蒙特卡洛法估算π 返回 EN · ZH
Monte Carlo Simulation

蒙特卡洛法估算π

向单位正方形内随机投点,统计落入内切圆的点数来估算π。样本越多,估算越精准——实时观察π值的收敛过程。

参数设置
批次大小(点/步) 500
帧间隔(毫秒) 80 ms
收敛日志
— 等待仿真开始 —
π 估算值
0
总样本数 N
0
圆内命中数
相对误差
95% 置信区间
3.14159…
真值 π
π 估算值收敛过程

理论公式

在单位正方形 $[-1,1]^2$ 内均匀取点 $(x,y)$,落入单位圆 $x^2+y^2 \le 1$ 的概率为 $\pi/4$,因此:

$$\pi \approx 4 \times \frac{\text{圆内点数}}{\text{总点数 } N}$$

标准误差:$\sigma_\pi \approx \dfrac{4\sqrt{p(1-p)}}{\sqrt{N}}$,其中 $p = \pi/4 \approx 0.785$

收敛速度:误差 $\propto 1/\sqrt{N}$,精度提升10倍需要100倍样本数。

CAE与数值分析应用: 蒙特卡洛方法广泛用于高维积分、结构可靠性分析(FORM/SORM补充)、参数灵敏度研究和不确定性量化。MC-FEM将随机采样与有限元模型结合,评估材料和几何变异下的失效概率。