科學計算是科學、工程、高技術的關鍵部分

20世紀80年代初,提出了科學計算的重要性,認為科學計算是科學、工程、高技術的關鍵部分。計算機的出現以及不斷進步,把計算技術推向人類科學活動、生產活動的前沿。計算技術正成為一種數學技術。在現代自然科學、經濟科學、社會科學、工程技術中,涉及的數學模型絕大多數是非線性的微分差分方程,求精確解幾乎是不可能的,但藉助於計算機,用數值方法,原則上都是可行的。

科學計算是科學、工程、高技術的關鍵部分

如一類非線性色散波方程具有一種粒子結構性態的解——孤光子,它能經歷交互作用而保持其形狀、速度不變。這是科學家用數值方法解算典型非線性色散波方程時,藉助計算機的動畫電影顯示看到的兩個孤粒子“碰撞”。

科學計算是科學、工程、高技術的關鍵部分

又如有限元方法,是解偏微分方程的一種通用的計算方法。它基於變分原理與格網分割的有機結合,後又成為解橢圓方程的主導方法,並開闢了方法研究與應用研究的新方向。有限元方法的指導思想是化整為零、裁彎取直、以簡取繁、圖難於易,因此具有幾何上的靈活的突出優點,特別適合於解決複雜度大的問題。再如快速傅里葉變換,這是一種計算有限傅里葉級(即週期性離散傅里葉變換)的遞推性快速算法。

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