动态模拟

动态模拟
动态模拟(Dynamic simulation)是一种计算机辅助的技术,通过软件程序模拟系统在不同时间下的特性和行为。它涉及到系统的数学建模,通常使用常微分方程偏微分方程来描述系统的动态变化。动态模拟可以预测和计划可能发生的事件,帮助确定系统的响应方式,并确保采取正确的步骤。在实际应用中,动态模拟广泛应用于工业、经济、生物系统等多个领域,可以实时执行,模拟出与真实系统类似的反应。

定义

动态模拟要求参数随时间变化时,在数学模型中时间成为一个主要自变量。参数随时间变化的规律常用微分方程组来描述,这类模拟称为动态模拟。例如研究化工过程在外部干扰作用下引起的不稳定过程,开停车过程和一些间歇操作过程,就需要采用动态模拟。

特性与方法

动态模拟中的系统往往具有非线性特性,这是由于数学模型加入了真实世界中的一些限制,如背隙或急停后的反弹等。为了求解这些非线性问题,通常需要利用数值方法来计算。计算机模拟会在一定的时间内,计算其导数曲线下的面积,以此来近似计算积分量。有些方法在每一次增加的时间量是固定的,而有些方法则会自动调整时间增量,以保持误差在可接受范围内,并优化运算时间。还有一些方法会在模拟模型的不同部分使用不同的时间增量。