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数学模拟

(mathematicalsim-ulation)模拟也称为仿真。广义地说,就是根据某一特定目的,通过模型尽可能正确地模仿实物的特性的方法。数学模拟则是利用实物(客观对象)的数学模型来进行模拟的。列宁曾指出:“自然界的统一性显示在关于各种现象领域的微分方程式的‘惊人的类似,中。”(《列宁选集》第2卷第295页)自然界的这种统一性,为数学模拟提供了客观基础。模拟法又称为电子计算机的仿真处理,是作为分析性数学模型的对应物存在的。分析性的数学模型往往根据数学理论的分析求解。但太复杂的现象往往不能用数学公式准确表达,有的数学公式有时也未必为社会一般人所理解。模拟法则是首先在明确目的后,建立模拟的现实的数学模拟模型,即按照某种已定的过程顺序与时间,通过一定的操作规则能够模仿现实的模型。例如对中子穿透均匀平板的运动过程进行数学模拟,可按如下步骤进行:①确定初态;②确定下一碰撞点;③确定碰撞的原子核;④确定碰撞的类型;⑤确定碰撞后的能量与方向等。然后按如此步骤,每一步都用计算机进行模拟。一次模拟只能取一个子样,所以精度不高,通用性不广。这是模拟法的缺点。为了减少这些缺点,不外乎用电子计算机增加模拟次数。利用电子计算机产生的随机数,反复多次进行模拟,以求得统计规律。模拟法可用于作战方案、比赛对策、市场分析等。系统分析,也可用于积分计算、线性方程组或微分方程组的求解等。

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