Simulação digital
Introdução
Em geral
Uma simulação computacional (também conhecida como simulação computacional, modelo de simulação computacional ou modelo computadorizado) é um programa de computador ou uma rede de computadores cujo objetivo é criar uma simulação de um modelo abstrato de um determinado sistema. As simulações computacionais tornaram-se uma parte relevante e útil dos modelos matemáticos de muitos sistemas naturais em ciências como física, geofísica, astrofísica, química e biologia; bem como sistemas humanos de economia, psicologia e ciências sociais. Além disso, é utilizado no projeto de novas tecnologias para melhor compreender seu funcionamento.
As simulações de computador variam desde programas de computador que são executados por alguns minutos até clusters de computadores em rede que funcionam por horas, e há até simulações que duram vários dias. A variedade de eventos que podem ser recriados através de simulações computacionais excedeu em muito as possibilidades da modelagem matemática tradicional de lápis e papel: há mais de dez anos, uma simulação de uma batalha no deserto em que um exército atacou outro exigiu a modelagem de 66.239 tanques, caminhões e outros veículos em terreno simulado perto do Kuwait, usando vários supercomputadores do Programa de Modernização de Computadores de Alto Desempenho. Programa*) do Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Um modelo de um bilhão de átomos de uma deformação material, outro modelo de 2,64 milhões de átomos de um ribossomo (o complexo supramolecular de síntese de proteínas presente em todos os organismos) e o projeto Blue Brain na Escola Politécnica Federal de Lausanne, Suíça, começaram em maio de 2005 para criar a primeira simulação computacional de todo o cérebro humano, até o nível molecular.
Simulação vs. modelagem numérica
A modelagem matemática é usada para criar modelos da realidade. Um modelo matemático tenta encontrar soluções analíticas para as equações que governam os processos que deveriam ser responsáveis pelo sistema em estudo e dos quais existem observações metódicas. O objetivo é validar essas equações e possibilitar a previsão do comportamento do sistema com base em um conjunto de parâmetros e condições iniciais. Os modelos numéricos resultaram da utilização de computadores para o mesmo fim, resolvendo as equações não analiticamente, mas numericamente.