复杂工程建模和模拟的验证与确认引言在科学和工程设计过程中,理论、实验和数值模拟是 3 种基本研究手段,现代计算机硬件和软件能力的飞速发展为强化高性能、大规模数值模拟研究提供前所未有的条件,数值模拟的重要性愈加显著.数值模拟中建模和模拟(ModelingandSimulation,M&S)本身的可信度评估是高置信度数值模拟的核心,直接影响基于数值模拟和少量试验支撑的复杂系统的可靠性认证.验证和确认(VerificationandValidation,V&V)是复杂工程系统可靠性认证中 M&S 置信度评估的重要手段.近年来,随着数值模拟系统日益广泛应用,V&V 的重要性愈来愈为数值模拟系统开发者和使用者所重视,对 V&V 概念、理论、标准和相关方法的研究已成为复杂工程 M&S 可信度评估的重要内容.1•复杂工程 M&S 的 V&V 现状1.1 国外研究现状和发展趋势数值模拟在工业设计、产品性能分析和优化设计中的地位日显重要,国外尤其是美国非常重视 M&S 的V&V 的概念、术语、规范、可信度评估方法和应用等的研究。1.1.1 概念、术语和规范早在 20 世纪六七十年代,美国计算机仿真学会(SocietyforComputerSimulation,SCS)成立模型可信性技术委员会(TechnicalCommitteeonModelCredibility,TCMC),专门进行与 M&S 置信度评估相关的 V&V 方法的概念、术语和规范的研究.在 20 世纪 90 年代确定的 V&V 哲学观点无法对工程和技术领域的仿真结果进行可信性评估.20 世纪 90 年代以后,由于 M&S 置信度评估在国家重大工程的研发和设计中的重要性越来越强,国外许多政府、民间部门和学术研究机构先后成立相应的组织或协会,以制定各自的 M&S 置信度评估及 V&V 的概念、术语和规范.美国几大工程协会不断组织人力、投入资金开展 M&S 置信度评估概念、术语和规范的研究.自 1984 年美国电器与电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers ,IEEE)出版 V&V 相关术语至今,V&V 相关概念、术语、规范一直都在完善.这些术语随后被美国核科学协会(AmericanNuclearSociety , ANS) 和 国 际 标 准 化 组 织(InternationalOrganizationforStandardization,ISO)采用,建 立 各 自 领 域 的 标 准 , 美 国 航 空 航 天 学 会(AmericanInstituteofAeronauticsandAstronautics , AIAA)组织各个不同行业的代表进行研究,于 1998 年起草计算流体动力 学 验 证 和 确 认 的...