Числення, визначене як математичне дослідження змін, було розроблено самостійно Ісааком Ньютоном та Готфрідом Вільгельмом фон Лейбніцам у 17 столітті. Інжиніринг визначається як "професія, в якій знання з математичних та природничих наук, отримані в результаті навчання, досвіду та практика застосовується із судженням для розробки способів економічного використання матеріалів та сил природи на благо людства ". Деякі інженери безпосередньо використовують обчислення у своїй щоденній практиці, а деякі використовують комп’ютерні програми, засновані на обчисленні, що спрощують техніку дизайн. Два методи обчислення, диференціація та інтеграція, особливо корисні в інженерній практиці і, як правило, використовуються для оптимізації та підсумовування відповідно.
Цивільна інженерія
•••losmandarinas / iStock / Getty Images
Багато аспектів цивільного будівництва вимагають обчислення. По-перше, для виведення основних рівнянь механіки рідини потрібно обчислення. Наприклад, усі програми гідравлічного аналізу, які допомагають у розробці систем зливових стоків та відкритих каналів, використовують чисельні методи обчислення для отримання результатів. В гідрології об’єм обчислюється як площа під кривою ділянки потоку в залежності від часу і досягається за допомогою числення.
Будівництво конструкцій
У конструкційній інженерії числення використовується для визначення сил у складних конфігураціях елементів конструкції. Структурний аналіз, що стосується сейсмічного проектування, вимагає обчислення. У контексті структури ґрунту проводяться розрахунки несучої здатності та міцності ґрунту на зсув за допомогою числення, як і визначення поперечного тиску землі та стійкості нахилу в комплексі ситуації.
Машинобудування
Багато прикладів використання числення можна знайти в машинобудуванні, наприклад, для обчислення площі поверхні складних об'єктів визначати сили тертя, проектуючи насос відповідно до витрати та напору, та обчислюючи потужність, що забезпечується акумулятором система. Закон охолодження Ньютона є регулюючим диференціальним рівнянням у конструкції HVAC, яке вимагає інтеграції для вирішення.
Аерокосмічна техніка
Численні приклади використання числення можна знайти в аерокосмічній техніці. Тяга в часі, розрахована за допомогою ідеального рівняння ракети, є застосуванням числення. Аналіз ракет, які функціонують поетапно, також вимагає обчислення, як і гравітаційне моделювання в часі та просторі. Майже всі моделі фізики, особливо астрономії та складних систем, використовують певну форму числення.