模拟设计与实验

出处：按学科分类—政治、法律 复旦大学出版社《国际惯例词典》第520页（1176字）

模拟又叫仿真，在西方国家，模拟设计与实验称作为simulation design and test。

这一技术是指以真实的实体或状态为依据，建立一个与其相仿的模型体或状态，并进行模拟环境下的运转和测试试验，以得到实体的感受、效果、数据、或最可能的结果预测。

实用性的模拟设计与实验技术开始于本世纪初，而在上半个世纪里，主要是以实物模型的建立与实验为主。

如一部新型飞机的设计，首先要根据设想建立一个飞机模型，并在仿真的气流(环境)中进行诸如机械结构、静力学、动力学等各方面技术的分析研究和测试，获得大量的技术数据，再与先前的经验一起分析，便可以依此设计出一个样机，再置于模拟气流中(风洞)实测，并进一步完善设计，最后再进行突飞试验，几经改进后而形成产品，这就是一个典型的模拟设计与试验的过程。而在下半个世纪里，经验知识的丰富，科学技术水平的提高，尤其是计算机技术的迅猛发展，使得模拟设计与实验技术有了飞跃的发展，从而产生了现代模拟与实验技术。

现代模拟与实验技术是计算机科学、统计学、运筹学等的结合产物，在社会学、军事、航天、工程技术以及人们的日常生活中都起着重要的作用。模拟与实验的技术过程可分为如下几个阶段：(1)数据收集。对要设计的对象进行深入地分析，并围绕着设计目的而广泛地收集资料，包括对象实体的主要设计目标、主要结构形式、技术性能、运行环境、主要影响因素，以及从前失败与成功的经验等。(2)模型的建立与实验。掌握了设计对象的数据后，分析出哪些方面的要求可以很方便地达到，哪些方面的要求目前难以达到，在目前的技术水平下如何最逼真地模拟这些难以实现的要求与条件，以此建立一个与现实情况(包括对象实体本身和其周围的实际环境)最为相符的模型，并进行试验分析。

(3)统计设计与估计。

对模型的试验数据进行统计分析，找出规律和关键点，并以此推测真实对象在真实环境中的最可能结果。目前的模拟设计分为三种情况。

其一是应用模型：设计实物模型以培训实物操作人员，如模型飞机、汽车，或模拟股市操作，模拟社会群体，模拟医疗等。其二是为设计对象而建立的模型及试验，如上述的飞机设计过程。其三是计算机模拟：以建立计算机数学或图形、图像模型为主，并用计算机进行模拟运动及测试分析和估计，得出结论。这种技术必须以丰富的实验知识和高超的计算机技术为前提，并具有准确度高、可靠性大，且大大地缩短设计周期的优点，具有很大的优越性和潜力。在我国，由于计算机技术及工业技术水平的相对落后，模拟设计与试验技术主要是指前两种情况。而在西方国家中，计算机模拟设计占了主要地位。

如最新波音飞机的设计，大部分都是在大型计算机网络上进行模拟设计与实验的。