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1 简介1

1.1 建模和仿真的过去与现在1

1.2 科学计算的可信度6

1.3 本书提纲和使用11

1.4 参考文献12

第Ⅰ部分 基本概念16

2 基本概念和术语16

2.1 概念和术语的发展16

2.2 主要术语和概念24

2.3 不确定性的类型和来源37

2.4 可量化误差42

2.5 确认、验证和预测的一体化43

2.6 参考文献54

3 建模与计算仿真62

3.1 系统规范的基本原理62

3.2 模型和建模的基本原理66

3.3 风险和失效87

3.4 计算仿真的阶段88

3.5 问题举例：导弹飞行动力学96

3.6 参考文献104

第Ⅱ部分 代码验证111

4 软件工程111

4.1 软件开发112

4.2 版本控制115

4.3 软件确认与验证116

4.4 软件质量和可靠性120

4.5 可靠性案例研究：T实验122

4.6 大型软件项目的软件工程122

4.7 参考文献126

5 代码验证129

5.1 代码验证标准129

5.2 定义132

5.3 精度阶136

5.4 系统网格细化140

5.5 阶验证程序145

5.6 代码验证的责任153

5.7 参考文献154

6 精确解157

6.1 微分方程简介158

6.2 传统精确解158

6.3 虚构解方法（MMS）165

6.4 物理真实虚构解177

6.5 近似解方法181

6.6 参考文献185

第Ⅲ部分 解验证190

7 解验证190

7.1 解验证的元素190

7.2 舍入误差191

7.3 统计抽样误差196

7.4 迭代误差198

7.5 数值误差与数字不确定性214

7.6 参考文献214

8 离散误差216

8.1 离散过程的元素217

8.2 离散误差的估算方法224

8.3 理查德森外推法232

8.4 离散误差估计量的可靠性238

8.5 离散误差与不确定性242

8.6 Roache的网格收敛指标（GCI）242

8.7 网格细化问题247

8.8 开放研究相关问题251

8.9 参考文献254

9 解自适应259

9.1 影响离散误差的因素259

9.2 自适应标准263

9.3 自适应方法270

9.4 推动网格自适应的方法的比较272

9.5 参考文献276

第Ⅳ部分 模型确认与预测280

10 模型确认的基本原理280

10.1 确认实验的原理281

10.2 确认实验层次292

10.3 示例问题：高超声速巡航导弹297

10.4 确认的概念、技术和实际难点300

10.5 参考文献303

11 确认实验的设计与执行306

11.1 确认实验原则306

11.2 确认实验示例：联合计算／实验空气动力学计划（JCEAP）314

11.3 JCEAP实验测量不确定性估算示例324

11.4 JCEAP中计算——实验的进一步协同示例337

11.5 参考文献344

12 模型精度评估348

12.1 模型精度评估要素348

12.2 参数估计方法和验证指标355

12.3 确认指标建议特性360

12.4 均值比较方法介绍363

12.5 使用实验数据插值法进行均值比较369

12.6 要求实验数据线性回归的均值比较375

12.7 要求实验数据非线性回归的均值比较379

12.8 概率盒比较的确认指标387

12.9 参考文献402

13 预测能力410

13.1 步骤1：识别不确定性的所有相关来源411

13.2 步骤2：分别描述不确定性来源418

13.3 步骤3：估计数值解误差432

13.4 步骤4：估计输出不确定性442

13.5 步骤5：更新模型458

13.6 步骤6：执行敏感性分析466

13.7 示例问题：安全部件加热470

13.8 贝叶斯方法不同于概率界限分析489

13.9 参考文献489

第Ⅴ部分 规划、管理和实施问题497

14 建模和仿真工作的规划与优先排序497

14.1 规划和优先排序的方法论497

14.2 现象识别和排序表（PIRT）500

14.3 差距分析过程505

14.4 商业代码规划和优先排序509

14.5 示例问题：飞机迫降时火势蔓延510

14.6 参考文献513

15 建模与仿真工作的成熟度评估515

15.1 成熟度评估程序调查515

15.2 预测能力成熟度模型519

15.3 PCMM的额外用途533

15.4 参考文献537

16 验证、确认和不确定性量化的开发与责任539

16.1 所需的技术开发539

16.2 员工责任540

16.3 管理措施和责任546

16.4 数据库开发552

16.5 标准开发556

16.6 参考文献557

附 录560

重要词语中英文对照表564