情况。
不仅可大大节省实验经费、加快研究进度(周期一年的实验结果几秒钟内即可得到)，这种模拟软件的开发还可与农业生产管理系统，决策系统相联系，实现对农作物生产的预测、分析、调控、设计的数字化和科学化。
作为一门课程，不是研究某个特定系统的模拟问题，而是了解计算机模拟的一般过程、基本原则，掌握基础知识，掌握建模及动态模拟的一般方法。
第一章计算机模拟概述1.1 计算机模拟技术●研究对象在一个计算机模拟问题中，我们研究的对象是一个系统。
系统：一些具有特定功能的、相互之间按一定规律联系着的实体的集合。
如作物的生产系统可看作由作物、环境、技术、经济等要素构成的。
各要素之间相互影响、相互联系，称为系统的相关性；一个系统是一个整体，整体内的各个部分不能分割，各因素之间必须相互协调，不能在任何一个环节出问题，才能使系统达到优良的状态，称为系统的完整性。
●目标计算机模拟的目标是了解系统的各个实体之间的相互制约关系，从而使系统在预定的目标下达到最优和完善。
如在作物生产系统中，怎样控制、实施各水、肥、栽培技术等，从而使产量最高，以获得最优的经济效益。
●方法模拟的方法是先建立系统与环境相互作用的数学模型，用数学模型来类比、模仿现实系统(一个数学模型就是从数学上表达系统各因素之间的数量关系，或各因素之间协调的规则；从整个模拟过程来看就是一个算法，或一系列数据，这些数据综合描述一个系统过程或现象的重要行为)，然后在数学模型和对系统深刻了解的基础上，开发模拟软件，用影响系统目标的因素作为输入，通过计算机技术来表达系统各因素作用的状态。
从数学的角度来看，模拟的过程就是对数学模型求解的过程，并把系统过程演示出来。
●基础知识可见，对一个系统进行计算机模拟，(1) 要对模拟对象有深刻的了解。
如：一个公交车调试系统，要编制一个好的调度程序，必须先对现行系统作周密的调查，搞清哪些是影响调度程序的成分及实体，如现有车辆数、每车载客数、每趟车花费的时间、沿途乘客的密集程度、乘客的一般去向、乘客高峰期的人数等。
只有经过周密的调查研究，才能形成一个完整的模拟系统；作物生长模拟系统中，也要搞清影响作物生长的各因素，具备丰富的专业知识，否则不能建立起精确的模型。
在对一个系统的动态特性不完全清楚的情况下，有必要通过实验获取数据，以用于数学模型的建立。
(2) 要有数学知识。
一般研究的系统较复杂，不能用简单的函数或方程来描述，要综合使用各种数学方法，才能使模型准确、可靠。
(3) 计算机知识和编程技巧。
软件应完整地实现系统的数学描述，输出应直观、形象，如三维可视化输出等。
软件的开发是项目的重要工作，也直接影响模拟的效果。
软件的编写可使用任何编程语言，如C、VB、Java等。
专门的语言如GPSS，GPSS是面向对象问题的离散事件的专用模拟语言，优其适用于排队系统。
1961年，IBM公司发表GPSS的第一个版本，后来又有其它公司的各种版本。
标准的版本有52个模块，每个模块用特定的名称和图形来表示其功能。
现在一般常用的语言都有模拟库(已编好的用于实现模拟功能的函数)专门用于模拟软件的开发。
1.2 系统的分类可模拟的系统各种各样，不同类型的系统用不同的模型来描述。
系统的分类方法很多，重要的分类方法是按系统的状态是否随时间变化．．．．．来分：一个行为与时间有关的系统称为动态系统待研系统：静态系统：系统的行为与时间无关；用静态模型来描述，一般为数学方程、逻辑表达式等。
如，电路的布尔表达式；电路中电压与电流的关系；系统的稳态解公式等动态系统：连续系统：系统的状态随时间连续变化；常用微分方程来描述；方程对所有时间点有效。
如，卫星运行轨道，作物生长量等确定性系统：系统的输出完全由其输入来描述，即系统输入与输出按某种规则一一对应集中参数模型：用常微分方程来描述，即方程中的导数不是偏导数分布参数模型：用偏微分方程来描述，但一般用集中参数模型近拟表示随机系统：系统的输出是随机的，有规律的存在一族随机变量，且随机变量序列与时间有关(随机过程)。
在确定性系统的模拟中使用随机变量的研究方法称为蒙特卡罗方法．．．．．．离散系统：系统状态的变化只在离散的时间发生；动态方程只在离散点上有效；一般为随机系统。
如，库存问题；企业的管理系统等离散时间系统：时间步长固定；常用差分方程来描述离散事件系统：用事件来表示系统在时间间隔内的变化；常用概率模型来描述1.3 建立数学模型对一个系统，确定其类型后有助于选择合适的方法建模，建模的一般步骤可分两个大的阶段：(1) 实质内容模型阶段：首先对模拟对象进行调查(了解系统，搜索模拟所需的信息)、实验(参数估计等统计推断方法，确定参数及参数的敏感性)、分析(将信息分类、量化，确定描述系统的规则)，尽可能全面地掌握系统的基本特性、运动规律以及中间状态(最好是有对系统有深入了解的专业人员参与)，通过分析和逻辑推理，揭示系统内的规律。
(2) 形式数量阶段：在调查、实验、分析的基础上，进一步揭示系统内部的数量关系，并对其进行数学处理，即对系统用数学形式来描述：用变量描述系统状态，用各种数学方程定量表示各变量之间的相互联系，用递归方程描述系统状态的发展趋势。
多数情况下，建立一个好的(能真实的描述系统，有代表性，能准确的模拟系统的数量信息，与实际系统较吻合)数学模型不易，优其是复杂多变的系统或系统本身的特性尚不完全清楚的情况(如对农作物开发新品种)。
所以在数学模型建立后，必须进行模拟验证，如与真实系统相差较大，则要重新建模或修改模型。
所以一个好的数学模型必须经过多次模拟，不断修改、完善，才能得到。
一个数学模型是描述系统行为的一个算法或一系列方程，工程中对系统建模应先建立系统的需求规格说明，在制定模拟规划之前予以充分讨论，过程中需考虑以下因素：(1) 模型中需考虑哪些有效的因素：一个系统可能有不同的行为(如一个作物生产系统中有作物的长势、产量、质量、病虫害等)，但不一定所有这些因素都要建立在模型中。
模型中需要考虑的因素是：真正能简化系统的建模；对系统易于建模、测试和维护；使用较少的计算资源；对研究的系统有直接作用的。
(2) 建模细化到什么程度：根据系统的需求确定细化的程度，是只须建立一个简单的模型，还是要对系统行为精确描述。
在模型的准确性和花费之间求得平衡。
(3) 与系统有相互作用的哪些外部环境．．．．考虑在建模中：如在作物生长模型中，气候、水、肥等。
(4) 在建模中采取什么技术：首先，是基于物理的方程，还是基于测试数据。
如果基于物理的方程，是用微分方程，还是差分方程，考虑不考虑随机因素等。
这个问题常由专业人员根据系统的专业知识来决定；如果基于试验数据，则建立经验方程。
(5) 建模时必须获得什么样的数据：如林木生长模型中，需要胸径、树高、材积等数据。
另外还需考虑这些数据的方便的输出形式，以及模型需要的计算资源，如模型需要占用的内存、磁盘空间、消耗的CPU时间等。
(6) 建模和测试模型需多长时间，多少人力、物力、财力：随着模型复杂性的增加，成本也会增加。
一般可从简单开始，随着应用逐步完善。
(7) 如何验证和确认模型：必须确认建立的模型被正确实现，模型所描述的行为与真实系统匹配到可接收的程度，才能有价值。
那么以什么标准来衡量。
现在已有验证、确认与签定(VV&A)技术来证明和验证模拟的精确性。
以上问题应列在系统需求说明书中，并应用于最高层次：在实际的模拟问题中，可能将系统分解为子系统、组件，在对各组件、子系统建模时仍须遵从以上规则。
模拟步骤：Array(1) 明确系统(2) 建立模型(3) 模型变换(4) 软件设计开发(5) 测试检验(6) 评估、对结果的评价和分析一个模拟项目中各项工作的过程应该是一个迭代过程，如图1-1所示。
下面通过实例来说明模拟过程。
1.4 应用举例1.4.1 两物体追逐问题。
设有一架歼击机追踪一架敌方轰炸机，假设两机相距10公里以内可实施攻击，且须在12分钟内完成追击任务，否则认为追击失败。
设两机初始位置如图1-2所示。
问题：对轰炸机的任一条特定航线，模拟歼击机的追击过程。
分析：在这个系统中，是对指定的轰炸机的一条航线而言，模拟歼击机的追击情况：歼击机按什么航线飞行，何时完成追击任务。
能否歼灭敌机由在规定的时间内两机随时间变动的距离而定，所以实施功击的时间、距离是要输出的数据。
在时刻t 两机距离由歼击机在t 时的位置决定，而t 时的位置依赖于其速度和航向。
为使模型简单，作如下简化：(1) 设两机在同一平面飞行。
于是三维问题转化为二维问题。
(2) 设歼击机的速度(必须考虑的因素) V F 是常数(20km/mim)。
变速须用微分方程描述，而常速即可用一般方程表达，求解更简单。