Компьютерное моделирование, использование компьютера для представления динамических реакций одной системы поведением другой системы, смоделированной на ее основе. При имитации используется математическое описание, или модель, реальной системы в виде компьютерной программы. Эта модель состоит из уравнений, которые дублируют функциональные связи в реальной системе. Когда программа выполняется, полученная математическая динамика формирует аналог поведения реальной системы, а результаты представляются в виде данных. Симуляция также может иметь форму компьютерно-графического изображения, представляющего динамические процессы в виде анимированной последовательности.
Компьютерное моделирование используется для изучения динамического поведения объектов или систем в условиях, которые невозможно легко или безопасно применить в реальной жизни. Например, ядерный взрыв может быть описан математической моделью, включающей такие переменные, как тепло, скорость и радиоактивные выбросы. Дополнительные математические уравнения могут быть использованы для корректировки модели в зависимости от изменений определенных переменных, таких как количество расщепляющегося материала, который привел к взрыву. Моделирование особенно полезно для того, чтобы наблюдатели могли измерить и предсказать, как на функционирование всей системы может повлиять изменение отдельных ее компонентов.
Более простые модели, выполняемые персональными компьютерами, состоят в основном из бизнес-моделей и геометрических моделей. К первым относятся электронные таблицы, финансовые и статистические программы, которые используются для анализа и планирования бизнеса. Геометрические модели используются в многочисленных приложениях, требующих простого математического моделирования объектов, таких как здания, промышленные детали и молекулярные структуры химических веществ. Более сложные модели, например, моделирующие погодные условия или поведение макроэкономических систем, обычно выполняются на мощных рабочих станциях или суперкомпьютерах. В машиностроении компьютерные модели новых конструкций проходят имитационные испытания, чтобы определить их реакцию на нагрузки и другие физические переменные. Моделирование речных систем позволяет определить потенциальное влияние плотин и ирригационных сетей еще до начала строительства. Другие примеры компьютерного моделирования включают оценку конкурентной борьбы компаний на определенном рынке и воспроизведение движения и полета космических аппаратов.
