什么是数字仿真？

Question

如题所述

Answer 1

以下是我的回答：

数字仿真是一种利用电子计算机对实际问题进行数学建模和数值计算的方法，通过图像显示和数据分析来研究问题的特性和规律，以及预测问题的结果和影响。数字仿真可以模拟各种工程问题和物理问题，甚至自然界的各类问题，如流体力学、结构力学、电磁学、热力学、化学反应、生物学、天文学等。数字仿真的目的是为了更好地理解和解决实际问题，节省时间和成本，提高效率和质量，创造新的知识和技术。

数字仿真的过程一般包括以下几个步骤：

• 建立数学模型：根据实际问题的特点和要求，选择合适的数学理论和方法，建立描述问题的数学方程或算法，确定模型的参数和边界条件，简化和假设模型的复杂性和不确定性。

• 建立数字仿真模型：根据数学模型的形式和特性，选择合适的数值方法和技术，如有限差分法、有限元法、有限体积法、蒙特卡罗法等，将数学模型离散化为数字模型，确定计算的网格或单元，编写或选择相应的计算机程序或软件。

• 进行仿真实验：根据数字仿真模型的要求，选择合适的计算机硬件和软件平台，输入模型的参数和初始条件，运行程序或软件，进行数值计算和仿真实验，得到仿真的结果和数据。

• 分析仿真结果：根据仿真的目的和要求，对仿真的结果和数据进行分析和处理，如图像显示、数据统计、误差估计、灵敏度分析、优化设计等，评价仿真的准确性和有效性，验证和改进仿真的模型和方法，总结和归纳仿真的结论和启示。

数字仿真的应用非常广泛，涉及工程科学、自然科学、社会科学等各个领域，如航空航天、汽车制造、电力系统、船舶工程、城市管理、农业生态、建筑设计、制造业、石油天然气、健康医疗、环境保护等。数字仿真可以帮助人们模拟复杂的现象和过程，探索未知的领域和规律，预测未来的趋势和影响，解决实际的问题和挑战，创造新的产品和技术。

Answer 2

数字仿真

数字仿真是将电力系统网络和负载元件建立其数学模型，用数学模型在数字计算机上进行实验和研究的过程；实现数字仿真一般包括建立数学模型、建立数字仿真模型和仿真实验三个主要步骤；电力系统数字仿真应用很广泛，主要有：研究用电力系统数字仿真，如电力系统电磁暂态计算程序（EMTP）、电力系统综合潮流程序（BPA），培训用电力系统数字仿真，如电力系统调度员培训仿真系统（DTS）、变电站培训仿真系统
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物理仿真

物理仿真，在系统的物理模型上进行试验的技术。物理模型是用几何相似或物理类比方法建立的，它可以描述系统的内部特性，也可以描述试验所必需的环境条件。

如风洞试验，是将按比例缩小的飞机模型悬挂在具有亚音速或超音速气流的风洞内，测定飞机的各种气动系数。飞机模型和风洞就是物理模型。又如将水域的地形，水坝按比例缩小做成实物模型，进行水流试验；将飞机的姿态角传感器(陀螺仪)安装在能复现飞机的俯仰、横滚、偏航三个角运动的三自由度飞行仿真转台上，进行飞行控制系统的实验等。物理仿真与数学仿真（见仿真）的主要区别在于：

①物理仿真是通过建立物理模型来实现的。物理仿真系统是真实系统的几何相似物或物理类比物。几何相似是指同一个物理过程（如机械运动过程或电的动态过程等）的不同尺寸系统之间的相似关系。物理类比是指两种不同的物理过程（例如机械运动和电的动态过程等）具有相同的数学描述，它们可以互为仿真实验模型。而数学仿真是通过建立数学模型在计算机上实现的，利用模拟计算机的电路的动态过程或数字计算机的数字运算过程来描述各种物理过程。因此物理仿真系统是专用的；而数学仿真系统（即仿真计算机）是通用的。

②物理仿真要求实时仿真，而数学仿真可以是实时的或非实时的（包括超实时和亚实时）。