計算機模擬仿真技術精選(九篇)
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第1篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞：計算機技術；土木工程；應用
計算機的廣泛使用是人類智力發展道路上的重要轉折點，正是因為計算機的引入，使得人類能夠重新認識世界，從而更好地改造世界。隨著計算機系統軟件與應用軟件的不斷升級，計算機本身的技能得到了很大提高。土木工程中那些大型復雜的設計，常常要進行大量的計算，將計算機技術應用到土木工程設計中，一方面能夠節省不必要的人力與時間，另一方面能夠提高運算效率與計算精度。
1 計算機輔助設計技術在土木工程中的應用
CAD技術即計算機輔助設計與制圖技術，指利用計算機系統作為輔助工具協助工程設計建立、修正、分析和優化的過程。經過多年的實踐應用，CAD技術表現出來的操作快捷簡單、存儲方便等優勢已成為土木工程設計中不可缺少的重要技術。
計算機輔助設計技術指的是設計人員通過計算機輸入工程設計資料，隨后計算機會自動編制程序，輸出優化后的設計方案與產品的過程圖。第一臺具有繪圖系統的計算機產生于二十世紀五十年代的美國，此時的計算機僅有簡單的繪圖輸出功能用于工程設計。六十年代初期產生了CAD曲面技術，六十年代中期出現了計算機繪圖設備，知道二十世紀七十年代才形成了完整的CAD技術，隨后出現的光柵掃描顯示器、手動游標和圖形輸入板等多樣化的圖形輸入設備，更加促進了CAD技術的快速發展。八十年代出現的威力強大的微處理器與存儲器，使得CAD技術深受中小企業的喜愛。
從20世紀八十年代至今，CAD技術先后經歷了標準化、集成化、智能化等多個發展過程。并且先后推出了多種標準的圖形接口軟件與圖形制作功能，這些都為CAD技術的推廣、軟件的移植與數據的共享產生了較大的促進影響；在系統方面也打破了傳統的單一模式而轉變為功能全面的綜合系統設置，例如一些計算機輔助設計和輔助制造集成系統的相繼出現等；CAD在其發展過程中還利用到了固化技術、網絡技術以及并行處理能技術，使得輔助軟件的作用得到的極大的提升；人工智能與專家系統技術逐漸被引入至現在的CAD應用中，智能CAD技術也在短暫的發展中得到了迅速的應用，大大提升了CAD系統的問題解決性能，引導其發展方向向著自動化轉變。CAD技術在土木工程中的迅速普及，在土木工程方面解決了越來越多的工程分析難題，改變了傳統的工作方式，實現了許多以往人工或者建模方法所無法實現的過程，同時提高了工作質量與效率，降低了多種工作的重復率。
2 計算機技術在材料檢測中的應用
將計算機技術應用到建筑材料質量檢測環節，不但能夠保證建筑產品質量優良，而且有助于提高經濟效益和環境效益。隨著計算機技術在建筑材料質量檢測中得到廣泛應用，又有新的用于實驗管理與報表打印兩種計算機軟件逐漸得到應用。
3 計算機仿真技術系統
對于現在工程結構來說，其破壞因素主要有洪水、地震、臺風以及火災等，面對這些小概率事件，大荷載參數下的工程結構難以通過實驗進行驗證，而計算機仿真技術則能夠模擬工程構筑物在上述荷載作用下倒塌的整個過程，進而探究工程結構存在的不安全因素，由此提高工程結構的可靠性。
結構構件實驗作為土木工程專業學生的必修課程，運用計算機模擬仿真技術也能達到實驗的預期效果。若采用計算機模式仿真技術，制造出模擬實驗的環境，當學生輸入構建數據之后，便可以通過屏幕觀察構件的全部過程與其內外部發生的變化，同時能夠激發學生自主學習的積極性，通過操作計算機進行破壞與修復工作。
3.2 計算機模擬仿真技術在結構工程中的應用
工程結構在不同外加荷載的作用下產生的反應是很多工程師研究的課題，為了研究工程在特殊結構形式與荷載材料特性非常復雜時的性能，工程師們常常采用實驗的方法對其進行測試，但是當遇到結構參數改變時，這種進行試驗測試的方法就要受到場地與設備的限制。通過計算機仿真技術，這種模擬實驗就更容易進行了。結構工程中，還可以運用計算機進行事故反演來尋找事故出現的原因，例如核電站、高壩等大型結構工程，若發生事故必然帶來損失，又不能采用真實的模式實驗來尋求事故原因，而利用計算機仿真技術則可以進行事故反演，最終分析事故發生的原因。
3.3 計算機模擬仿真技術在巖土工程中的應用
巖石多半是處于地下的，常常難以觀察，利用現行的幾筍雞仿真技術則能夠將巖石的內部過程展現出來，具有相當大的實用價值。如美國的斯坦福大學研制出的河口三江洲泥沙沉積模擬軟件，在給定河口的條件下，便能夠顯現出不同大小泥沙的沉積區域和對應的厚度，這種技術在城市港口設計和河道疏通方面都有重要的指導意義。
[參考文獻]
第2篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞：軋鋼工藝；計算機仿真；設備優化
隨著近年來我國鋼鐵產能的不斷擴大，鋼鐵企業生產競爭日益激烈，軋鋼作為鋼鐵生產的重要環節，對于鋼材制品的品類、質量起到了舉足輕重的作用。在現有產能基礎的情況下，有效提升生產效率以及產品多樣性關乎企業的競爭力。在不增加設備投資的情況下，采用計算機仿真技術，在現有機組敏捷生產出更多不同鋼種、規格的產品符合符合鋼鐵企業的發展需求。
1軋鋼工藝及設備的發展
軋鋼是通過改變鋼坯形狀的壓力加工過程，一方面為了得到所需的鋼制品形狀，另一方面為了改善鋼制品內部特性。冷軋和熱軋是根據軋制溫度不同而劃分的，縱軋，橫軋和斜軋是根據不同的軋制時軋件與軋輥的相對運動而劃分的。一般軋制和特殊軋制是根據軋制的成型特點劃分的。近些年，軋鋼工藝也在不斷改進和升級，主要是受軋鋼工藝發展的影響。我國在軋鋼工藝方面的重大進展包括：1）鑄軋一體化，由于連續、高效、可控的軋制工藝，以及計算機等高新技術的容易應用，以軋制為特征的連續軋制技術在相當長的一段時間內仍將是鋼鐵行業鋼材成形的主流技術，但軋制工藝前后的連接技術將取得巨大進步。由于連鑄的發展，初軋工序已經被逐步淘汰了。生產的薄帶連鑄技術是直接冷軋，使連鑄和熱軋過程集成。鑄軋一體化將優化了整個軋制過程。2）靈活的軋制過程，應用程序的壓力寬度調整技術和形狀控制技術在熱帶鋼軋制，實現自由安排軋制板的寬度。粗糙和介質軋制技術的應用在桿和線生產實現了自由軋制。冷彎焊管機器也可以實現自由規范生產。這些新技術使軋制過程靈活。3）軋鋼技術進步的主得益于信息技術的應用。高新技術包括形狀自動控制，自由安排，精度高、多參數在線綜合測試在內，這些高新技術的應用可以優化軋鋼生產。軋機最早由計算機模型控制，后來轉變成人工智能控制。這些改變也是因為信息技術的發展，信息技術的發展具有優化生產周期，減少庫存和降低成本的優點。
2計算機仿真技術的發展狀況分析
計算機模擬技術主要是一個全面的技術，利用計算機科學和技術的成就建立模擬系統模型，并對模型進行動態實驗在特定的實驗條件。被廣泛應用在分析、設計、運行、評價已經培訓系統中，因其具有運行高效安全，且不受環境條件影響，可以改變時間比例尺的特點。自1980年代以來，隨著計算機技術的發展，仿真技術已經進入了一個新時代的計算機模擬和仿真應用軟件。計算機仿真技術的實用價值是增加，它已廣泛應用于人們的生產和生活的各個方面，如儀器、虛擬制造、電子產品設計、模擬訓練等。從90年代以來，基于計算機仿真技術，建立了一批高水平、大規模的環內硬件仿真系統，如射頻制導導彈環內硬件仿真系統、紅外制導導彈環內硬件仿真系統、戰斗機工程飛行模擬器、戰斗機環內硬件仿真系統、驅逐艦環內硬件仿真系統等，發揮了重要作用。綜上所述，隨著科學技術的迅速發展，計算機仿真已經成為一種不可或缺的手段，控制系統的分析、研究和設計。計算機模擬的意義在于它的應用。仿真技術的應用可以降低控制系統的開發成本，提高安全實驗的過程中，調試和培訓，帶來巨大的社會效益和經濟效益，應用于工程和非工程。目前，計算機仿真技術已廣泛應用于機械制造、航空航天、交通運輸、船舶工程、經濟管理、工程建設、軍事仿真、醫療衛生等領域。
3計算機仿真技術在軋鋼工藝的實際應用探究
3.1計算機仿真軟件
計算機仿真軟件主要為了提高兩方面能力，一是解決問題的能力，二是面向用于模塊，添加功能描述和模式實驗。通過仿真軟件，用戶使用不同的技術水平可以用他們的語言來表達不同程度的問題，與計算機方便地交流，并完成建模和仿真實驗。仿真軟件分為模擬語言，模擬方案和仿真軟件系統。仿真語言是最廣泛使用的仿真軟件。仿真軟件包是一種用于仿真特殊應用領域的程序系統。軟件設計師設計通用程序段劃分為通用子程序模塊，并設計一個主程序模塊調用子程序模塊。仿真研究人員可以使用這個程序包，而無需繁重的編程工作。這些計算機仿真軟件重要環節是仿真建模，仿真建模是建立被仿真對象的相似物或其結構形式。它可以是物理模型或數學模型，好的模型為后續仿真提供了良好的基礎。
3.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應用
軋鋼工業的不斷發展，大量的系統和項目涉及有一定的復雜性和特殊性。為提高生產的安全性和經濟，計算機仿真技術可以快速發現生產過程中的規則和機制，并提供有效的理論和實驗依據改善產品的性能指標。小圓鋼冷卻床的運動是非常不同于普通圓鋼軋制領域。因此，有必要研究冷卻床的基本結構和工作原理。根據建立的運動模型結構，在計算機上進行仿真驗證測試，使用理想的冷卻床可以生產出目前最小尺寸的圓鋼。本研究涉及的冷床是一種逐步旋轉式冷卻床。它具有兩種齒板，即V形齒板和U形齒基。彼此移動，原理是以一種方式移動并同時繞另一根軸旋轉。鑒于存在問題的基本結構，模擬器還必須能夠從科學理論的另一個角度進行深入分析，如果是直徑較小的扁鋼，則很可能與模擬器不兼容。V形齒的第二個尖端，第二個V形齒的西壁相互接觸，這是拼圖的組成部分，它們都屬于冷卻床旋轉的突破極限，原因之一是旋轉過程中會出現不穩定，從而導致快速冷卻失敗。在碰撞過程中第二的v型齒小圓鋼或軸，u型牙齒會向下移動，繼續前進，而v型牙將新聞向下和向后移動。這實際上是必要的條件。首先，根據針對嚴重磨損和詳細規格的模型實驗的結果，對相同類型的工字鋼進行建模和仿真，并在正常條件下對其進行分析。從實際情況出發，從仿真模擬數據的計算和性能可以看出，在冷卻床下小圓鋼運動相對不穩定的快速冷卻效果非常好，并進行了數字仿真，冷卻床和機芯可以被穩定地冷卻，產生了良好的效果，但可控性相對較差。
3.3計算機仿真技術在軋鋼生產節能的應用
加熱爐屬于熱軋生產重要能耗設施，其功能是加熱軋件到規程軋制溫度，采用計算機仿真技術，對加熱爐、軋件進行建模，在計算機仿真系統中對加熱爐各類參數進行調整，針對不同的軋制產品，生產節奏，來料狀態優化加熱爐工藝參數，大幅優化加熱爐空耗與軋制節奏關系，可較大幅度降低加熱爐煤氣消耗，通過仿真結果分析，采用計算機仿真技術，動態優化加熱爐各類燃燒參數，在定制化生產過程中，產生了明顯的效果，通常可降低20%左右的能耗，同時增加了余熱回收。同時，通過計算機仿真技術輔助人工進行現場生產培訓，利用軟件進行加熱爐各類工況運行狀態調整，在操作的過程中，控制方式和顯示變量可以任意選擇，連續和不連續的干擾因素可以設置，可以進行自動或手動操作調整顯示各種參數的靜態和動態變化特征在操作的過程中調整。尤其是針對一些小概率且容易產生較大事故的狀況，極少在實際生產中出現，采用計算機仿真技術模擬此類異常，評測操作人員技能掌握且不會發生問題，起到了較好的作用，是從事加熱爐操作人員較好的輔助培訓工具。
4結語
第3篇：計算機模擬仿真技術范文
[關鍵字]計算機模擬技術；系統分析方法；港口工程；設計
1.模擬技術綜述
模擬技術也被稱為仿真技術，按照傳統意義上來講模擬技術主要包括兩類：離散型模擬、連續型模擬。而以下所討論的主要是離散型模擬，近些年來，模擬技術應用到的領域主要有：商業、交通運輸、工業、軍事等一些領域，被用于系統的設計、分析以及預測和診斷評估等諸多方面。因為模擬技術通常較研究的領域的“系統”方面，因此，通常比較復雜，因為構成其的元素較多而且之間的關系也很復雜，它具有不可試驗性和隨機性等特特點。在具體的系統研究模擬技術的時候主要包括以下幾個步驟：
1.1對系統進行分析
對構成系統中的每一個部件中的元素進行數學規律上的系統規則定量化以及描述。
1.2模型構造
對系統分析后的結果來進行概念的模型構造，利用計算機語言把它轉變為仿真模擬模型。
1.3模擬實驗
一般情況下，仿真模擬模型都需要經過大量的實驗來最終得出問題的最佳答案。但是可以結合最小綜合成本的方式來實現和優化設計方案，然而，當計算成本有變化的時候還可以借助直接考察系統的運行效果來進行設計方案的比較。
在建立模擬模型的時候所需要的輔助軟件包括，簡單的編程語言有：SIMAN、GPSS等等；用復雜編程的高級語言如：VB、VC等；無需編程可視化的建模技術主要有Arena等。模擬技術從表現形式上可以分為動畫模擬和數值模擬兩種。其中，動畫模擬又可以分為三維、二維動畫，它和普通的動畫軟件效果不同，它的顯示畫面也是由仿真模擬驅動來完成的，隨著系統中的各個構成單元的變化而發生變化的，可以形成動畫的效果。
2.計算機模擬技術在港口碼頭工程設計中的應用
2.1碼頭裝卸系統模擬技術在我國的應用和發展
上個世紀80年代末期，中交第一個航務工程勘察設計院有限公司的前身——交通部第一航務工程勘察設計院承擔了對秦皇島港媒碼頭二期工程的設計任務，對當時來說是我國最大的一個引進外資建設的港口碼頭工程，因為當時我國處在剛剛改革開放的時候，針對港口工程設計方面還不是很了解，這其中就有計算機模擬技術的應用。因此，南開大學和交通部第一航務工程勘察設計院以及中國科學院應用數學研究所進行合作來進行相關研究，并且在1992年開發出了“煤炭出口碼頭模擬模型”，成功的應用在了秦皇島港媒碼頭的三期工程的設計當中。
另外，在交通部第一航務工程勘察設計院承擔的國內的一些主要集裝箱和散貨碼頭工程的設計中都廣泛的應用了計算機仿真模擬系統，所以，以下是針對黃驊港煤碼頭的三期工程為例子，介紹計算機模擬仿真技術在煤炭出口設計當中的應用。
2.2黃驊港煤碼頭工程的應用實例
因為在環境保護方面黃驊港煤碼頭的要求比較高，因此選用筒倉來代替露天的堆場是首選的方案之一。因為我國在港煤碼頭所采用的筒倉都是以大規模的群為先例，筒倉群的合理運用是有待進步的關鍵技術問題之一。此外，因為考慮到碼頭裝船船體的利用率就會降低，因此設計人員就對煤碼頭的四期建設提出了采取棧橋碼頭兩頭靠船的設計方案，并且在碼頭上配備四臺旋轉式的裝船機器。
2.2.1筒倉的合理規模
在黃驊港碼頭三期工程布置方案的設計條件下，通過對筒倉和碼頭的裝卸工藝系統的仿真模擬，該仿真模擬模型主要包括卸車、裝船以及堆廠等三個子系統，它涉及到泊位的數量、等級以及品種的比例、煤炭運量和到船型的比例、配煤的要求、數量、裝卸設備的數量、類車編組、完好的額定能力和效率，以及對船和車到港所需要的隨機分布函數等一系列的因素。
為了能夠合理的運用筒倉，分別針對每線進行設計筒倉的情況，分為五組進行模擬實驗。方案中的筒倉倉容分別為：84、96、108、120以及132萬t，當筒倉達到一定大的規模以后，筒倉倉容的主要變化量是考卸車系統的作業影響來決定的。不同規模的倉容在進行卸車的時候列車平均等候時間和在港排隊的長度，詳見圖1。
我們從圖1中的模擬實驗結果看來，隨著筒倉倉總倉容的不斷增加；列車在港的平均排隊長度和平均等候時間都相應的減少。根據仿真模擬的試驗來看，當總倉容為84萬t的時候列車的評價在港時間為3.25h／列，很顯然，如果進一步對倉容進行減少的話，將會對卸車系統的運轉帶來不利的影響；而當總倉容超過108萬t的時候，列車在港的排隊等候時間和排隊長度的趨勢將會變得平緩，對卸車系統的影響也相應的減少了。因此，考慮到筒倉建設的費用較高和在管理的過程中會提高水平等，建設總倉容為96萬t33個筒倉的設計方案比較合理。
雖說模擬技術在我國的港口工程設計中有一定的應用，但是還是不是很廣泛。針對國內的一些碼頭裝卸系統來說，在大宗散貨類的碼頭中應用比較廣泛。
而對于集裝箱碼頭來說，多臺裝卸橋進行同時作業，堆場作業往往需要在水平的位置上非配多點的特點。集裝箱船要按照一定的順序來將集裝箱抵達到目的港來重新堆放。由此可見，集裝箱集港的時間和裝卸船的順序不一致，為了避免出現倒箱，碼頭堆場的分配是涉及諸多因素的復雜的一個過程。就目前的國內集裝箱碼頭的裝卸系統模擬模型來說，過程比較簡化，涉及到的堆場作業以及車流組織的模擬結果很難反映出實際的情況。建議對集裝箱碼頭的現場資料調研分析進行加強，并且抽象的歸納出符合實際的概念模型。
第4篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞：計算機；仿真技術；結合探究
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0253-03
Abstract： with the continuous development of social economy and science and technology， computer simulation technology become in recent years to compare one of the commonly used types of computer. Computer simulation technology in the simulation of the effect of do the effect is more accurate， more real， so is the recognition of the application of the broad masses of the people. Signal as the computer simulation technology in an important way and an abstract expression of the concept， the simulation technology is convert the sight can be seen the true image of these invisible abstract things. Information processing as an important part of computer and in simulation technology is is a significant part of computer information processing is closely linked. So， the computer simulation technology and information processing technology are interrelated， interdependent relationship.
Key words： computer； simulation technology； combination of inquiry
計算機仿真技術是現代社會中用到的最廣泛的的技術之一，發展的速度極為快速，適用人群眾多，無論是生活還是工作，滲透到各個方面。作為計算機技術的一種方式，它的工作原理是以計算機為基礎，加以模擬仿真，達到仿真的再現，將抽象的看不見的形象通過仿真展現出來。目前由于這項技術具有精確的仿真效果，受到各行各業的青睞，在各個領域中都有廣泛的應用。對于計算機仿真技術的研究，一直是計算機技術研究領域的一個重要的話題和工作。對于信息技術而言，也與計算機仿真技術具有緊密的聯系，也是計算機發展領域的一個重要的方面。信息化依靠仿真技術得到抽象化的轉化，進行有關的信息處理的工作。
1 計算機仿真技術
1.1 計算機仿真技術的含義
計算機仿真技術是運用相關的信息進行軟件處理工作，可以對音頻、視頻及圖片等方面進行整理，把現實中的各種事物模擬成計算機仿真的形式，再通過各種信息媒介進行傳達給觀眾。在觀看某個事物時候，如果利用計算機仿真技術觀看，可以有多種視覺的角度進行觀賞，并且可以對環境進行任意的觀察，營造一種實與虛結合的視覺效果。對于讓人們可以多方面的進行交流信息具有重大的意義和作用。
計算機仿真技術有兩點重要的意義。第一，計算機的仿真技術是與一些計算機工程的進行緊密聯系的，缺一不可。計算機仿真技術對于系統的工程的開發，起到了至關重要的作用。第二，計算機仿真技術是一種重要的商業分析信息的工具，在公司的運行中，可以運用計算機仿真技術節約各種投資的成本，降低投資的風險等工作，為企業的發展具有預算和分析的作用。
1.2 計算機仿真技術的應用
計算機仿真技術應用于社會生活中的各個領域，涉及到工作和生活的方方面面，推動了不同的行業的方展方向，為工作帶來了新的發展動力和源泉。對于計算機的仿真技術的應用主要是用于以下的幾個領域。
1.2.1 在教育界的應用
最近幾年，由于教育的不斷改革，逐漸的對學生的實操能力越來越重視，所以對于學生的實際操練的水平就可以用計算機的模擬實驗來進行考核工作。計算機模擬實驗是一種新型的考核項目，利用現代信息技術的各方面元素把教學的內容和指導實踐等合理有效的整合成一個有機體，建立起一個實操平臺，能夠提高學生的學習興趣，提高學生的實踐能力的水平。
這項模擬實驗方式的出臺，活躍了原本閉塞的學習氛圍，把理論與實踐充分的結合了起來，培養了學生的實際操練的能力，對所學習的理論內容能夠進一步的加深理解和記憶。培養學生的全面素質發展。
1.2.2 在運輸界的應用
隨著現代化科技的發展，交通運輸工具早已普及到城市及小鎮的各個街道。由于車輛的不斷增加，交通事故也就常有發生，現在而言，交通方面的安全隱患一直是出于事故發生的主要問題。在運輸的系統中，避免不了三個方面的因素，主體是人，客體是車和路。所以，計算機仿真技術的應用，可以作為分析交通安全的現代化先進的方式。工作原理就是，建立起一個模擬形式的交通路段，在這個交通路段中系統的研究發生事故的原因，并通過對交通事故的分析對交通的安全方面做出評價和探究。
交通的安全仿真系統中，計算機仿真技術是它的最核心的部分。作為該系統的仿真技術，用于交通的安全的仿真技術系統是與其他的一般的仿真數據存在一定的區別的。在對一個區域的交通安全進行評估的時候，交通安全仿真系統必須運用精確的數法和事故率法進行評價，而且還必須考慮到人們的各種思想和行為方面的因素等。對于進行摸模擬的交通路段，交通工具的選擇就可以做任意的選擇，環境設置也沒有固定的要求，盡量把環境設置的真實化。再以一個旁觀者的角度來對交通事故進行分析與探討，通過進行系統的分析得出交通路段的精確的安全評估結果，并為安全事故提供出一個合理的解決方法。
1.2.3 在制造界的應用
計算機仿真技術在制造行業方面也具有較為廣泛的應用。比如，將這一技術運用于汽車制造業，可以為投資進行風險預測，解決成本大、難度高的相關問題。計算機仿真技術在對進氣管內氣體的流動的模擬工作的時候，就可以把發動機工作的整個過程呈現出來，能夠進行較較直觀的描述。計算機仿真技術在汽車流場上的應用，可以模擬出氣流的分離的整個狀態，將抽象的形式表達出來，建立起了一個空氣動力學模型。如果遇到汽車碰撞的狀況，計算機仿真技術可以通過一些相關的數據建立碰撞的數學模型。
1.2.4 在通信業中的應用
隨著通信技術的發展，傳統式的設計方法已經不能夠適用于通信系統的多端的要求。通信系統的仿真技術已經成為現代的通信的手段的重要應用方式。比如說，可以做對通信系統的規劃工作，以及測試它的性能等方面。計算機仿真技術對于通信系統的不同的模塊具有精確的分析性能的作用。
在網絡協議教學中，很難運用傳統的數學來分析它的復雜性。在協議設計的教學過程中間，通信網絡協議中的代碼可以把它設計成為可以得以實現的代碼。所以，在信息的學科教學中，仿真技術在網絡協議的復雜性問題的解決中也有相當重要的作用。這項技術可以做到對一些信息學科進行的網絡教學過程中網絡協議進行合理有的評估工作。另外，如果運用這項技術也能夠避開由于不恰當的分析造成的判斷阻礙。通過對網絡建模工作，實現參數的精確確認，就能夠迅速的把模擬的系統在現實環境中展現出來。所以根據這項仿真技術的應用，可以把教學中的相關評估工作進行改進處理。同時為了考察網絡信息傳輸的及時性和應用的效率，要構建起相關的通信網絡。所以，通過以上可以看出計算機仿真技術對現實生活中的網絡協議仿真具有至關重要的分析和進行評估的作用和意義。
2 計算機仿真技術的類型
計算機仿真技術已經廣泛的運用在各個領域，具有較強的實用性。在對技術上的分析，計算機仿真技術主要有兩種類別。一種是OOS，它是一種面向對象的計算機仿真技術，運用操作目標的對象，把系統的功能和對象充分的運用起來，再通過與對象間的信息進行傳送工作。另一種是DIS，它是一種分布式的計算機交互的仿真技術，它主要是通過計算機的網絡方面的系統進行設備之間的相互連接，形成一個虛擬的仿真環境。
3 計算機仿真技術的技術分析
計算機仿真技術，它的主要核心技術就是計算機平臺的一種虛擬模擬技術，包括了建模的思想，數字化的基礎，以及對圖像的處理技術。計算機仿真技術由于它的仿真技術做到極其逼真，所以這項技術運用的領域也是極廣泛的，具有極強的優勢條件能夠把顯示仿真的效果做到最好。計算機仿真技術的實現方式有幾個步驟：
3.1 建立數據模型
建立起數據模型，是計算機仿真技術建立的前提工作。對于其的建立方式會有兩種不同的方法，一般可以運用演繹法或者歸納法。或者兩種方法結合起來一起運用也能達到對數據模型的建立。在分析法中，第一步工作是把數字化模擬的數據進行分析，將數據模型建立是以實際情況為前提的。建立模型的工作中，先做數據分析的工作，充分的對數據做好分析工作，然后再進行仿真的準備。
3.2 實現仿真模型
在數據模型建立完畢后，就要對數據模型進行程序化的處理工作。在這一工作過程中，要運用很多的編程語言來完成。把它模型化是一個重要而有些難度的工作，必須經過對大量的數據進行分析，然后做程序化的管理，最終才能實現數學模型的建立。
3.3 仿真實驗驗證
通過建立好數據模型，和實現數學模型的仿真，接下來的工作就是驗證仿真實驗。驗證的工作中，是對數據進行驗證工作，進而得到相關的仿真結果。
4 計算機仿真技術的發展
社會科學技術的不斷革新與進步，使計算機仿真技術也要根據時代的需求進行不斷的完善發展，適應社會的發展步伐，與時俱進，才能夠在未來的市場應用中能夠持續穩步的發展。
4.1 計算機仿真技術會與網絡聯系交融
計算機仿真技術現在雖被廣泛的運用在了各個領域，但是目前開發出來的絕大多數都還不能夠交融或者轉移，要實現共享的局面還達不到要求，具有一定的困難性。對于計算機仿真技術的高成本的開發現狀，這還是一個急需解決的問題，關鍵之處就是將計算機仿真技術進一步的擴展到網絡化的層面。這項工作在未來的發展中必將會有更為廣闊的運用前景，首先一點就是可以避開又一次的投資，另外，可以在這項工作進程中獲得一些共享資費。所以，實現計算機仿真技術的網絡化具有重要的意義。
4.2 虛擬制造技術
該領域是計算機仿真技術發展的又一廣闊前景。虛擬制造技術的各項工作的完成，要依托計算機仿真技術的應用，比過程之中的產品的設計，產品出廠和企業的管理工作等等，都離不開計算機仿真技術的應用使其正常運營。另外，虛擬制造已經能夠實現對制造的多維度的進行預測工作，制造技術不再單一。
4.3 計算機仿真技術
該技術是在軟件模擬的實驗下進行的一項科學的實驗。作為一個先進的技術，運用較經濟，安全可靠，并且還可以實現多次的實驗。仿真技術在現代的很多實驗系統中都有所應用，是對系統分析并進行涉及的重要方式。
5 計算機仿真技術與信息處理結合的分析
對于計算機仿真技術，在不同的層面上進行分析以后確切的認識到，之所以這項技術能夠被廣泛的運用到生活和工作的各個領域，就是因為它具有極強的使用價值。在對新的處理方面當然也會有更大的運用意義。在對光的信息的處理上，起著至關重要的作用。
作為先進的信息技術的處理方式，光信息處理的最大的優點在于容量大，速度快和具有并行的特性。計算機技術中的處理二維碼圖像信息的技術，光的信息處理可以對信息的增強處或者一些特別的特征方面進行識別都有很重要的影響作用。現在，有很多的計算機軟件都對信息的處理技術具有深刻的研究和發展。
計算機仿真技術對信息的處理方法還有對軟件的信息處理。例如，matlab軟件是科學計算機軟件的一種，對于信息的處理也具有極強的靈活性，處理的方式涉及到矩陣的運算和信息處理的很多方面。運用此項信息處理是先利用軟件輸入進信息進行的仿真模擬，最后進行可視化信息處理工作。這項軟件輸入快速，運算很安全，而且具有方便的處理信息的優點。
將計算機的仿真技術與光信息處理技術結合起來，仿真技術的功能也會更加的進步與發展。通過將仿真技術和信息處理技術的結合，能夠作為一項很好的信息處理方法。把抽象的信息具體的展現出來，使其實現可視化，對于信息的處理的精確性能夠有更高層次的提升。所以，基于此原因，要做好計算機仿真技術與信息處理的結合運用工作。
因此，計算機仿真技術作為靈活性較強的計算機技術，計算機的應用也主要是對信息進行處理工作。把計算機仿真技術與信息處理結合起來，可以有效的提高信息處理的精確性和工作的效率。計算機仿真技術通過圖像技術或者數學建模思想，進行虛擬的轉換，將現實世界利用圖像的形式表現出來，具有可觀，并可以把抽象的信息具體化，再進行高效率的處理工作，能夠適應現代社會中高效率快節奏的環境。
6 結語
計算機仿真技術在未來的發展道路上，必將隨著時代的進步步伐不斷的完善自己科學化的發展。作為目前應用最為廣泛的計算機技術，在數字計算或是信號通信方面都都有他的獨特的優勢和應用價值。仿真技術中，它將虛擬的抽象世界還原成可視的現實世界。而對于信息處理，它另一方面來說又被大量的植入進計算機仿真技術中。所以，將計算機仿真技術與信息處理合理的結合起來，就具有極強的發展空間，同時有更廣闊的研究價值。
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第5篇：計算機模擬仿真技術范文
被動安全主要是指汽車在不可避免的情況下所發生的交通事故，能夠在事故發生時保護車內的駕駛人員以及其他人員的安全，或者將傷害降低到最小，此時，就需要反復的進行計算機試驗研究才能將損害降低最低，達到最大的優化利益。由于這種試驗相對成本較高，所以不能經常性的做實車碰撞試驗，只能根據計算機的方式進行測試，當試驗到一定階段的時候才能進行實車碰撞試驗，這在很大程度上就降低了成本。實車碰撞結果產生的問題，計算機會自動根據實際情況進行安全設計改良與革新，最終將導致研發周期的延長。為此，計算機模擬技術在汽車被動安全中是十分重要的。
2基于MATLAB/Simulink的仿真分析
MATLAB/Simulink是對動態系統進行建模、仿真和分析的一個軟件包，也可以稱之為一體化仿真環境。它支持線性和非線性系統、連續時間系統、離散時間系統及連續和離散混合系統，而且系統可以是多進程的。在MATLAB/Simulink環境下，系統模型可以根據實際結構搭建，調整方便，結果輸出直觀。Advisor不僅可以對傳統汽車(包括輕型車和重型車)進行仿真，而且對電動汽車(包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車)也可以進行仿真分析，可以預測多種循環工況下的車輛性能、能量消耗、排放、控制策略實施情況以及零部件的效率。
3硬件在環仿真分析
硬件在環仿真，最初應用在結構復雜、價格昂貴的系統的開發和測試上，是將被仿真系統的一部分用數學模型描述，并把它轉化為仿真計算模型，其他部分以實物(或物理模型)方式引入仿真回路，可以對虛擬運行環境中的設備進行逼真的模擬，其特點是實時性。這種定義比較早的“半實物仿真”定義更準確。通常硬件在環仿真的輸入和輸出是連續的或模擬的，在這種情況下，連續的輸入必須使用A/D轉換器轉換為數字的形式。這種仿真可以充分發揮物理仿真和數學仿真的優越性，避免各自缺點。硬件在環仿真環境實現了物理硬件和軟件模型的互換，從而可以在原型車不存在的情況下進行部件或整車的仿真，也可以對潛在的部件及其組合方案進行評價、篩選，直到確定最優方案。功能強大的高逼真度HIL實時仿真不僅可以縮短開發周期，加快了產品上市速度，而且由于測試期間無需使用實際硬件而降低了設備成本以及相關的維護成本。HIL仿真最顯著的優點是可以對實際情況進行模擬，而不會產生實際危險。
4虛擬現實技術
虛擬現實技術是二十世紀八十年代末開始新型的一種實用技術，采用計算機技術進行視聽覺融為一體的，在某種特定環境下，進行的一種虛擬環境試驗，這種試驗就如同親臨現場般一樣真實。隨著科學技術的不斷進步與發展，這種技術不斷地被應用于汽車工程建設之中，并推動了汽車工程建設的發展。利用虛擬技術可以將汽車進行數字化，然后將其模擬的環境結合起來，用真實的駕駛員進行一種仿真模擬駕駛，駕駛員可以真實感受到汽車的振動，噪音等就如同在現實生活中一樣，同時，可以進行各種危險技術的模擬實驗，所有這一系列的數據參數以及結果都將在虛擬技術中得以體現，這樣不僅僅實現了虛擬技術的現代化，更加節省了投資，可以反復的使用，測試，并不存在任何的風險。
5高層體系結構技術
高層體系結構技術是美國在1995年提出來的一種構件計算機仿真技術的建模技術，最顯著的特征就是可以通過應用層將與環境分離，最大限度的利用新技術進行標準的服務功能，該系統也有較強的適應能力，這種技術在汽車工程中得到了廣泛的使用，隨著不斷變化發展與完善，并逐漸應用于航空航天等事業。無人駕駛飛機就是在該系統的基礎上發展起來的。這種虛擬訓練與交通工程仿真技術不斷的結合，并越來越完善。
6結束語
第6篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞： 計算機模擬 實驗教學 開放性
從21世紀人才需要來看，要重視學生“知識、能力、素質”的全面培養，尤其要重視學生創造性思維、創新能力和技能的訓練與培養。高校實驗室是進行實驗教學、培養人才的重要基地，尤其是在醫學類院校，也是學校開展教學、科研、生產實踐三結合的重要場所。實驗室的工作水平是反映一所學校教學水平、科研水平和管理水平的一個重要標志［1］。
幾年來，我校機能學中心實驗室已經把計算機模擬實驗系統、規模地應用到本科實驗教學中，取得了很好的效果。這是我校在新形勢下深化教學改革、優化資源配置、體現學科特色、進一步提升實驗教學整體水平和教學質量，為迎接新一輪本科教學水平評估的一項新的舉措。
1.計算機模擬實驗在實驗教學中的重要地位和優點
掌握一定量的動物實驗方法是醫學研究的主要手段，也是基礎醫學機能學實驗課的一個主要目的。
計算機模擬實驗是計算機輔助教學的其中重要組成元素，它結合實驗教學內容，有機地將計算機信號采集、分析和圖像處理技術適時地應用到實驗設計和結果顯示等過程中，通過菜單顯示、人機對話、主控機（教師機）和終端（學生機）互動，以及運用多媒體教學軟件，使學生在一種新奇、直觀、仿真的教學氛圍中輕松地進行虛擬有趣的實驗。其優勢表現為覆蓋面寬、利用率高、幾乎覆蓋校內所有的本科專業，融科學性、互動性和趣味性為一體，配置合理、有良好的視聽效果，既可替代驗證性實驗，又可將難度較大的實驗過程和結果客觀地演示出來，加深學生對實驗的理解，有利于他們進一步實踐，提高實驗的成功率，同時對學生完成實驗的效果還能進行客觀的評價。而計算機的模擬實驗技術可以實現動物實驗的模擬效果。實驗者在計算機上對模擬的動物進行手術，可以反復練習，節省人力、物力、財力，使學生熟練掌握實驗方法。學生通過計算機選擇適當的實驗模型，保證了模型的穩定性、直觀性，同時給定相同的實驗條件，實驗結果完全相同。實驗者個人也可以充分發揮自己的想象力，在給定的實驗模型上改變實驗條件做出不同的實驗數據，完成深層次探討疾病機理的目的。在計算機系統中建立的虛擬實驗環境使實驗者可以像在真實的環境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設備，對“實驗動物或標本”進行虛擬操作，完成各種預定的實驗項目，起到學習訓練的作用。該系統由于不受試驗動物、試劑的制約，特別適用于開放實驗室。學生在預習、復習或拓展訓練時采用虛擬實驗比實時實驗有更大的優越性。模擬實驗在教學方法和手段上開辟了一個新的領域。
歸納起來模擬實驗室有以下一些優點：（1）節約機能實驗室費用；（2）提高機能實驗室開放性；（3）拓展機能實驗室實驗項目；（4）突破傳統實驗模式，使得實驗不再受時間、空間、實驗動物、實驗試劑、實驗器材等的限制，使得實驗更加方便；（5）突出實驗的自主性，學生可以根據自我需求選擇實驗，也可以為學生定制實驗，強調了學生在實驗中的主導地位；（6）是真實實驗的補充，提高學生的學習興趣；（7）充分利用網絡信息資源。
2.我校計算機模擬實驗室的創建
2.1硬件部分：服務器配置：CPU PIII800、內存1G、SCSI硬盤；學生機WindowsXP：CPU PIII800、內存1G；教師機WindowsXP：CPU PIII800、內存1G、Modem硬盤；網絡環境：100M快速以太網。
2.2軟件部分：使用聯想集團開發的傳奇軟件，主要執行電子教室功能（教師演示，教師講評，視頻廣播，個別輔導，屏幕查看，多屏查看，等等）這里更多適合在模擬實驗室使用的是它的特殊功能。如：邀請學生，遠程開機，退出學生機，鎖定教師機，等等。還安裝了一些醫學軟件，如生理學教學軟件，提供幾十個模擬實驗項目，有生理實驗、病生病理實驗、藥理實驗，等等。學生再仿真實驗項目中，可查看實驗對象、實驗藥品、實驗器材、實驗目的及原理、實驗步驟、實驗視頻、模擬實戰。
2.3模擬實驗室詳情：模擬實驗室是基于計算機仿真技術的網絡化教學應用系統，它分為模擬實驗室學生服務端和模擬實驗室管理服務端。它的主要優勢在于用戶無需安裝客戶端軟件，只使用Internet Explore瀏覽器就可以使用模擬實驗室。
整個系統包括模擬實驗（實驗數據、圖片、實驗視頻、處理因素）數據庫、仿真環境界面和網絡硬件平臺等部分組成。模擬實驗室采用瀏覽器/服務器（B/S）一種網絡服務應用系統結構。
學生服務端：①實驗儀器介紹：在實驗儀器介紹中，學生通過目錄樹結構查看實驗相關器材，了解實驗器材用途和使用說明。
②基本手術操作：在實驗手術操作中，學生通過目錄樹結構觀看手術操作過程，了解手術操作要領，一方面通過實驗手術操作視頻體現手術操作，另一方面通過實驗操作視頻體現手術操作注意事項。
③模擬實驗：仿真實驗室系統提供幾十個仿真實驗項目，有生理實驗、病生病理實驗、藥理實驗，等等。學生在仿真實驗項目中，可查看實驗對象、實驗藥品、實驗器材、實驗目的原理、實驗步驟、實驗視頻、仿真實戰。
2.4模擬實戰操作：實驗項目模擬實戰操作可在計算機環境中練習實驗儀器組裝、模擬手術過程、模擬作用因素、模擬生物信號實驗結果。通過模擬實戰操作,提高學生對實驗的熟練程度和實驗成功率，提高學生的實驗興趣。
管理服務端：為了提高教學質量，改進考試方法，利用計算機強大的數據處理功能，由計算機逐步代替傳統的人工出卷，規范出卷程序，使出卷工作更科學化，不僅提高了工作效率，而且可杜絕傳統手工出卷存在的以下弊端。該系統由教師根據教學資料錄入試題，并對其按章、按題型進行分類，待需要考試時，設定一定的條件，系統就自動從題庫中選取試題并生成試卷。該系統成卷模式分為“自動成卷”（由系統根據條件隨機選題）和“手工組卷”（教師自己選擇題目）兩種，成卷后為Word格式文檔。
3.加強我校計算機模擬實驗室開放性
建立開放性的實驗室是培養學生實際操作能力、探索和完善理論知識的需要,是學生自創能力提高和增強自信心不可或缺的場所，更是提高和培養學生科研水平的重要基地。實驗室不能為他們開放，對高校大學生是一項培養引導的失誤,更阻礙了學生掌握理論以外的實際操作能力的提高［2］。我校計算機模擬實驗室由于種種原因，目前一直處于僅服務于教學，沒有對學生開放，學生進入實驗室只局限于上課時間，其他時間沒有機會進入實驗室進行自學，失去培養自己獨立實踐能力的機會。全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入模擬實驗實自己動手組織實驗，自己設計實驗方案，動手完成實驗，整理和總結實驗數據，提交實驗報告，培養學生的分析能力和創新能力，逐步向以“學生為中心”的自主個性發展模式轉變。計算機模擬實驗室不僅要對內開放，而且應該對社會開放,對廣大科研人員開放。
4.模擬實驗室建設上存在的一些問題
在醫學類院校開設計算機模擬實驗課，結合學生實驗情況來看，確實對學生在實際動手能力上面是很大的提高，尤其是在一些比較復雜的機能學實驗。如蟾蜍心輸出量的影響因素實驗中，主動脈和后腔靜脈比較難找，尤其是后腔動脈插管難度很大，但是通過模擬實驗后，學生就對這塊內容了然于胸，大大提高實驗的成功率；實驗成功也使學生對書本理論知識有更進一步掌握。但是現在模擬實驗室建設也還存在一些不足之處，一般是一次開展兩個或兩個以上實驗，先在模擬實驗室上，然后在實驗課中讓學生親自動手實驗。這樣一來，如果模擬實驗課和實驗課相差時間很長，學生就容易忘記一些比較難的實驗操作技術。因此在安排實驗課的時候要盡量考慮到模擬實驗課與實際動手的實驗課之間相隔時間不宜太長。
提高模擬實驗室的利用率。開學的前四周，模擬課安排的比較多而且比較集中。目前生理學模擬實驗模塊用得較多，病理生理學和藥理學模塊還沒真正使用起來。因此，要盡可能地提高模擬實驗室的利用率，減少資源閑置。全天候開放模擬實驗室，學生可以隨時進入模擬實驗室自己動手組織實驗，自己設計實驗方案，動手完成實驗［4］。為學生創造寬松的自主學習環境，擴大開放范圍、開放時間、開放內容和開放覆蓋面，使學生在實驗活動中由被動變主動，由“要我做實驗”變為“我要做實驗”［3］。
5.結語
我校計算機模擬實驗室的建立，可以很好地解決硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題，對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好“模擬試驗”和“實物實驗”的關系，不能一味地強調模擬實驗，要“虛實結合”，既相互補充又各有側重。這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時，在模擬實驗中要注意培養學生嚴謹的、一絲不茍的科學實驗作風。
我校計算機模擬實驗室是在充分吸收目前國內醫學院校同類實驗室建設經驗的基礎上建立起來的，實驗室基礎設施良好，設備先進、功能齊備、性能亦較為優越。實驗室剛投入使用即引起同學們的極大興趣。
計算機模擬實驗室作為中央與地方共建高校基礎課實驗室和安徽省高校基礎實驗室示范中心建設項目得到國家和地方教育行政部門的重點資助并始終得到各級領導和學校各部門的關注和大力支持。模擬實驗室的使用凸現我校整體實驗教學水平進一步提升并完全能與國內先進高校同類實驗室接軌。
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第7篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞：計算機仿真技術；工程項目；施工管理；運用
建筑業在我國經濟發展中起到十分重要的作用，隨著國家對建筑業發展的重視，建筑業在將來具有良好的發展前景.但我國目前的建筑技術水平整體依舊還處于較低位置，其管理水平也是如此，并且存在諸多不合理的現象，同時經常發生一些安全事故以及質量事故，也存在較為嚴重的資源損耗.尤其是大型工程項目，其具有極其復雜的施工程序，也存在較多因素對施工的順利進行產生影響，施工的環境條件也有諸多不確定性，導致施工難度增加，也承受更大的風險.為確保施工更加順利，必須進行施工計劃與指導的編制，使施工的各個環節得到指導.工程設計文件中，施工進度以及資源使用計劃十分重要，在工程實施的各個階段均起到十分關鍵的影響.所以，施工進度以及資源計劃的合理安排，對參建方而言，都需要得到足夠的重視.傳統項目計劃的編制主要采用CPM和PERT，兩者的使用也存在一定的局限性.其中，后者的缺點在于精度缺乏保障，存在較大的誤差，不能使實際工程的要求得到滿足.對此，計算機仿真技術的出現，為項目計劃的制定帶來了極大的幫助.在我國社會與科學不斷發展的背景下，計算機仿真技術同樣發展顯著，在我國工程施工管理領域得到更加廣泛的應用，也形成較多趨于完善的施工仿真系統，其中包括GIS以及CY-CLONE等.計算機仿真技術憑借其風險小、成本低的優勢，其在工程項目施工管理中的應用，將更好地解決實際問題，對建筑業的發展具有十分重要的意義.
1計算機仿真的相關概念及基本步驟分析
1.1概念
計算機仿真技術與計算機建模技術，是一種新型技術，目前已經得到較大的發展，在現代科學技術研究中占據重要的地位.該技術在多個領域應用廣泛，能夠有效幫助解決復雜系統的問題.在計算機仿真中，計算機、系統以及系統模型是其主要的三大要素.其中，系統指的是事物及其規律的一種總稱；系統模型是指關于系統特性及關系的描述，用于系統功能及部件間規律的研究.目前，系統模型類型更多，其中的數學模型也已經得到更加廣泛的應用.目前，仿真的概念也逐漸得到完善，雖然各學者對仿真的定義存在一些區別，但是根據這些定義，可對計算機仿真的定義作出以下概括：計算機仿真是針對實物進行模擬，建立于豐富的技術理論層面，借助計算機等工具，通過系統模型對系統實施動態研究，屬于一種新型技術，涉及較多的專業與學科，具有較強的綜合性.換句話說，計算機仿真是不改變實際系統運行的基礎上，通過計算機構建系統模型進行系統性能研究及系統構造的一種技術.計算機仿真類型各種各樣，按照不同的分類依據可得到不同的種類劃分.例如以模型的種類為依據，可將計算機仿真分為半實物仿真、物理仿真以及數學仿真.根據仿真時鐘和實際時鐘之間的比例進行相關劃分可得出，計算機仿真可以分為三種仿真，即超實時、亞實時以及實時.若依據系統模型的特征進行相關分化可得出兩種仿真，即離散系統以及連續系統.
1.2基本步驟
（1）建立問題及目標.首選需對仿真系統的相關處理對象進行確認，并且明確仿真的目標，也就是通常所說的促使某一問題得到有效的解決.（2）進行建模.仿真模型可以實現對研究對象的抽象描述，能使研究系統的屬性特征得到體現.仿真建模特點顯著，通常采用針對問題進行建模以及針對運行過程進行建模的方式.（3）數據采集.若仿真模型已經開始進行相關基本框架的建設.那么其所輸入的數據必須是準確無誤的，以此才能使仿真運行中模型的數學及邏輯關系得到有效利用，從而通過計算與分析得出可信的仿真結果.而離散系統仿真中，數據分布通常存在某種概率，所以，實際系統統計和調查的實施必不可少.（4）驗證模型.需要驗證仿真模型，判斷其是否具有代表性，從而確保模型能夠有效體現真實系統的特征及性能，促使仿真得到成功.（5）運用模型，分析結果.完成模型驗證后，接下來就是仿真模型的運用.在運用仿真模型的過程中，需要確保初始條件和數據輸入一致，進行多次仿真運行，才能通過仿真得到真實的統計數據和輸出結果.建筑工程中仿真模型的運用，需要對某事件的概率和隨機變量的期望值進行分析，也需要進行敏感性分析.
2計算機仿真技術在施工管理領域中的應用分析
2.1蒙特卡洛模擬（Monte-Carlo）在施工仿真中的應用
該模式方法是根據統計理論，對風險發生率或者風險損失數值進行研究和計算機計算.該方法的基本原理是使用數學模型（模擬模型）將研究對象進行代替，在模型中盡可能將所有的影響因素包含其中.模擬模型中使用具體的概率分布來描述各個風險變量的風險結果和其有關的概率值.然后采用隨機的方式給出某個數值，然后根據該數值在各風險變量中的概率分布進行取值，完成各風險變量的取值后，可以模擬模型為依據得出風險總體效果.對這一程序進行重復，以產生的隨機數為依據，得出風險總體效果確切值.計算機仿真的概念是在20世紀40年代馮•諾依曼最先提出，而計算機仿真中最早應用的方法就是蒙特卡洛模擬，起初該方法的應用只能對隨機過程問題進行解決.現階段，蒙特卡洛模擬在工程施工領域中的應用越來越廣泛，主要體現在對成本以及進度的仿真方面.應用蒙特卡洛模擬于工程網絡計劃中，憑此對工程進度風險進行仿真分析，能夠通過概率計算得出合理的工程工期以及明確工作中的重點，有助于施工管理人員工作的進行.而施工項目成本風險管理中蒙特卡洛模擬技術的應用，則能有效分析以及空時施工項目成本中的相關風險，對施工成本風險分析與管控具有十分積極的作用.
2.2循環網絡技術（CYCLONE）在施工仿真中的應用
就循環網絡技術而言，該技術能夠在仿真系統和建筑建模中體現價值，是最先專門為建筑施工仿真而研發的仿真系統.其有效結合多項理論與技術，包括排隊理論、網絡計劃技術以及計算機模擬技術，利用計算機實現模擬，可對各施工組織的工期和費用進行計算，也能對各項資源的利用率進行計算.CYCLONE模型的組成元素主要包括流水單元、節點以及矢線.其中，流水單元也就是模型中能夠流動的部分，包括各方面的資源，例如人力、物力、財力以及控制信息等；矢線則表示的是各節點之間存在的關聯以及流水單元的相關位置走向；節點通常可以劃分為五種節點：第一種是一般節點.其主要表示非限制性工作和其主動狀態，當流水單元經過此節點時能夠稍作的停留，但工作仍然是在進行中.第二種是復合節點.表示工作的開始受控，只有確保所有要求得到滿足后才能開始工作，所以，復合節點往往處于排隊節點之后，而兩者又同屬于活動節點.第三種是控制節點.能夠對流水單元實行監測以及控制.第四是排隊節點.該節點主要對流水單元的被動狀態進行描述.流水單元進入該節點后進入暫停狀態，等其他排隊節點滿足要求后同時進入復合節點.排隊節點是流水單元等待的停留場所.最后是職能節點.其功能在于合成模型中的各個流水單元，使其成為一個流水單元，并且該節點能夠對數據進行統計和計算.CYCLONE具有以下優勢，例如簡單、操作方便、建模容易等，目前其應用已經比較廣泛.有學者結合水電站導流隧洞循環施工的特點，將CYCLONE應用于施工仿真中，取得的效果比較顯著.也有學者在土石方工程施工模擬中對循環網絡技術進行應用，能夠得出一些對于管理人員決策而言、具有重要參考意義的參數.此外，CYCLONE模擬同樣也在隧道工程施工以及高層建筑施工仿真中得到應用，也取得一定的應用效果.
2.3地理信息系統（GIS）在施工仿真中的應用
地理信息系統，即GIS，是一門新型學科技術，其介于地球科學和信息科學之間，能夠有效結合計算機技術以及地學空間數據，屬于空間信息技術的范疇.該項技術是對地理空間數據庫進行利用，進行集空間數據的采集，然后對其進行分析、操作、管理，最后進行數據顯示，且通過地理模型分析，得出各種空間及動態地理信息.GIS使用屬性數據和圖形數據對空間數據對象進行描述，并通過用戶標識碼和內部代碼連接兩者成為公共數據項，促使兩者相互對應.施工仿真系統是通過計算機采集、管理、操作以及分析施工過程中的各項數據，并且給出各種空間及動態信息.因此，GIS系統與施工仿真系統能夠在多方面實現結合，GIS的屬性、位置雙向查詢技術以及空間處理技術等，均可在施工仿真中得到應用.其中，天津大學對該技術的研究更為廣泛，然而目前該項技術僅僅在水利水電工程施工中得到一定程度上應用.GIS技術應用于水利水電工程施工中，主要是在水利工程的施工導流動態可視化仿真中得到應用，建立導流三維可視化模型并采用三維動態演示方法，對三維動態模型進行演示.復雜地下洞室施工仿真系統中GIS技術的應用，使用可視化圖像形象地表示大壩施工具體過程，從而使工程人員能夠清楚地、及時地了解大壩施工的情況，促使施工組織水平得到有效提高.也有不少學者對施工仿真中GIS技術的應用進行研究，例如在隧道施工的可視化仿真中應用GIS技術，使GIS有效結合工程動態仿真系統，對施工過程中進行模擬，從而得到施工組織管理的一些數據信息.
2.4Petri網在施工仿真中的應用
1962年德國CarlAdamPetrified最先提及Petri網，現階段，Petri網在自動化科學技術、計算機科學技術、機械設計與制造等相關仿真領域已經有了較為廣泛的應用.Petri網屬于一種網狀的信息流，其節點通常分為兩類，即條件、事件，基于節點的有向二分圖進行token分布的添加，這些token分布能夠表示狀態信息.并且，根據引發規則改變事件驅動狀態，從而使系統動態運行過程得到體現.Petri網憑借其具備的系統分析及驗證方法，能夠有效進行不確定性、資源共享性、并發性系統的分析.而建筑工程施工的復雜性，也正是在資源共享、并發性以及不確定性問題上得到體現，因此，建筑工程施工系統仿真中Petri網能夠得到有效的應用.在20世紀90年代末，Wakefield等人最先提出在模擬施工系統中應用Petri網，改變了人們認為Petri網只適用于計算機網絡及自動化制造技術的觀點，并且完成有關仿真模型的建立.隨著時代的發展，相繼有學者將Petri網應用于工程項目的計劃管理、攪拌站混凝土的生產過程的模擬、鋼結構的施工仿真建模、公路工程的施工過程仿真、隧洞工程的施工仿真等，同時建立起相應的模型.
2.5施工仿真中虛擬現實技術的有效應用
20世紀末虛擬現實技術被提出，并且很快得到有關領域的關注.該項技術集成了多項先進技術，這些技術主要有計算機仿真技術、人體交互理論、人體工程學、傳感技術、計算機圖形學以及計算機技術等.虛擬現實技術中計算機占據十分重要的地位，通過計算機及有關輸出、輸入設備進行逼真、多感官三維虛擬世界的構建.有學者提出這樣的觀點：21世紀，虛擬現實技術將成為信息技術的典型.虛擬現實技術相比于其他信息技術，其具備三維空間表現能力、人機交互式操作環境具有實時交互性，能給人帶來逼真的感受，使人機交互接口的研究領域更加廣闊，也有利于各類工程海量資料描述的形象具體化.并且，虛擬現實技術能夠將難以觀察到的場景進行有效創建和再現，促使人們更好地了解和掌握所描述對象的運動變化規律.系統仿真技術可以抽象的形式，客觀展示真實復雜的世界，并且展現客觀世界的運動形式，應用虛擬現實技術能夠促使系統仿真模型的驗證更加合理有效，并且能夠將仿真結果更好地進行展示.就目前而言，在軍事、航天以及航空領域.虛擬現實技術的應用已經相對廣泛.并且，虛擬現實技術在工程建模及仿真領域也將得到較好的發展.工程建模及仿真領域，由于工程規模較大、施工環境條件比較復雜，并且在建模及仿真過程中需要考慮全面，根據系統仿真的要求，選擇適用的仿真技術，動畫演示虛擬世界的造型，并且進行有效的交互設計，可使以上問題得到有效的處理.
3結語
總而言之，建筑工程施工程序具有較強的復雜性，其涉及到的不確定性因素也多種多樣，施工方案是否合理、資源類別及數量是否滿足要求，等等諸多因素均對施工進度產生較大的影響.如果繼續采用傳統施工計劃編制方法，將始終無法取得令人滿意的效果.在此背景下，施工仿真技術的出現與應用，能夠促使這些問題得到有效的解決.目前，我國計算機仿真技術在工程項目施工管理中的應用已經取得較大的發展，例如蒙特卡洛模擬、循環網絡技術、地理信息系統（GIS）、Petri網以及虛擬現實技術等均在施工仿真中得到一定的應用，并且取得較好的應用成效.隨著社會的發展以及我國科技技術的提升，三維立體的可視化技術終將會實現，不僅能夠進行一般仿真數據的提供，也能對施工具體過程進行展示，從而為建筑工程項目施工管理提供更有效的幫助，促使我國建筑行業得到更好的發展。
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第8篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞：數控加工 仿真軟件 教學應用
隨著中國制造業的發展，數控加工技術的優勢越來越被社會重視，職業學校的數控加工技術辦學規模也隨之擴大，學習數控加工技術的學生越來越多，但學校數控加工設備投入有限，使得人多機少的矛盾出現。為此，大多數學校開始探求更好的學習模式。數控市場就此出現各類數控仿真軟件。這類利用計算機模擬仿真加工的軟件在一定程度上彌補了教學資源不足的現象，數控仿真軟件一時受到熱捧。
數控加工仿真軟件是利用計算機技術及其仿真實物軟件，對零件在機床上的整個加工過程的一個模擬操作演示。筆者學校2006年也建立了數控仿真模擬實驗室，配備了與數控實訓車間機床操作系統一樣的數控仿真模擬軟件。在教學過程中，好軟件解決了數控編程與操作教學過程中的很多問題，但也出現了一些新的問題。
一、數控加工仿真軟件的優點
1.降低專業設備教學成本
有了數控加工仿真軟件，學校在設備投入過程中大大降低了成本。數控機床是高精度和高生產效率的設備，國產數控機床的價格在幾萬甚至上百萬，進口的數控加工機床甚至要上千萬。學校沒有雄厚的資金大量購買，一般僅購買為數不多的幾臺供學生實習用。
2.緩解設備少、學生使用率低的現狀
學生在實習過程中，數控加工機床本應該是一人一臺，才能保證學生的實習任務和數控加工技術的掌握，但是由于成本問題很難做到一人一臺。而使用數控加工仿真軟件，就能很好地解決這個問題，學生可以在機房的電腦上操作數控加工仿真軟件，既有足夠時間熟悉機床的操作，又提高了學習效率。
3.能引起學生的興趣，且沒有安全隱患
由于數控加工仿真軟件是在計算機上操作，仿真加工可以動畫模擬出實際加工零件的過程，有新鮮感，能激起學生學習的興趣。而且在計算機上操作，無須擔心由于學生的錯誤操作，或者是錯誤編程而引起的撞刀等安全事故的發生，消除了安全隱患。
4.教師教學效果明顯改善
在教學中應用數控加工仿真軟件，教師可以進行控制演示，在一臺主機上講解將要講解的內容，并用數控加工仿真軟件操作模擬演示，讓學生能直觀地看到教學效果，學生則可以根據教師講的一筆一畫地進行學習，有助于知識的學習和鞏固，避免了一些在實際操作過程中必須教師一一講解的問題，給教師帶來了便捷和輕松。同時在學生模擬過程中，老師可以巡回檢查和排除操作過程中存在的問題，指導學生，提高教學效果。
二、數控加工仿真軟件的缺點及改進
1.過度依賴數控加工仿真軟件，弱化實際實習
在教學過程中，由于數控加工仿真軟件教學起來方便，也有利于教師的教學管理，所以有些教師就過多重視軟件而弱化實際的實習加工。在實習過程中，學生必須穿工作服、帶防護眼鏡，女生必須把頭發盤在帽子里；在加工零件過程中，必須關緊防護門等等。這些在數控加工的企業中嚴格強調的規范在數控加工仿真軟件中是沒法體現的，常常容易被忽視。為此，教師必須反復強調安全第一，規范正確的操作，并強調模擬仿真與實際加工的區別，不能完全依賴仿真軟件。教師應該合理安排仿真訓練和實際操作訓練的有機結合。
2.數控加工仿真軟件不能完全顯示切削過程
仿真軟件在模擬切削加工時，不能合理地體現出機械加工過程中的切削三要素，無法反映刀具在實際加工過程中的實際狀態，在加工完成之后又無法顯示零件的加工表面質量。在選擇刀具、選擇工裝夾具、切削液等等都是無法做到的，所以還要有待于改善。
3.軟件不能顯示和處理系統存在的相關問題
目前，數控加工仿真軟件層出不窮，但功能還不完善，有些在模擬時會出現卡死、個別指令無法識別、跟實際編程有差異等等問題，所以老師在講解過程中要把注意點告訴學生，以便在實踐過程中加以區別。
綜上所述，數控加工仿真軟件有其自身的優點和缺點，需要數控專業教師在結合自己本校的具體情況，合理地運用數控加工仿真軟件，揚長避短。
參考文獻：
[1]李海霞.VERICUT7.2數控加工仿真技術培訓教程[M].北京：清華大學出版社，2013.
第9篇：計算機模擬仿真技術范文
關鍵詞：計算機仿真；復雜系統；中醫學；面向對象程序設計
1計算機仿真技術提供了適合中醫學理論的實驗室
科學技術的不斷進步，推動著整個人類社會的發展，計算機的出現，使人類社會由工業社會向后工業社會——信息社會過渡。我國著名的科學家錢學森說：“我們所設計的信息體系簡直可以包括全部人類千百年來創造的、而且還在不斷創造的精神財富。而這全部精神財富可以由我們每個人隨手調用和享受。這不但是從舊的腦力勞動中解放出來，而且是獲得一個偉大的世界，從來未有的高度文化的世界。……人將變得更為聰明，人類的前進步伐更將加快。”這位大科學家以前所未有的高度論述了由計算機引起的這場技術革命。隨著計算機技術的發展，一種嶄新的學科——仿真學誕生了，從新藥品的仿真測試到行星和星系的創生模型，以及計算機化培養皿中生長的數字生命形式，這是一種新的方法，不是基于直接的觀察和實驗，而是基于從真實空間向虛擬空間的映射。雖然這項工作仍處于起歩階段，但已足以讓每一顆好奇的心欣喜若狂。在這樣一個偉大的時代，古老的中醫學面臨著前所未有的機遇和挑戰。怎樣將計算機科學與技術融入中醫學領域，是一個值得深思和大膽嘗試的問題。值得慶幸的是，計算機仿真是建立在復雜系統理論基礎上的，而中醫學理論所描述的正是這樣一個復雜系統。
當伽俐略第一次拿起望遠鏡仰望太空時，他為人類創造了科學方法，即用實驗來檢驗關于世界如何成其為世界的種種假說。于是有了擁有試管、曲頸瓶和本生燈的化學實驗室，用來探測物質內核的價值連城的粒子加速器，以及在任何生物實驗室都能看到的解剖青蛙和用顯微鏡觀察植物細胞。然而，這些都是僅適用于簡單系統中物質結構研究的實驗室。現論物理學家薛定諤（ErwinSchrodinger）在《生命是什么？》一書中寫道：“只要我們涉及活物質的結構，我們就必須面對這樣一個事實：它是以不能還原成通常的物理學定律的方式起作用的。原因不在于某種‘新的力’或某種類似的東西支配著活的機體中的一個個原子，而是其結構不同于任何我們已從試驗室研究中認識的東西。”[1]也正因如此，尤其是對于與西醫學思維方式大相徑庭的中醫學理論，實驗室研究一直是一籌莫展，經絡實質的研究無功而返，各種“證”的實驗模型設計令人啼笑皆非，中藥的研究幾乎與中醫理論毫不相干……中醫學所構建的龐大而復雜的系統難以在簡單系統的實驗室中得到驗證，這是不難理解的。計算機仿真學的出現真值得每一位中醫界的同仁為此干上一杯，因為這一方法的出現能使中醫學多年的“科學夢”成為現實！雖然計算機仿真學正在起步，而這對中醫學來說卻是難得的機遇，不僅可以揭開其古老而神秘的面紗，而且有望為中醫學打開一扇新的大門，開拓更為廣闊的發展空間。
而將計算機仿真技術運用于中醫學，面向對象程序設計是一個關鍵環節，下面將面向對象程序設計作一簡要介紹。
2面向對象程序設計（OOP）概述
面向對象程序設計簡稱OOP，是Object-OrientedProgramming的縮寫。面向對象是與面向過程相對而言的，傳統的程序設計語言,如C語言，是面向過程的結構化程序設計語言，這種語言在20世紀80年代非常流行。隨著軟件業的發展，軟件的規模越來越大，導致軟件的生產、調試、維護越來越困難，因而發生了軟件危機。人們期待著一種效率更高，更加容易理解，更加符合人類思維習慣的程序設計語言，OOP就是在這種情況下應運而生的。在20世紀90年代，OOP異軍突起，成為最有希望，最有活力的程序設計方法。
①面向對象與面向過程的區別
計算機沒有思想，人必須明確地告訴它如何運算，每一步做什么。站在這種計算機的角度進行程序設計，就是面向過程的方法。如：用計算機模擬一只貓捉老鼠的過程，程序員必須告訴計算機每一步貓的具體的動作。如果用面向對象的程序設計方法來做，就可以把貓作為一個獨立的對象，貓會奔跑，貓會捉老鼠，這些是它的固有屬性，被封裝在貓這個對象之中，所以，只需給出老鼠出現的信息，貓就會自動去捉。與面向過程相比，面向對象的方法更符合人的思維習慣。
②對象與類的概念
對象與類是面向對象方法中的兩個基本概念。客觀世界中實體的抽象構成對象，任何事物都可以作為一個對象，如一個人、一輛汽車、一個窗口、一個按鈕、一座建筑、一項貸款等等。對象的劃分和定義是靈活的，視需要而定。具有相同屬性和行為的一個或多個對象的集合成為一類。類有層次之別，類下可以有子類，類上可以有父類。如：人可分為男人和女人，男人又可以分為兒童、青年、成年、老年等等。類是對象的抽象，對象是類的實例。類的劃分也是靈活的，依需要而定。子類可以作為父類的對象看待。
③對象的特性
對象有以下基本特性：
封裝性：對象是相對獨立的單元，與之相關的數據和操作被封裝在內部，對外是不可見的。對象和對象之間通過信息交換進行聯系。如一只花貓，它是一個相對獨立的個體，它的機體內包含復雜的結構，而這些結構是不可見的。
繼承性：每個對象都從它所屬的類中繼承共性。如一只花貓，它從貓這一類中繼承了貓的共性。
多態性：每個對象都有其特有的屬性，使之區別于其它對象。如一只具體的貓，它與其它貓是不同的，有不同色澤、脾氣、體重等。
④面向對象方法可以用下列方程式來概括：
OO=Objects+Classes+Inheritance+CommunicationWithMessages
即：面向對象＝對象＋類＋繼承＋信息交換
在這里值得注意的是，上面的方程式也可以用作系統的描述，而且容易從中看出簡單系統與復雜系統的區別：簡單系統通常是少量的個體對象，它們之間的相互作用較弱，甚至可以忽略不計，故而可以作為獨立的個體進行研究；而復雜系統中涉及中等數目的對象，不僅如此，對象通常具有智能性與自適應性，它們可以按照各種規則作出決策，隨時準備根據接收到的新信息修改自身的行為規則，故而每一個對象不能獨立的看待，這正符合了中醫學的整體觀。
3運用面向對象程序設計進行中醫學的計算機仿真
①面向對象方法與中醫學具有相似的思維方式
假使我們想用傳統的面向過程的方法來完成中醫學理論的計算機仿真，不僅是一件難以想象的事，而且是不可能的事，對計算機發出人體生理、病理等過程的每一步指令，既使是在分析還原思維方式指導下對人體結構分解得極細，對人體生化過程了解得極為透徹的西醫學也無能為力，更何況中醫學本身就只重整體，不重結構。而面向對象方法，因其與中醫學在思維方式上有驚人的相似之處，使之運用于中醫學成為可能，成為對中醫學進行計算機仿真的基礎。其相似性體現在中醫學的整體觀與黑箱方法和OOP中的對象的特性及其信息交換上。可以將上文中面向對象方法學的方程式用下圖表示：而這正是黑箱方法的圖形表達。黑箱方法典型地表現在中醫學的藏象學說中。藏象學說是關于人體臟腑功能的學說。古人雖然知道“八尺之士，可以剖而視之。”（《靈樞·脹論》）但又認為“藏府之在胸脅腹里之內，若匣匱之藏禁器也。”（同上）更重要的是，基于不同于西方的思維方式，中國古代對于整體性和運動性的強調，使得中醫學未從解剖入手，分析人體的結構、成分，而是以極簡單的解剖為基礎，構造出了以象為內容的有機的學術體系。由“藏象”之名可知，中醫是以現之于外的象來把握藏之于內的臟的，即“執其見功處見其形”，即黑箱方法。對此《靈樞·順氣一是分為四時》中論述道：“內外相襲，若鼓之應桴，響之應聲，影之似形。”例如《素問·六節藏象論》對心的描述是這樣的：“心者，生之本，神之變也；其華在面，其充在血脈，為陽中之太陽，通于夏氣。”其它四臟與此相仿。由此可以看出，這里的心己不是解剖學中的有一定形態結構之心，而是一系列相關的生命活動的表現在人腦中形成的綜合的象。它不具有實體性，卻正好可以作為面向對象方法學中的一個對象來看待。推而廣之，中醫學中的其它概念，如氣、血、津液、精、神、經絡等，都可以作為一個個對象，對象之間通過信息的交換，相互密切聯系，從而形成一個復雜系統，中醫學的計算機仿真便可由此開始。
②中醫學的計算機仿真應用前景
用計算機仿真學對中醫學中的概念、現象、原理、機制等進行模擬，可以建立各種模型，服務于教學、科研、臨床。主要可以用于建設生理模型、病證模型、實驗模型。
生理模型：在中醫學中五臟、六腑、氣、血、津、液、經絡、筋、脈、骨、髓等，都可以構成相對獨立的對象，賦予每個對象適當的屬性，對象具有智能性與自適應性，它們可以按照各自的屬性作出決策，并隨時準備根據接收到的新信息修改自身的行為規則，它們之間通過信息交換互相聯系，構成一個復雜系統，這一復雜系統即人體。在此基礎上很容易就可以建立人體的病理模型。下圖是生理模型的簡單圖示，實際中的生理模型還要復雜的多。
病證模型：中醫學中的證是非常復雜的，也是獨具特色的。辨證論治非常靈活，以哮喘為例，說明中醫病證模型的組建。哮喘發病，總因本虛標實，其病位雖在肺，但與脾、腎密切相關，先天不足后天失養造成肺、脾、腎不足是哮喘發病的內在原因。正氣不足就易感外邪，感邪而產生風、寒、熱、痰、濕、瘀、氣等諸多病理因素，一些病理因素作用于肺，是發生哮喘的外在原因。如下圖所示，運用OOP將各種因素的特性封裝起來，作為對象，它們之間相互聯系，就可以建造哮喘的病證模型，輸入相應的信息，就可以得出諸如肺脾兩虛，寒痰蘊肺；肺腎不足，腎不納氣；風寒外束，痰熱內阻等證型，有力地指導臨床實踐。
實驗模型：正如在汽車研制中需要的碰撞實驗可以用計算機模擬代替，中醫學中的實驗也可以用計算機模擬來代替。這樣就可以提高效率，降低消耗。比如可以建立中藥模型庫、方劑模型庫、病因模型庫、生理模型庫、病證模型庫，如下圖所示，中藥模型庫和方劑模型庫作用于病證模型庫，就可以模擬出對于某種病證的最佳治療方案，選擇最佳藥物及最佳方劑。病因模型庫作用于生理模型庫，生理就可以模擬出在某些致病因素下，人體生理的變化，疾病的發生、發展、及轉歸。這些都可以為中醫學研究工作提供有力的參考。
4小結
