
【計】 scientific calculation; scientific computation
科學計算(Scientific Computing)在漢英詞典中被定義為“利用數學模型和數值分析方法,通過計算機技術解決自然科學與工程領域複雜問題的跨學科方法”。其核心包含三個層面:
理論基礎
科學計算依賴于數學建模(如微分方程、線性代數)和算法設計(如有限元法、蒙特卡洛模拟),通過離散化連續問題實現數值解。美國國家标準與技術研究院(NIST)指出,科學計算是“連接理論科學與實驗驗證的橋梁”。
技術實現
該領域結合高性能計算(HPC)、并行計算及可視化工具,處理大規模數據集。例如NASA采用科學計算進行氣候模拟和航天器軌道優化(來源:NASA Technical Reports Server)。
跨學科應用
覆蓋物理、化學、生物醫學及金融工程等領域,典型案例包括基因組序列分析、核反應堆安全評估等。國際學術期刊《Journal of Computational Physics》強調,科學計算已成為現代科研的“第三支柱”,與理論、實驗并列。
科學計算是指利用計算機處理科學研究和工程技術中複雜數學問題的數值計算方法,其核心是通過數學模型和算法實現高效求解。以下是詳細解釋:
核心定義
科學計算通過将連續數學模型(如微分方程、積分方程)轉化為離散形式,借助計算機進行大規模數值運算,以獲取近似解。它不僅是數值計算的代名詞,還包含算法優化和模拟分析等環節。
關鍵特點
科學計算常被等同于數值計算,但嚴格來說,前者更強調解決實際科學問題的全流程(建模→計算→分析),後者側重具體數值解法。
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