Erwartungen

Je einfacher das zu simulierende Problem ist, umso eher können Sie eine direkte Übereinstimmung der Berechnung mit der physikalischen Realität erwarten: Z.B. liegt meist bei Biegeproblemen mit einfachen Geometrien und  geringen Verschiebungen die Abweichung der Simulation im Vergleich zur exakten Lösung im Bereich weniger Prozente oder gar im Promillebereich.

Je komplexer die Konfigurationen werden, umso weniger kann man in der Regel auf begleitende oder abschließende Experimente verzichten, jedoch kann die Anzahl der Experimente oder der Aufbau von Prototypen deutlich verringert werden. Besonders wichtig sind begleitende oder abschließende experimentelle Untersuchungen, wenn viele komplexe physikalische Mechanismen ineinander greifen. Hier sollten Sie Simulationen als ein zusätzliches Entwicklungsinstrument ansehen, um Bauteile bzw. deren Komponenten oder Prozesse zu optimieren oder die Anzahl von Varianten für den Bau von Prototypen zu verringern. 

Bei sehr komplexen Problemen kann es manchmal zu einer Diskrepanz von der ersten Simulation und den experimentellen Beobachtungen kommen. Hierfür sind verschiedene Ursachen denkbar. Zum einen kann diese Abweichung darin begründet sein, dass die Modelle für dieses konkrete Problem zu optimieren und an den Anwendungsfall anzupassen sind (z.B. bei einigen Turbulenzmodellen in der Strömungssimulation), oder dass innerhalb der ersten Modellabstraktion die Bedeutung eines wichtigen Transportmechanismus vernachlässigt wurde. Häufig ist auch ein ungenaues Wissen über den Sachverhalt z.B. die unzureichende Kenntnis über das exakte Materialverhalten eines beteiligten Körpers die Ursache dafür, dass eine "eins-zu-eins"-Übertragung solch komplexer Fragestellungen selten auf Anhieb gelingt. Bei Problemen dieser Kategorie ist es häufig notwendig, der eigentlichen numerischen Prozess- oder Bauteiloptimierung eine Modellvalidierungsphase vorzuschalten, in der im Vergleich mit Experimenten die Modellannahmen an den physikalischen Vorgang angepasst werden.

Auch bei der Simulation von biophysikalischen Vorgängen in der Medizintechnik ist es in der Regel notwendig, begleitend zu den Simulationen experimentelle Untersuchungen durchzuführen. Eine Ursache liegt darin, dass die Materialeigenschaften in solchen Prozessen häufig starken individuellen Schwankungen unterworfen sind. 

Ist aber das Modell der realen komplexen Situation angepasst, eröffnen die Simulationen eine einzigartige Chance, hochkomplexe Vorgänge im Detail zu verstehen und gezielt auf sie Einfluss zu nehmen.