動態模擬

動態模擬 （ Dynamic simulation ） 是用電腦程式來模擬系統在不同時間下的特性 。 系統一般會用常微分方程或偏微分方程來描述 。 當數學模型加入了真實世界中的一些限制 （ 例如背隙或是急停後的反彈 ） ， 系統會有非線性特性 ， 因此會需要利用數值方法來求解問題 。 計算機模擬會在一定的時間內 ， 計算其導數曲線下的面積 ， 以此方式來計算積分量的近似值 。 有些方式在每一次增加的時間量是固定值 ， 有些方式則會自動調整增加的時間量 ， 一方面使誤差維持在可允許範圍內 ， 也可以節省運算時間 。 有些方式則是在模擬模型的不同部份使用不同的時間增加量 。 動態系統有許多工業應用例 ， 範圍包括核電廠 、 汽輪機 、 車輛建模的六自由度分析 、 馬達 、 計量經濟模型 、 生物系統 、 機械手臂 、 質量 － 彈簧 － 阻尼系統 、 液壓系統 、 以及通過人體遷移的藥物劑量等 。 這些模型可以實時執行 ， 其虛擬反應類似真實系統 。 在過程控制及機械電子學系統中格外適用 ， 在設計自動控制系統時 ， 配合動態模擬 ， 可以在連接真實系統之前先進行調適 ， 也可以在人員控制實際系統之前先進行訓練 。 模擬也常用在電腦遊戲中 ， 也可以用物理引擎進行加速 。 物理引擎是許多計算機圖形軟件 （ 例如3ds Max 、 Maya 、 LightWave 3D等 ） 中使用的強大技術 ， 可以模擬實際的物理特性 。 在電腦模擬中 ， 可以針對像毛髮 、 布 、 液體 、 火或是顆粒來進行建模 ， 而動畫師繪製的是較簡單的物件 。 電腦爲基礎的動畫最早用在1989年皮克斯動畫工作室的短片Knick Knack 中 ， 內容是將雪及小石頭移到魚缸中 。