Computersimulering

Den computersimulation eller digitale organer kører et computerprogram på en computer eller netværk for at simulere en reel fysisk fænomen og kompleks (f.eks falde af et legeme på et blødt underlag, modstand af en olie platform dønning, træthed af et materiale under vibrationsbelastningen, slid af et kugleleje osv.). Videnskabelige numeriske simuleringer er baseret på implementering af teoretiske modeller, der ofte bruger finite element- teknikken . De er derfor en tilpasning til de digitale midler til matematisk modellering og bruges til at studere driften og egenskaberne ved et modelleret system samt til at forudsige dets udvikling. Vi taler også om numerisk beregning . De grafiske grænseflader tillader visualisering af resultaterne af beregninger ved hjælp af syntetiske billeder .

Disse computersimuleringer blev hurtigt afgørende for modelleringen af ​​naturlige systemer inden for fysik , kemi og biologi , men også af menneskelige systemer inden for økonomi og samfundsvidenskab . De gør det muligt at begrænse risikoen og undgå omkostningerne ved en række reelle test (f.eks. Køretøjstest). De kan give indsigt i udviklingen af ​​et system, der er for komplekst til at simulere med enkle matematiske formler (f.eks. Orkan).

Numerisk simulering bruges til:

Inden for samfundsvidenskab er computersimulering en del af en af ​​de fem vinkler for dataindsamling i den mere generelle metode kendt som dataperkolering, som også sammen dækker kvantitative og kvantitative metoder, gennemgang af litteraturen (inklusive videnskabelig litteratur).), og interviews med eksperter. I denne henseende giver perkolering af data en mere komplet vision og metode end trianguleringen af ​​dataene under analysen af ​​fænomenerne under observation.

Epistemologisk kritik

Numerisk simulering bør naturligvis ikke forveksles - som udtrykket simulering antyder - med virkeligheden . Bare fordi computeren siger, at det vil ske på den måde, betyder det ikke, at det faktisk opfører sig som det i virkeligheden (f.eks. Numeriske simuleringer af vejrudsigter). Numerisk simulering er kun en repræsentation af virkeligheden baseret på den underliggende teoretiske model . Hvis den således teoretiske model er fejlagtig, er de beregnede resultater derefter falske og kan føre til beslutninger, der i sig selv er fejlagtige. Især er en model bygget til en given anvendelse, og dens anvendelse i en anden sammenhæng har en stor chance for at generere falske resultater (se validering af simuleringer ).

Den bedste måde at opsummere denne epistemologiske kritik på er: ”kortet er ikke territoriet! ".

Således bør digital simulering - som har tendens til at blive et væsentligt værktøj til at konstruere komplekse industrielle objekter på grund af dens implementeringshastighed (for eksempel: simulering af bilulykker, udforskning af luftfartens flydomæner, simulering af atombomber osv.) - ikke være bruges uden videnskabelig eftertænksomhed eller professionel forsigtighed.

Den kritiske analyse af resultaterne, verifikation af gyldigheden af ​​de anvendte teoretiske modeller , sammenligningen af ​​de forudsagte resultater med eksperimentet ... er lige så mange reflekser af ingeniøren at have, og som derefter er en del af den professionelle brugers etik , dette især for ikke at tage uovervejede risici i logistik- og designbeslutninger (for eksempel: se katastrofen, der er forbundet med forseglingen fra den amerikanske rumfærds booster, hvis numeriske simulering ikke afslørede den strukturelle svaghed ) og / eller investering (for eksempel: se de økonomiske fiaskoer i starten af ​​indtægterne i en større parisisk forlystelsespark på grund af dårlige numeriske simuleringer af frekvenser og forventede forbrugerudgifter ).

Historie

Computersimulering dukkede op på samme tid som datalogi til Manhattan-projektets behov under Anden Verdenskrig for at modellere processen med nuklear detonation. Den første "civile" numeriske simulation i teoretisk fysik var Fermi-Pasta-Ulam-eksperimentet (1953). Siden da har det udviklet sig ved siden af ​​IT.

Computersimuleringskategorier

Vi kan skelne mellem tre kategorier af simuleringer:

Simuleringsmetoder

Eksempler på simuleringer

Noter og referencer

  1. (i) John Brockman og Steven Pinker (indledning) ( pref.  Richard Dawkins) Hvad er din farlig idé? : dagens førende tænkere på det utænkelige , New York, Harper Perennial,2007, 300  s. ( ISBN  978-0-061-21495-0 , OCLC  1030009771 )
  2. (en) Olivier Mesly , Oprettelse af psykologiske modeller inden for forskning , Cham, Schweiz Springer al.  "SpringerBriefs in psychology",2015, 126  s. ( ISBN  978-3-319-15752-8 , OCLC  908117636 )

Se også

Relaterede artikler

Eksternt link

Bibliografi