动态模拟
动态模拟（Dynamic simulation）是用计算机程序来模拟系统在不同时间下的特性。系统一般会用常微分方程或偏微分方程来描述。
当数学模型加入了真实世界中的一些限制（例如背隙或是急停后的反弹），系统会有非线性特性，因此会需要利用数值方法来求解问题。计算机模拟会在一定的时间内，计算其导数曲线下的面积，以此方式来计算积分量的近似值。有些方式在每一次增加的时间量是固定值，有些方式则会自动调整增加的时间量，一方面使误差维持在可允许范围内，也可以节省运算时间。有些方式则是在模拟模型的不同部分使用不同的时间增加量。动态系统有许多工业应用例，范围包括核电厂、汽轮机、车辆建模的六自由度分析、马达、计量经济模型、生物系统、机械手臂、质量－弹簧－阻尼系统、液压系统、以及通过人体迁移的药物剂量等。这些模型可以实时执行，其虚拟反应类似真实系统。在过程控制及机械电子学系统中格外适用，在设计自动控制系统时，配合动态模拟，可以在连接真实系统之前先进行调适，也可以在人员控制实际系统之前先进行训练。
模拟也常用在电脑游戏中，也可以用物理引擎进行加速。物理引擎是许多计算机图形软件（例如3ds Max、Maya、LightWave 3D等）中使用的强大技术，可以模拟实际的物理特性。在电脑模拟中，可以针对像毛发、布、液体、火或是颗粒来进行建模，而动画师绘制的是较简单的物件。电脑为基础的动画最早用在1989年皮克斯动画工作室的短片Knick Knack （页面存档备份，存于互联网档案馆）中，内容是将雪及小石头移到鱼缸中。
动态模拟的例子
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动画是由系统动态模拟软件以及3D建模器所制作。计算的值和活塞杆及曲柄的参数有关。
在此例中是用曲柄来驱动，可以改变转动速度、活塞杆的长度及半径，而活塞的参数（例如内部的压力）也会随之改变。
相关条目
[编辑]- 物理引擎
- ADAMS— 自动进行机械系统动态分析的软件
- SimulationX— 模拟多领域动态系统的软件
- AMESim — 模拟多领域动态系统的软件
- AGX Multiphysics — 模拟多领域动态系统的物理引擎
- EcosimPro — 模拟连续/离散系统的模拟工具
- Hopsan — 模拟多领域动态系统的软件
- MapleSim — 模拟多领域动态系统的软件
- Modelica — 非专属、面向对象、以方程式为基础的动态模拟语言
- VisSim — 非线性动态模拟的视觉化语言
- EICASLAB — 可以进行非线性动态模拟的软件套件
- PottersWheel — Matlab工具箱，可以调校动态系统的参数