数值模拟的好处

数值模拟的好处

对有条件进行实验的材料，尽量采用实验方法，辅以数值模拟检验。而在工
　　程应用中，很多情况下无法进行实验，如采矿问题等，数值模拟内部程序有相应的计算方法，能模拟较复杂过程。
　　直观性与求解速度：实验直观性强，数值模拟直观性不如实验方法好，较抽象，但可以
　　快速得到结果。实验操作复杂。
　　成本：实验成本高，数值模拟成本低廉，只需在计算机上进行模拟和数据处理。
　　施加载荷：数值模拟可以任意施加各种方向的载荷，可以施加实验方法达不到的条件。
　　因此数值模拟方法在监测、设备开发、优化、效果预测方面体现了重要价值。
　　数据采集：实验只能采集到特定点的的应力应变等数据，不能得到整个材料各点的应力
　　应变值，而数值模拟方法可以对各个区域、各个测点进行应力分析和位移分析，对实验进行补充。
　　数据处理：应将实验方法和数值模拟方法结合起来使用，分别对结果进行分析后，充分
　　考虑两种方法各自的优缺点，互相比较印证，结合理论分析，有针对性地进行数据和结果的修正，才能得到一个比较全面、客观的结论。
　　结果可靠性：数值模拟方法在模拟分析过程中，往往要对边界条件和材料属性进行简化，
　　或多或少对分析结果产生影响，而且结构离散化的形式不同，得到的结果和精度也不同，随机性比较大，可信度降低。而在实验中不可避免的客观、主观因素也会产生误差，但是比数值模拟的误差少得多，可靠性更高。
　　两种方法互相检验：合理的数值模拟方法对实验研究和理论分析具有指导作用，可以弥
　　补实验工作的不足。实验与数值模拟结果比较，用来判断数值模拟方法的可行性。

在地球物理尺度上进行数值模拟时，难点之一是可能出现多种流态，尤其是内波可能在局部范围内间竭地产生强烈的垂直运动。在内波分辨率要重点考虑的区域，数值模拟方法的选择是由全流场中某个小区域的精确性和稳定性需求来决定的。在CFL < O(1)条件下，许多显式空间离散方法是稳定的，但是当水流方向与网格边线不重合时，在CFL > O(0.5)条件下，这些方法的三维计算精度通常很差。
二次方法的缺点是其计算量很大。然而在低CFL值（CFL<0.1）的区域，二次型半拉格朗日方法的求解同样受控于使用二次迎风离散化方法所得的七点迎风格式模板的条件，这种相似性可用于减少低CFL值区域的计算量要求，而又不会使得整个求解方法的精度有显著的降低。在不同的区域使用不同方法的概念可被归纳为一种“混合”数值方法的概念。通常的混合模型是根据某种衡量标准把流场划分为不同的水流区域，分别使用不同的求解方法。根据我们的目的，该标准即是CFL值，在CFL值低时使用一种离散技术，而CFL值高时使用另一种离散技术。
当前的混合方法已测试到二层格式，在0 < CFL < 2的区域内使用二次半拉格朗日法进行离散，该CFL

在地球物理尺度上进行数值模拟时，难点之一是可能出现多种流态，尤其是内波可能在局部范围内间竭地产生强烈的垂直运动。在内波分辨率要重点考虑的区域，数值模拟方法的选择是由全流场中某个小区域的精确性和稳定性需求来决定的。在CFL < O(1)条件下，许多显式空间离散方法是稳定的，但是当水流方向与网格边线不重合时，在CFL > O(0.5)条件下，这些方法的三维计算精度通常很差。
　　二次方法的缺点是其计算量很大。然而在低CFL值（CFL<0.1）的区域，二次型半拉格朗日方法的求解同样受控于使用二次迎风离散化方法所得的七点迎风格式模板的条件，这种相似性可用于减少低CFL值区域的计算量要求，而又不会使得整个求解方法的精度有显著的降低。在不同的区域使用不同方法的概念可被归纳为一种“混合”数值方法的概念。通常的混合模型是根据某种衡量标准把流场划分为不同的水流区域，分别使用不同的求解方法。根据我们的目的，该标准即是CFL值，在CFL值低时使用一种离散技术，而CFL值高时使用另一种离散技术。

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