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Si configura come un'area di ricerca tematica riguardante la modellizzazione matematica e la simulazione numerica di sistemi complessi attraverso lo sviluppo di nuovi algoritmi di calcolo.

Sono elementi caratterizzanti questa area gli approcci multiscala, la validazione dei  modelli e la quantificazione dell'incertezza. Essa si fonda su discipline di base come la Fisica e la Geofisica, la Matematica Applicata, e le Scienze della Vita ed è orientata allo sviluppo di  metodologie innovative per la modellazione e la simulazione di processi  negli ambiti di interese per il Dipartimento, come quello, meccanico, ambientale, civile ed energetico.

Essa utilizza modelli di calcolo e simulazioni che sono pervasivi nelle scienze e nell'ingegneria in ogni fase del ciclo di vita di un sistema ingegnerizzato/prodotto. Infatti, le attività di modellazione e simulazione fanno parte delle attività di ricerca più avanzate, con riferimento sia ai sistemi  naturali che artificiali, sostenendo, integrando o sostituendo  esperimenti complessi e indagini teoriche. Esse possono costituire utili  strumenti in grado di risolvere i problemi più importanti e difficili  che caratterizzano il mondo odierno, come ad esempio, la creazione di città sostenibili e infrastrutture, lo sviluppo di nuove fonti di energia pulita e la valutazione degli impatti delle variazioni climatiche sull' ambiente e le risorse naturali.

Come risultato, modellazione e simulazione sono temi intrinsecamente interdisciplinari a causa dei legami stretti tra i  principali campi della matematica, fisica e geofisica, meccanica e scienza dei materiali.