
【化】 mathematical modeling
math; mathematics
【机】 mathematics
imitate; simulate; simulation
【计】 A; analog; analogy; breadboarding; imitator; modeling; simulation
【化】 simulation
【医】 mimesis; mimicry; mimosis
【经】 simulation
数学模拟的详细释义(汉英词典视角)
一、术语定义与核心概念
“数学模拟”(Mathematical Simulation)指利用数学工具(如方程、算法、模型)对现实系统或理论过程进行抽象化描述,并通过计算机技术重现其动态行为的过程。其核心是通过建立数学模型(Mathematical Model),模拟实际系统的运行机制,以预测、分析或优化系统性能。例如,在流体力学中,纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes Equations)被用于模拟流体运动:
$$
rho left( frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot abla mathbf{v} right) = - abla p + mu abla mathbf{v} + mathbf{f}
$$
其中 $rho$ 为密度,$mathbf{v}$ 为速度场,$p$ 为压强,$mu$ 为动力粘度,$mathbf{f}$ 为外力。
二、跨学科应用与价值
数学模拟广泛应用于工程、物理、生物、经济等领域:
三、工程实践中的关键作用
在工程设计中,数学模拟可替代高成本实验,例如:
参考文献
数学模拟(Mathematical Modeling)是一种通过构建数学模型来模拟现实系统或过程的方法,其核心是用数学语言(如方程、算法、统计方法等)描述复杂现象,并通过计算或分析预测系统行为。以下是详细解释:
建立模型
根据实际问题抽象出关键变量(如时间、空间、温度)及其关系,形成数学表达式(如微分方程、概率模型)。例如,流体力学用Navier-Stokes方程描述流体运动。
求解与分析
通过解析法(直接解方程)或数值法(如有限元分析、蒙特卡洛模拟)获得结果,分析变量间的动态关系。
验证与优化
将模拟结果与实验数据对比,修正模型参数或结构以提高准确性。
随着人工智能和大数据技术的融合,数学模拟正转向数据驱动建模(如深度学习辅助求解偏微分方程),并应用于更复杂的跨学科问题(如脑科学、量子计算)。
如需进一步了解具体案例或技术细节,可参考数学建模教材或专业论文。
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