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シミュレーション

シミュレーションは、コンピュータを使って予測や実験をする方法です。 （Simulation なので、片仮名で書くと、「シミュレーション」です。 「シュミレーション」ではありません。念のため。。。）

• 「実物を使って実験する場合の、 リスク やコストを抑えられる」
• 「実際に実験しないので、 環境 を汚染しない」
• 「現実には不可能な極限状態を調べられる」
• 「不純物や 外乱 のない環境で実験できる」
• 「実験の再現性が非常に高いため、 ばらつき で悩まないで済む」

、等々、魅力がいろいろあります。

シミュレーションに限った話ではないのですが、 微分・積分や行列の計算をコンピュータで行う場合は、 紙の上で計算するのとは違った知識も必要になります。 それが 数値計算 と言われている分野です。 数値計算 を知っていると、シミュレーションの得意・不得意や、 本質のようなものが見えてきます。

また、コンピュータの中での模擬実験とは言え、 実験計画法 を知っていた方が、効率良く実験できます。 いわゆる科学技術計算では、１条件のシミュレーションに、 何日もかかることは珍しくありません。 ハードやソフトの改良ももちろんですが、 実験回数の効率アップも大事です。

• 原子・分子の世界　：　ミクロの視点
• カオス　：　単純なルールが複雑な世界を作る
• 数理計画法　：　最適値を見つける理論
• システムダイナミクス　：　関係のルールの時間発展
• ゲーム理論 ： 「ゲーム」と言うのは戦術のことです。

上記のような手法は、コンピュータで時間に沿った現象の推移を調べることが主な目的になっています。 「コンピュータシミュレーション」と呼ばれることもあります。 ビジネスの世界では、 机上での試算や見積りを「シミュレーション」と呼ぶことがあります。 どちらの「シミュレーション」なのかに気を付けていないと、 話がかみ合わないことが起きるかもしれません。

CAE

「CAE」は、「Computer Aided Engineering」の略です。 日本語に訳すと、「コンピューターの支援による工学」ですが、一般に日本では「CAE」と呼ばれています。

CAEは、伝熱、流体、応力、等を、 数値計算 によってシミュレーションする分野です。 このサイトで言うと、 流体力学 、 物質のエネルギー 、 物質の変形（連続体力学） にあるような学問の中にある方程式が相当します。

参考文献

「計算物理学　コンピュータ支援による物理学の新しい展開」　日本物理学会　編　培風館　1991
分子動力学法・ カオス・モンテカルロ法・ 素粒子・原子核・宇宙（星）・流体・結晶・神経回路網・形態形成・ 界面・ガラス・水、等々のシミュレーションを、コンパクトにまとめた本です。

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