فرضیهٔ شبیه‌سازی
شبیه‌سازی‌هاحوزهٔ 10 از 18

شهرها، زیرساخت و عملیات

ترافیک، صف‌ها، زنجیره‌های تأمین، آب، برق و محیط ساخته‌شده.

پژوهش عملیاتی از مسئلهٔ جابه‌جایی کارآمد مردم، کالا و منابع بیرون آمد و شبیه‌سازی ابزار اصلی آن است. این‌ها از پرکاربردترین شبیه‌سازی‌ها در صنعت و دولت‌اند، هرچند به‌ندرت دیده می‌شوند.

حرکت

جریان ترافیک

خودروها به‌صورت رانندگان منفرد، سلول‌هایی روی جاده که با قاعده حرکت می‌کنند، یا سیالی که در شبکه جریان دارد.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: چرا ترافیک بی‌دلیل آشکار گیر می‌کند، و آیا این تقاطع آن را برطرف می‌کند؟

کنار می‌گذارد: ویژگی‌های خاص رانندگان منفرد میانگین‌گیری می‌شوند؛ اثر یک راننده بی‌قاعده از بین می‌رود.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یا خوشهٔ کوچک سازمان ترافیک شهراز: 1955 نظریهٔ شاره‌ای ترافیک لایتهیل و ویتهام

مدل تعاملی را اجرا کنید

حمل‌ونقل و کاربری زمین

آدم‌ها کجا زندگی می‌کنند، کار می‌کنند و خرید می‌کنند، و چگونه میان آن‌ها رفت‌وآمد دارند، طی سال‌ها تا دهه‌ها.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: اگر این خط ریلی را بسازیم، شهر پیرامونش چگونه تغییر می‌کند؟

کنار می‌گذارد: تغییر اجتماعی چنددهه‌ای را به‌سختی می‌توان فقط از الگوهای تاریخی پیش‌بینی کرد.

اجرا می‌شود روی: حدود 1014 FLOPS تقریبی خوشهٔ سرورهای یک سازمان برنامه‌ریزی کلان‌شهریاز: 1964 مدل ایرا لوری از کاربری زمین و حمل‌ونقل در یک کلان‌شهر

رشد شهری

شهرهایی که سلول‌به‌سلول روی زمین گسترش می‌یابند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: این شهر طی سی سال آینده کجا رشد خواهد کرد؟

کنار می‌گذارد: سلول‌ها با قواعد ثابت رشد می‌کنند؛ سیاست و مالکیت زمین واقعی را دشوارتر می‌توان کدگذاری کرد.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک ادارهٔ برنامه‌ریزی، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1979 مدل‌های سلولی Waldo Tobler از تغییر جغرافیایی

خودکارهای سلولیکف: میدان‌ها

تخلیه و پاسخ اضطراری

آدم‌هایی که از ساختمان‌ها، ورزشگاه‌ها یا منطقه‌ها بیرون می‌روند، و امدادگرانی که به سوی مخالف می‌روند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: تخلیهٔ ساختمان چقدر طول می‌کشد و مردم کجا گیر می‌کنند؟

کنار می‌گذارد: هراس و له‌شدن در ازدحام ساده شده‌اند؛ تخلیه‌های واقعی پیچیده‌ترند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی یک رایانهٔ رومیزی یا خوشهٔ کوچک، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1995 مدل نیروی اجتماعی دیرک هلبینگ از جمعیت عابران

عامل‌بنیادکف: بدن‌ها

شبیه‌سازی شبکهٔ حمل‌ونقل عمومی

اتوبوس‌ها و قطارهایی که طبق جدول زمانی می‌روند، با مسافرانی که مسیر برمی‌گزینند و میانشان جابه‌جا می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: اگر این جدول زمانی یا مسیر را عوض کنیم، مسافران چقدر زمان صرفه‌جویی می‌کنند؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند مسافران بهترین مسیر را می‌دانند و می‌روند، در حالی که بسیاری آشناترین را برمی‌گزینند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور یک سازمان حمل‌ونقل عمومی، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1970 تا 1970، نخستین مدل‌های رایانه‌ای جدول زمانی اتوبوس و قطار

شبیه‌سازی تاکسی اینترنتی و اعزام

ناوگانی از خودروها که با رسیدن هر درخواست مسافر به آن اختصاص می‌یابند و رانندگان میان سفرها جابه‌جا می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: به چند وسیله نقلیه نیاز داریم و مسافران چقدر منتظر می‌مانند؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند رانندگان پیشنهادهای سامانهٔ اعزام را دنبال می‌کنند، که رانندگان واقعی همیشه نمی‌کنند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور ابری یک شرکت، چند دقیقه برای هر سناریوی شهریاز: 2000 تا 2000، نخستین مطالعات شبیه‌سازی اعزام پویای خودرو

شبیه‌سازی سوار شدن به هواپیما

مسافرانی که در یک راهروی باریک راه می‌روند و بار می‌گذارند، که با ترتیب‌های سوارشدن مختلف شبیه‌سازی می‌شود تا سریع‌ترین راه پر کردن یک هواپیما پیدا شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: کدام ترتیب سوارشدن هواپیما را سریع‌تر پر می‌کند؟

کنار می‌گذارد: مسافران واقعی فرمان‌ها را نادیده می‌گیرند و گروهی سفر می‌کنند، که طرح‌های آرمانی را برهم می‌زند.

اجرا می‌شود روی: حدود 106 FLOPS تقریبی هزاران اجرای سوارشدن، هرکدام چند ثانیه.از: 2002 مطالعهٔ مبتنی بر شبیه‌سازی Van Landeghem و Beuselinck برای کاهش زمان سوارشدن مسافران هواپیما. منبع

شبیه‌سازی سمت هوایی فرودگاه

هواپیماها که روی باند تاکسی می‌کنند، در صف باند می‌ایستند و کنار گیت پارک می‌شوند، با قواعد کنترل‌گر و آب‌وهوا، تا سنجیده شود فرودگاه چه مقدار ترافیک را تاب می‌آورد.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: این فرودگاه پیش از آنکه تأخیرها منفجر شوند در هر ساعت چند پرواز می‌پذیرد؟

کنار می‌گذارد: تصمیم‌های کنترل‌گر و خلبان به قواعد فروکاسته می‌شوند، و تأخیرها در دیگر فرودگاه‌ها به شیوه‌هایی گسترش می‌یابند که مدل کنارشان می‌گذارد.

اجرا می‌شود روی: حدود 108 FLOPS تقریبی دقیقه تا ساعت روی یک ایستگاه کاری.از: 1981 A flexible simulation model of airport airside operations, Transportation Research Part A. منبع

شبیه‌سازی ترافیک آسانسور

مسافرانی که در طبقه‌های تصادفی می‌رسند، با اوج‌های صبح، ظهر و عصر، و کابین‌هایی که با یک قاعدهٔ کنترل توقف و اعزام می‌شوند، برای تعیین اندازهٔ آسانسورهای یک ساختمان.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: چند آسانسور و چه قاعدهٔ اعزامی در اوج صبح زمان انتظار را کوتاه نگه می‌دارد؟

کنار می‌گذارد: ورود مسافران از الگوهایی اندازه‌گیری‌شده یا فرضی پیروی می‌کند و تغییر در شیوهٔ استفادهٔ مستأجران از ساختمان آن‌ها را برهم می‌زند.

اجرا می‌شود روی: حدود 106 FLOPS تقریبی ثانیه تا دقیقه روی یک لپ‌تاپ.از: 1993 شبیه‌سازی ترافیک آسانسور سیکونن، در نشریهٔ Simulation. منبع

ناوگان وسایل نقلیهٔ خودران مشترک

ناوگانی از تاکسی‌های بی‌راننده که در یک شهر درخواست‌ها را پاسخ می‌دهند و هر سفر، انتظار، رانندگی خالی و زمان توقف دنبال می‌شود، تا تعداد خودروی لازم، هزینه و ازدحام سنجیده شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: چند خودروی خودران اشتراکی می‌توانند جای خودروهای شخصی را در یک شهر بگیرند و بر ترافیک چه اثری دارند؟

کنار می‌گذارد: اینکه مردم سواری مشترک را می‌پذیرند یا نه، و با زمان صرفه‌جویی‌شده چه می‌کنند، فرض شده و دانسته نیست.

اجرا می‌شود روی: حدود 1011 FLOPS تقریبی ساعت تا روز روی یک ایستگاه کاری یا خوشه برای یک منطقهٔ کلان‌شهری.از: 2014 سناریوهای عامل‌محور فگنانت و کوکلمان از پیامدهای سفر و محیطی خودروهای خودران اشتراکی. منبع

شبیه‌سازی سریع‌زمان حریم هوایی

پروازهایی که در یک آسمان شبیه‌سازی‌شده از بخش‌ها و نقاط مسیر می‌گذرند، بسیار سریع‌تر از زمان واقعی، تا مسیرها، طراحی بخش و قواعد کنترل‌گران آزموده شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: یک چیدمان جدید بخش یا ساختار مسیر چقدر ترافیک اضافه را با امنیت می‌تواند حمل کند؟

کنار می‌گذارد: بار کاری و قضاوت کنترل‌گر با قواعد ساده نمایش داده می‌شود، پس حد واقعی یک بخش شلوغ ممکن است پایین‌تر باشد.

اجرا می‌شود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی دقیقه تا ساعت روی یک ایستگاه کاری برای هر روز ترافیک.از: 1964 نظریهٔ صف پرایس در شبیه‌سازی زمان‌سریع کنترل ترافیک هوایی، در Navigation. منبع

صف و تدارکات

زنجیره‌های تأمین

کالاهایی که از تأمین‌کنندگان از میان کارخانه‌ها، انبارها و فروشگاه‌ها حرکت می‌کنند، با تأخیر و کمبودی که در زنجیره پژواک می‌دهند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: چرا یک تغییر کوچک در تقاضا نوسان بزرگی در تولید کارخانه می‌سازد؟

کنار می‌گذارد: سفارش‌گذاری عقلانی را فرض می‌کند؛ خرید وحشتزده و احتکار مدل را می‌شکنند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور یک شرکت، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1958 مدل‌های پویایی صنعتی جی فارستر از نوسان‌های زنجیرهٔ تأمین

خطوط ساخت

ماشین‌ها، کارگران، بافرها و خرابی‌ها در یک خط تولید.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: گلوگاه کجاست، و خرید ماشین تازه می‌ارزد؟

کنار می‌گذارد: خرابی‌های نادر و عوامل انسانی از میانگین‌ها تقریب زده می‌شوند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی برنامه‌ریزی یک کارخانه، چند دقیقه برای هر اجرااز: 1961 زبان شبیه‌سازی رویداد-گسستهٔ نخستین جفری گوردون

رویداد گسستهکف: بدن‌ها

صف‌ها و سامانه‌های خدمات

مشتری‌ها یا مسافرانی که می‌رسند، منتظر می‌مانند و خدمت می‌گیرند: فرودگاه‌ها، مراکز تماس، بندرها.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: برای اینکه انتظار از ده دقیقه کمتر بماند چند باجه لازم داریم؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند مردم در صف می‌ایستند و رفتاری پیش‌بینی‌پذیر دارند؛ جلو زدن و ترک صف در واقع متفاوت است.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی یک رایانهٔ رومیزی، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1961 تا 1961، ابزارهای عمومی شبیه‌سازی رویداد-گسسته مدل‌سازی صف‌ها را آغاز می‌کنند

رویداد گسستهکف: بدن‌ها

جریان بیماران در بیمارستان

بیمارانی که در بخش اورژانس، بخش‌ها، اتاق‌های عمل و ترخیص حرکت می‌کنند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: بیماران کجا منتظر می‌مانند، و چه چیزی تخت آزاد می‌کند؟

کنار می‌گذارد: جهش‌های نادر، مثل رویدادهای تلفات انبوه، بیرون از الگوهای عادی‌اش می‌افتند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک بیمارستان، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1965 تا 1965، نخستین شبیه‌سازی‌های رویداد-گسستهٔ درمانگاه‌های بیمارستانی

شبیه‌سازی انبار و مرکز توزیع

ربات‌ها، نوار نقاله‌ها، بسته‌بندها و قفسه‌های انبار که کالا را در یک انبار جابه‌جا می‌کنند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا این انبار می‌تواند در اوج تقاضا سفارش‌ها را به‌اندازهٔ کافی سریع برداشت و ارسال کند؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند تجهیزات طبق مشخصات کار می‌کنند؛ گیر کردن‌ها و خرابی‌های واقعی را سخت‌تر می‌توان کامل پیش‌بینی کرد.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور یک شرکت تدارکات، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1988 تا 1988، نخستین شبیه‌سازی‌های رویداد-گسستهٔ انبارهای خودکار

مسیریابی تحویل آخرین مایل

وسایل نقلیهٔ تحویل و پیک‌ها که از خیابان‌های شهر مسیریابی می‌شوند تا بسته‌های بسیار را در کمترین زمان برسانند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: بهترین ترتیب و مسیر برای تحویل همه چیز امروز کدام است؟

کنار می‌گذارد: ترافیک، آب‌وهوا و تحویل‌های ازدست‌رفتهٔ واقعی برنامه را بیش از فرض مدل تغییر می‌دهند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور یک شرکت تحویل کالا، چند دقیقه برای مسیرهای یک روزاز: 1964 نخستین راه‌حل‌های رایانه‌ای مسئلهٔ مسیریابی خودرو

شبیه‌سازی ریسک زمان‌بندی پروژه

مدت کارها تصادفی در شبکهٔ یک پروژه کشیده می‌شود تا پراکندگی تاریخ‌های اتمام به‌دست آید، به‌جای یک برآورد تکی از مسیر بحرانی.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: یک پروژه چقدر احتمال دارد تا موعدش تمام شود؟

کنار می‌گذارد: مدت کارها مستقل فرض می‌شود، در حالی که تأخیرهای واقعی همبسته‌اند.

اجرا می‌شود روی: حدود 106 FLOPS تقریبی ده‌ها هزار قرعه‌کشی زمان‌بندی، ارزان.از: 1963 روش‌های مونت‌کارلو و مسئلهٔ PERT از Van Slyke. منبع

هماهنگی ناوگان ربات‌های انبار

صدها ربات متحرک قفسه‌ها را به بسته‌بندها می‌رسانند، و مسیرها، ترافیک‌ها و شارژشان شبیه‌سازی می‌شود تا اندازهٔ ناوگان پیش از ساخته‌شدنش تعیین شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: یک انبار برای ارسال سفارش‌های اوج به چند ربات و چه قواعد مسیریابی نیاز دارد؟

کنار می‌گذارد: ربات‌های واقعی خراب می‌شوند، انسان‌ها ناهمگون کار می‌کنند و سفارش‌ها در دسته‌هایی می‌رسند که پیش‌بینی‌شان دشوار است.

اجرا می‌شود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی ساعت روی یک ایستگاه کاری برای هر چیدمان و یک روز سفارش.از: 2008 گزارش دآندریا از هماهنگ کردن صدها خودروی خودران در مراکز توزیع. منبع

دوقلوهای رقمی زنجیرهٔ تأمین

مدلی زنده از تأمین‌کنندگان، کارخانه‌ها، موجودی و حمل‌ونقل یک شرکت، که با داده‌هایش هم‌گام نگه داشته می‌شود و برای آزمودن اثر یک اختلال به کار می‌رود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: اگر فردا یک بندر یا تأمین‌کننده از کار بیفتد، تا کی قفسه‌ها خالی می‌شوند و ارزان‌ترین راه‌حل چیست؟

کنار می‌گذارد: داده‌های تأمین‌کنندگان فراتر از ردهٔ اول معمولاً در دست نیست، پس وابستگی‌های پنهان پنهان می‌مانند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1011 FLOPS تقریبی ساعت تا روز روی یک خوشهٔ ابری برای سناریوهای فراوان اختلال.از: 2020 دوقلوی رقمی زنجیرهٔ تأمین ایوانوف و دولگوی برای مدیریت ریسک اختلال و تاب‌آوری. منبع

شبیه‌سازی پایانهٔ کانتینری

کشتی‌ها، جرثقیل‌ها، کامیون‌ها و پشته‌های محوطه در یک بندر، با ورودها و زمان‌های خدمت تصادفی، تا معلوم شود کانتینرها کجا صف می‌بندند و به چند جرثقیل نیاز است.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: این پایانه کجا گیر می‌کند، و یک جرثقیل یا دروازهٔ بیشتر چقدر کمک می‌کند؟

کنار می‌گذارد: زمان رسیدن کشتی با آب‌وهوا و بنادر بالادست به شیوه‌هایی جابه‌جا می‌شود که مدل‌کردنشان دشوار است، و تصمیم‌های چیدن در محوطه ساده شده‌اند.

اجرا می‌شود روی: حدود 108 FLOPS تقریبی دقیقه تا ساعت روی یک ایستگاه کاری.از: 1975 شبیه‌سازی رایانه‌ای بوروویتس و این-دور از پایانهٔ کانتینری یک بندر دریایی. منبع

شبیه‌سازی فرایند ساخت‌وساز

خدمه و ماشین‌هایی مثل کامیون، بیل مکانیکی و جرثقیل که در یک کارگاه چرخه‌های تکراری را با مدت‌های تصادفی انجام می‌دهند، تا گلوگاه‌ها و هزینه پیدا شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: به ازای هر بیل مکانیکی چند کامیون این خاک‌برداری را سریع‌تر تمام می‌کند؟

کنار می‌گذارد: آب‌وهوا، خرابی‌ها و تفاوت‌های انسانی را سخت می‌توان وارد کرد، پس برنامه معمولاً بیش از حد خوش‌بینانه است.

اجرا می‌شود روی: حدود 106 FLOPS تقریبی ثانیه تا دقیقه روی یک لپ‌تاپ.از: 1977 روش CYCLONE از هالپین برای مدل‌سازی فرایندهای کارگاه ساختمانی. منبع

زیرساخت

شبکه‌های برق

تولید، خطوط و تقاضا ثانیه‌به‌ثانیه متعادل می‌شوند، از جمله اینکه خرابی‌ها چگونه آبشاری می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا شبکهٔ برق می‌تواند باد و خورشید بیشتری را بپذیرد، و آیا یک خرابی می‌تواند منطقه‌ای را تاریک کند؟

کنار می‌گذارد: شکست‌های آبشاری نادر در شبکه‌های به‌هم‌پیوستهٔ بسیار را به‌سختی می‌توان کاملاً پیش‌بینی کرد.

اجرا می‌شود روی: حدود 1014 FLOPS تقریبی سرور مرکز کنترل یک اپراتور شبکهٔ برق، چند ثانیه برای هر سناریواز: 1956 تا 1956، نخستین برنامه‌های دیجیتال شارش بار جای تحلیل‌گرهای شبکهٔ فیزیکی را می‌گیرند

شبکه‌های آب و زهکشی

آبی که از لوله‌ها، پمپ‌ها، فاضلاب‌ها و زهکش‌ها می‌گذرد.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا زهکش‌ها با طوفانی سنگین‌تر کنار می‌آیند؟

کنار می‌گذارد: لوله‌های فرسوده و نشتی‌ها را به‌سختی می‌توان دقیق دانست، پس نتایج به وضعیت فرضی بستگی دارند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک شرکت آب، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1968 تا 1968، نخستین مدل‌های هیدرولیکی دیجیتال شبکه‌های توزیع آب

انرژی و نور روز ساختمان

گرما، هوا و نور در یک ساختمان در طول یک سال کامل آب‌وهوا.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: این طرح چقدر انرژی مصرف می‌کند و آیا درونش راحت است؟

کنار می‌گذارد: رفتار سرنشینان واقعی به‌ندرت با برنامه‌های فرض‌شده می‌خواند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک دفتر طراحی، چند دقیقه تا چند ساعت برای هر ساختماناز: 1977 نخستین برنامه‌های انرژی ساختمان آمریکا پس از بحران نفتی 1973

وابستگی متقابل زیرساخت‌ها

برق، آب، ارتباطات و حمل‌ونقل که به هم پیوسته‌اند، پس خرابی در یکی به دیگران می‌رسد.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: وقتی برق قطع شود، بعد چه چیزی از کار می‌افتد؟

کنار می‌گذارد: به داده‌های دقیق از هر سامانهٔ به‌هم‌پیوسته نیاز دارد که به‌ندرت همه با هم در دسترس‌اند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1014 FLOPS تقریبی یک خوشهٔ پژوهشی، چند دقیقه برای هر سناریواز: 2001 چارچوب رینالدی، پیرنبوم و کلی برای زیرساخت‌های وابسته به هم

شبیه‌سازی جمع‌آوری و پردازش زباله

زباله و مواد بازیافتی که کامیون‌ها روی مسیرها جمع می‌کنند، سپس در تصفیه‌خانه‌ها دسته‌بندی و فرآوری می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا می‌توانیم همهٔ پسماند را به‌موقع جمع کنیم، و تأسیسات تصفیهٔ بعدی کجا باید ساخته شود؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند خانوارها پسماند را درست جدا می‌کنند، که همیشه نمی‌کنند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک شورای شهر، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1974 تا 1974، نخستین مدل‌های رایانه‌ای مسیرهای جمع‌آوری پسماند شهری

شبکه‌های گرمایش و سرمایش منطقه‌ای

آب داغ یا سرد که از یک نیروگاه مرکزی لوله‌کشی می‌شود تا ساختمان‌های بسیاری را هم‌زمان گرم و سرد کند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا شبکه می‌تواند در سردترین روز سال گرمای کافی برساند؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند لوله‌ها و پمپ‌ها طبق طرح کار می‌کنند؛ شبکه‌های واقعی در دهه‌ها نشت پیدا می‌کنند و گل می‌گیرند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک مهندس شرکت خدمات عمومی، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1979 تا 1979، نخستین مدل‌های هیدرولیکی و گرمایی شبکه‌های گرمایش منطقه‌ای

گذراهای الکترومغناطیسی سامانهٔ قدرت

جهش‌های سریع ولتاژ و جریان در شبکه، از صاعقه، کلیدزنی و خطا، که میکروثانیه‌به‌میکروثانیه دنبال می‌شوند تا از تجهیزات محافظت شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: در میلی‌ثانیه‌های نخست یک خطا یا صاعقه، چه بر سر شبکه می‌آید؟

کنار می‌گذارد: خطوط و تجهیزات با تقریب‌های وابسته به بسامد مدل می‌شوند و داده‌های قطعات اغلب ناقص است.

اجرا می‌شود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی حل شبکه در گام‌های زمانی زیر یک میکروثانیه.از: 1969 راه‌حل رایانهٔ دیجیتال دومل برای گذراهای الکترومغناطیسی در شبکه‌های تک‌فاز و چندفاز. منبع

مدل‌های برنامه‌ریزی ظرفیت سامانهٔ انرژی

انتخاب نیروگاه‌ها، سوخت‌ها و شبکه‌ها طی دهه‌ها با کمینه‌کردن هزینه زیر محدودیت‌های تقاضا و انتشار به‌دست می‌آید.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: چه ترکیبی از فناوری‌های انرژی تقاضا را زیر یک حد کربن ارزان‌تر از همه برآورده می‌کند؟

کنار می‌گذارد: دوراندیشی کامل و فرض تقاضای ثابت گذارهایی مرتب اما غیرواقع‌نما می‌دهند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی برنامه‌های خطی بزرگ در طول دهه‌ها و مناطق.از: 1981 مدل برنامه‌ریزی خطی فیش‌بون و آبیلاک برای تحلیل سامانه‌های انرژی. منبع

بازارهای برق عامل‌محور

مولدهای برق به‌صورت عامل‌های سازگارشونده که در یک حراج پیشنهاد می‌دهند، تا یافته شود قواعد قیمت‌گذاری، راهبردها و قدرت بازار قیمت‌ها را چگونه شکل می‌دهند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا مولدها در مزایدهٔ برق بالا بردن قیمت را می‌آموزند؟

کنار می‌گذارد: قواعد یادگیری عامل‌ها فرضی است، و معامله‌گران انسانی این‌قدر ساده نیستند.

اجرا می‌شود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی اجراهای یادگیری عامل بسیار.از: 2001 تحلیل تجربی باوِر و بان از مزایدهٔ قیمت یکنواخت در برابر تبعیض‌آمیز در بازار برق انگلستان و ولز. منبع

مدل‌های خاموشی آبشاری

خطوط برق که با جابه‌جایی بار به بقیه یکی‌یکی قطع می‌شوند، که شبیه‌سازی می‌شود تا دیده شود خطاهای کوچک چگونه به خاموشی منطقه‌ای می‌انجامند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: یک خرابی کوچک در شبکه چگونه به خاموشی سراسری می‌انجامد؟

کنار می‌گذارد: واکنش اپراتور و تنظیمات حفاظتی ساده شده‌اند و آبشارهای نادر به نمونه‌گیری عظیم نیاز دارند.

اجرا می‌شود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی آبشارهای مونت‌کارلوی بسیار روی یک مدل شبکه.از: 2002 نقاط بحرانی و گذارها در مدل انتقال برق برای خاموشی‌های شکست آبشاری از کاررا و همکارانش. منبع

هم‌شبیه‌سازی شبکهٔ هوشمند برق

شبکهٔ برق، خانه‌ها، باتری‌ها، پنل‌های خورشیدی و کنترلرهایشان هرکدام جدا شبیه‌سازی می‌شوند و با هم اجرا می‌شوند، تا رفتار کل سامانه زیر راهبردهای مختلف آزموده شود.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: یک طرح کنترل برای هزاران باتری خانگی چه اثری بر شبکهٔ محلی دارد؟

کنار می‌گذارد: رفتار خانوارها با نمایه‌های بار مصنوعی نشان داده می‌شود که الگوهای نادر مصرف را، که به شبکه فشار می‌آورند، از دست می‌دهد.

اجرا می‌شود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی ساعت روی یک ایستگاه کاری برای یک روز از یک محله.از: 2011 چارچوب mosaik از شوته و همکارانش برای شبیه‌سازی ماژولار مؤلفه‌های فعال در شبکه‌های هوشمند برق. منبع

گذراهای شبکهٔ خط لولهٔ گاز

امواج فشار و جریان در شبکه‌ای از لوله‌ها، کمپرسورها و شیرها با تغییر تقاضا، تا اپراتورها بتوانند عرضه را برنامه‌ریزی کنند و گاز را بدون نشت یا کمبود در جریان نگه دارند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: وقتی یک مصرف‌کنندهٔ بزرگ خاموش شود یا ترکیب گاز عوض شود، فشار در یک شبکهٔ گاز چگونه پاسخ می‌دهد؟

کنار می‌گذارد: تقاضا نامطمئن است و لوله‌ها یک‌بعدی گرفته می‌شوند، پس اثرهای موضعی در اتصال‌ها ساده می‌شوند.

اجرا می‌شود روی: حدود 109 FLOPS تقریبی دقیقه تا ساعت روی یک ایستگاه کاری.از: 1970 برنامهٔ Pipetran از دیستفانو برای شبیه‌سازی دینامیک شبکهٔ خط لولهٔ گاز. منبع

مخابرات و اینترنت

برنامه‌ریزی شبکهٔ تلفن همراه

سیگنال‌های رادیویی دکل‌های تلفن که در یک شهر یا منطقه پخش می‌شوند، و با تعداد تماس‌ها و اتصال‌های دادهٔ هر دکل نقشه می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: دکل بعدی کجا برود، و تماس‌گیرندگان آنجا سیگنال می‌گیرند؟

کنار می‌گذارد: ساختمان‌ها و آب‌وهوای واقعی سیگنال‌های رادیویی را غیرقابل‌پیش‌بینی‌تر از فرض مدل زمین پراکنده می‌کنند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور برنامه‌ریزی یک اپراتور، چند دقیقه برای هر منطقهاز: 1978 تا 1978، نخستین ابزارهای برنامه‌ریزی پوشش و ظرفیت شبکهٔ سلولی

تاب‌آوری ستون فقرات اینترنت و کابل‌ها

مسیرهای داده در پیوندهای ستون فقرات اینترنت و کابل‌های زیردریایی، که در برابر قطع و اختلال آزموده می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: اگر این کابل یا نقطهٔ تبادل از کار بیفتد، اتصال چه کسانی قطع می‌شود؟

کنار می‌گذارد: تصمیم‌های واقعی مسیریابی هنگام قطعی به معامله‌های تجاری بستگی دارد که مدل نمی‌بیند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی سرور یک مرکز پژوهشی یا اپراتور، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1995 تا 1995، نخستین مطالعات شکست‌ها و تاب‌آوری مسیریابی اینترنت

شبیه‌سازی تأسیسات مرکز داده

سرورها، سامانه‌های خنک‌کننده و تغذیه‌های برق درون یک مرکز داده، که با کارهای محاسباتی‌ای که اجرا می‌کنند متوازن می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا با افزودن کارگزار بیشتر، این مرکز داده خنک و برق‌دار می‌ماند؟

کنار می‌گذارد: تجهیزات واقعی به شیوه‌هایی پیر و خراب می‌شوند که مدل‌های میانگین هموارشان می‌کنند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی سرور خود یک اپراتور، چند دقیقه برای هر سناریواز: 1999 تا 1999، نخستین مدل‌های دینامیک سیالات محاسباتی خنک‌سازی مرکز داده

شبیه‌سازی ابرمنظومهٔ اینترنت ماهواره‌ای

صدها یا هزاران ماهواره که در مدار حرکت می‌کنند و سیگنال را میان خود و به کاربران زمینی می‌رسانند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا این صورت فلکی می‌تواند به همهٔ مردم روی زمین اتصالی سریع و پایدار بدهد؟

کنار می‌گذارد: آب‌وهوای واقعی، زمین و تداخل از پوششی که هندسه به‌تنهایی پیش‌بینی می‌کند می‌کاهند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1013 FLOPS تقریبی خوشهٔ برنامه‌ریزی یک اپراتور، چند ساعت برای هر سناریواز: 1997 تا 1997، نخستین شبیه‌سازی‌های مداری و پوششی برای شبکه‌های تلفن ماهواره‌ای

مهندسی ترافیک مخابراتی

تماس‌ها و اتصال‌های داده که تصادفی می‌رسند، و با خطوط و تجهیزات موجود برای حمل‌شان سنجیده می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: چند مدار یا کانال لازم داریم تا تماس‌گیرندگان به سیگنال اشغال نخورند؟

کنار می‌گذارد: فرض می‌کند ورودها تصادفی و مستقل‌اند، که در رویداد بزرگ مشترک فرو می‌ریزد.

اجرا می‌شود روی: حدود 1011 FLOPS تقریبی رایانهٔ رومیزی یک اپراتور، چند ثانیه برای هر سناریواز: 1917 نظریهٔ ترافیک آگنر کراروپ ارلانگ برای مراکز تلفن

شبیه‌سازی شبکهٔ حسگر شهر هوشمند

هزاران حسگر کوچک در سراسر شهر که داده‌های ترافیک، کیفیت هوا، آب یا روشنایی را روی یک شبکهٔ بی‌سیم گزارش می‌کنند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا خوانش‌های حسگر کافی می‌رسد، و باتری‌ها چقدر دوام می‌آورند؟

کنار می‌گذارد: حسگرهای واقعی بیش از فرض مدل رانش می‌کنند، بی‌خبر خراب می‌شوند و از شبکه می‌افتند.

اجرا می‌شود روی: حدود 1012 FLOPS تقریبی سرور بخش فناوری اطلاعات یک شهرداری، چند دقیقه برای هر سناریواز: 2010 تا 2010، نخستین مطالعات شبیه‌سازی شبکه‌های حسگر بی‌سیم در مقیاس شهر

مدل‌های انتشار کرم اینترنتی

میزبان‌های شبیه‌سازی‌شده در یک شبکه با کد خودگسترنده، با راهبردهای پویش و محدودیت‌های پهنای باند اندازه‌گیری‌شده آلوده می‌شوند.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: یک کرم با چه سرعتی می‌تواند اینترنتِ آسیب‌پذیر را آلوده کند؟

کنار می‌گذارد: سرعت دفاع و وصله فرضی است.

اجرا می‌شود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی اجراهای ارزان به سبک همه‌گیریاز: 2002 How to 0wn the Internet in your spare time (2002) منبع

شبیه‌سازی شبکهٔ خودروها

خودروهایی که پیام رد و بدل می‌کنند در حالی که شبیه‌ساز ترافیک جاده‌ای آن‌ها را حرکت می‌دهد، برای آزمودن هشدار برخورد و کاروان‌روی از راه رادیو.

پرسشی که پاسخ می‌دهد: آیا خودروها در حال رانندگی هشدارها را به‌طور قابل‌اعتماد مبادله می‌کنند؟

کنار می‌گذارد: سایهٔ رادیویی از سوی خودروها و ساختمان‌های دیگر فقط تقریب زده می‌شود.

اجرا می‌شود روی: حدود 1010 FLOPS تقریبی شبیه‌سازهای جفت‌شدهٔ ترافیک و بسته.از: 2011 شبیه‌سازی شبکه و ترافیک جاده‌ای با جفت‌شدگی دوسویه از Sommer، German و Dressler. منبع