導語：如何才能寫好一篇計算機仿真，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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英文名稱：Computer Simulation

主管單位：中國航天科技科工集團公司

主辦單位：中國航天科工集團公司第十七研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1006-9348

國內(nèi)刊號：11-3724/TP

郵發(fā)代號：82-773

發(fā)行范圍：

創(chuàng)刊時間：1984

期刊收錄：

中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

聯(lián)系方式

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1虛擬樣機技術(shù)和ADAMS軟件概述

虛擬樣機技術(shù)(virtualprototypingtechnology)是利用軟件所提供的各零部件的物理和幾何信息,直接在計算機上對機械系統(tǒng)進行建模和虛擬裝配,從而獲得基于產(chǎn)品的計算機數(shù)字模型,即虛擬樣機(virtualprototype),并對其進行計算機仿真分析。這種方法使設計人員能在計算機上快速試驗多種設計方案,直至得到最優(yōu)化結(jié)果,從而免去了傳統(tǒng)設計方法中物理樣機的試制,從而大幅度縮短了開發(fā)周期,減少了開發(fā)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)軟件是由美國MSC公司開發(fā)研制的集建模、求解、可視化技術(shù)于一體的虛擬樣機軟件,最主要的模塊為ADAMS/View(用戶界面模塊)和ADAMS/Solve(r求解器)。通過這兩個模塊,可以對大部分的機械系統(tǒng)進行計算機仿真。進行計算機仿真分析的模型既可以在ADAMS環(huán)境下直接建模,也可以從其它CAD軟件中導入,然后在模型上施加一定的運動約束副、力或力矩的運動激勵,就可以進行運動計算機仿真分析。

2分析目的

折桿折角為θ，左端是輸入端，右端是輸出端。輸入運動為：桿的左端繞著公轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動的同時也繞著自轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，即其公轉(zhuǎn)的同時自轉(zhuǎn)。下面進行折桿運動計算機仿真分析，主要解決如下問題：

1）折角10°時，一周期內(nèi)折桿公轉(zhuǎn)角與擺角之間關(guān)系以及橫向位移變化情況。

2）折角15°時，一周期內(nèi)折桿公轉(zhuǎn)角與擺角之間關(guān)系以及橫向位移變化情況。3）在折角10°與15°兩種情況下，橫向位移比較，以及公轉(zhuǎn)角與擺角關(guān)系的變化。2計算機仿真模型與輸入?yún)?shù)折桿adams計算機仿真模型設折角為θ，擺角為δ，公轉(zhuǎn)角為折角為10°時，根據(jù)輸出擺動速度50°s，求得用于計算機仿真的輸入?yún)?shù)公轉(zhuǎn)角速度225°s，自轉(zhuǎn)角速度450°s。折角為15°時，根據(jù)輸出擺動速度50°s，求得用于計算機仿真的輸入?yún)?shù)公轉(zhuǎn)角速度300°s，自轉(zhuǎn)角速度600°s。

3、計算機仿真分析結(jié)果

3.1折角為10°時擺角與公轉(zhuǎn)角的關(guān)系可以用δ=δmaxcos()，即δ=20cos()擬合如下，誤差可達0.039°。

2）橫向位移變化情況橫向位移呈周期變化，最大可達到0.9mm,分別在公轉(zhuǎn)角為36°,144°,216°,324°，最小為0mm。

3.2折角為15°時1）擺角與公轉(zhuǎn)角的關(guān)系擺角與公轉(zhuǎn)角的關(guān)系可以用δ=δmaxcos()，即δ=30cos()擬合如下，誤差可達0.097°。

2）橫向位移變化情況橫向位移呈周期變化，最大可達到2.03mm,分別在公轉(zhuǎn)角為36°,144°,216°,324°時，最小為0mm。

3.3在折角10°與15°兩種情況下計算機仿真分析比較，與折角為15°相比較，折角為10°時，

1）輸出擺角與輸入公轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線更接近于δ=δmaxcos()曲線;

2）最大橫向位移更小。

4結(jié)束語

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關(guān)鍵詞計算機仿真；結(jié)構(gòu)分析；抗震分析

中圖分類號TP202文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2012)041-0178-01

結(jié)構(gòu)工程是土木工程學科的一個分支，盡管經(jīng)過了多年的發(fā)展，但由于其自身的特點，研究不確定性的對象相對來說比較復雜性，仍然有許多問題要解決。隨著人類社會的發(fā)展，在這個領(lǐng)域中又不斷出現(xiàn)新的問題，急需要進行解決。近年來，由于各種災害在世界上許多地區(qū)發(fā)生（例如地震，火災，爆炸等造成的結(jié)構(gòu)性破壞），因此結(jié)構(gòu)工程抗震設計應該適應現(xiàn)代技術(shù)的需要，以力學作為分析，并包括其他功能結(jié)構(gòu)的要求，如監(jiān)測、報警控制系統(tǒng)、緊急疏散系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)的建設被稱為智能建設。考慮到綜合因素，進行計算機仿真設計。

1計算機仿真技術(shù)

計算機仿真技術(shù)與結(jié)構(gòu)工程學科關(guān)系是很密切的，在結(jié)構(gòu)抗震設計的領(lǐng)域中，發(fā)揮了重要作用，展現(xiàn)了巨大的發(fā)展前景，它受到越來越多的關(guān)注，但其發(fā)展不能完全滿足工程實踐的要求。例如，三維非線性空間在這個階段只有物質(zhì)層面模型，三維設計非常有限，模型的水平部分的結(jié)構(gòu)的設計還需要進一步進行提高，這些模型所需的計算量通常比較大，有一定的困難，需要在結(jié)構(gòu)分析中有進一步的研究。

以現(xiàn)有的材料和截面特性為基礎，構(gòu)建空間模型，能實現(xiàn)高效率的三維空間結(jié)構(gòu)的非線性分析。同時，結(jié)構(gòu)動態(tài)阻尼模型還不夠完善，為此必須對模型加以改進，按照標準程序，確保數(shù)值的穩(wěn)定性，調(diào)整阻尼系數(shù)，這是一個必要條件。

2計算機仿真抗震性能分析

計算機仿真，在一些發(fā)達的西方國家發(fā)展比較迅速，從規(guī)模上來看，大規(guī)模的工程建設階段已經(jīng)完成，已進入維持現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的階段上。中國也將逐步進入建設和維護這兩個階段。特別需要注意的是，在中國，目前的工程結(jié)構(gòu)，大部分都是砌體結(jié)構(gòu)住房，調(diào)查顯示，這種結(jié)構(gòu)在地震時破壞是最嚴重的，最有可能倒塌。這種結(jié)構(gòu)的抗震性能，需要在研究過程中進一步加強。

利用計算機仿真技術(shù)，可以解決抗震性能分析中的許多問題。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的地震性能分析和結(jié)構(gòu)性能設計的抗震性能分析是不相同的。在結(jié)構(gòu)設計中，使用的材料（混凝土或鋼筋等）具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析中，許多結(jié)構(gòu)都是固定的，例如，混凝土本體模型，高溫結(jié)構(gòu)模型，鋼筋模型等等，有時也需要考慮結(jié)構(gòu)的不同型號，因此，如果使用過多的測試研究成本就會太高。結(jié)構(gòu)性能評價實際上是相反的過程，在理論上，有更好的解決辦法。由于結(jié)構(gòu)抗震分析的一個重要方面是對加固措施的評價，尤其是一些歷史建筑，可能經(jīng)歷了很多地震或火災，我們必須考慮他們的在原有的抗震性能的基礎上進行二次加固。此外，以往的一些研究重點對結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、穩(wěn)定性方面沒有給予足夠的重視，這幾年這種情勢有所改變，將持續(xù)發(fā)展作為結(jié)構(gòu)可靠性的重要意義，已成為一個熱門話題。

上述問題都沒有系統(tǒng)的理論分析方法，但也很難通過試驗來解決。在這種情況下，計算機仿真技術(shù)對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)抗震性能的分析，可以發(fā)揮重要的作用。

3計算機仿真抗震規(guī)劃

人口高度城市化已經(jīng)成為趨勢，在地震中，這些地區(qū)造成的生命和財產(chǎn)的損失最為嚴重，主要是由于次生災害或救災措施不能及時實施造成的。如何最大限度地減少損失，成為結(jié)構(gòu)工程學科急需要解決的問題，不僅要考慮地震結(jié)構(gòu)的行為，也要對城市化的抗震能力進行評估。這一方面至少包括兩個問題，第一是要考慮結(jié)構(gòu)相鄰或附近的地區(qū)，在地震過程，是否由于反應互相碰撞，造成進一步的損害。調(diào)查顯示，這種情況經(jīng)常發(fā)生。另一個問題是，占地面積小的一些建筑物在地震中的情況，重要的建筑物倒塌，倒塌方向，將造成道路網(wǎng)絡、電力網(wǎng)絡、通訊網(wǎng)絡中斷，以至于不能實施急救措施。如果這種情況發(fā)生的可能性比較大，就應該去改變結(jié)構(gòu)的具體模型，進行必要的加固措施和其他方式來進行避免。將這些過程在計算機上進行模擬，對各種參數(shù)進行合理的估計、運算，得出相應的結(jié)論，并制定相應的對策，達到最大限度地減少地震造成的損失。雖然在性能上進行模擬研究有一定的局限性，但這些問題只是一個抽象的概念，給結(jié)構(gòu)抗震分析的計算機模擬研究提供了一個方向。

4結(jié)論

1）與傳統(tǒng)的分析方法進行結(jié)合，仿真技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)揮了比較重要的作用，在結(jié)構(gòu)抗震分析中，對地震的抗震性能進行評估，為抗震設計結(jié)構(gòu)、進行規(guī)劃，對區(qū)域地震倒塌過程進行定量分析和評估，為抗震性能分析提供了強大的工具。也可以作為理論研究成果的有效載體，通過改善研究內(nèi)容，反映最近的事態(tài)發(fā)展，使理論研究和工程實踐相結(jié)合。

2）數(shù)值方法的發(fā)展是主要途徑之一，目前的計算機仿真技術(shù)的發(fā)展結(jié)構(gòu)，以樹枝方法為主要途徑，運用大變形問題的數(shù)值方法，并提高這些方法的精度。

3）促進結(jié)構(gòu)抗震分析的計算機仿真技術(shù)的廣泛應用，應該建立“滯回本構(gòu)模型”，探討數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計算機仿真系統(tǒng)中的應用，不斷加快計算機仿真技術(shù)進步，不斷擴展計算機仿真技術(shù)應用領(lǐng)域，同時在研究中運行計算技術(shù)，這樣確保計算機仿真技術(shù)向更深更廣的領(lǐng)域發(fā)展。

參考文獻

[1]顧祥林,黃慶華,吳周.鋼筋混凝土柱考慮損傷累積的反復荷載-位移關(guān)系分析[J].地震工程與工程振動,2006,04.

[2]黃宗明,白紹良,賴明.結(jié)構(gòu)地震反應時程分析中的阻尼問題評述[J].地震工程與工程振動,1996,02.

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1.1現(xiàn)階段維修汽車維修實訓教學成本分析

1）實訓室成本

現(xiàn)代“理論-實踐一體化”汽車維修類專業(yè)教學的關(guān)鍵就是將實訓室變成教室，而能真實模擬汽車維修企業(yè)的實訓室由以下幾個部分組成，首先是場地，其次是場地裝修。對于有些汽車總成或部件，需要對其進行切割改裝，這類教學用部件由于額外的改裝費用比購買這些總成部件的費用更為昂貴。另外還需要為展示這些教學設備購置如支架，電子操作平臺等。除了上述設備外，還需要購置用于檢測、拆裝和維修的配套工具。主要的檢測工具是與車型相匹配的車用檢測儀，主要的維修、拆裝工具是原廠工具和通用工具。一套完整的檢測、維修專用工具價格都在數(shù)十萬元左右。

2）教學材料成本（日常使用）

教學材料成本主要由油耗和易耗品組成。在油價日益上漲的情況下，成本上升也逐步顯現(xiàn)。帶有緊固部件的相關(guān)配件，如：汽油濾清器、機油濾清器在日常教學中因反復拆裝，而導致的損耗也是非常大的。

3）師資成本

在理論教學過程中，一名教師可以完成一個班級的理論講授。而在進入到實訓環(huán)節(jié)后，往往會將學生分為若干小組，每個小組配備一名專業(yè)教師，同時授課，師資成本則相應提高。

1.2傳統(tǒng)實訓教學中的主要問題在現(xiàn)階段傳統(tǒng)汽車實訓教學手段下或多或少都存在以下一些問題：

1）實訓設備損耗大，投入成本大

從實訓教學的角度來看，學生要掌握汽車維修某一項技能，都要經(jīng)歷“初步認知—基本完成—熟練操作—靈活運用”四個階段。其中，學生畢業(yè)后在生產(chǎn)崗位上經(jīng)過一定時間的維修經(jīng)驗積累才能達到第四階段，本文對此暫不做討論。從上述的成本分析來看，由于維修工藝不熟悉、工具使用不恰當、誤操作等原因，使學生在第一、二階段中必須經(jīng)過反復多次實際操作才能達到第三階段水平，因此一、二階段中所投入的成本是最高的。

2）實訓教學安全性不足

由于汽車大多部件為金屬材料，且可進行高速的機械運動，加上學生對知識探求而產(chǎn)生的好奇心理，容易導致盲目操作而發(fā)生教學事故。另外，由于實訓設備有限、學生人數(shù)眾多，造成教師在教學過程中不能全面管理而產(chǎn)生疏忽導致事故發(fā)生。

1.3應用計算機仿真技術(shù)優(yōu)勢

隨著計算機技術(shù)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助教學可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。相關(guān)職業(yè)院校近年來已經(jīng)在計算機多媒體教學上取得了一定的成果。各院校大多具備有一定規(guī)模的多媒體教學設施，教師可以在教學中使用專業(yè)相關(guān)的多媒體課件，學生樂于接受多媒體教學這一手段。但是大多數(shù)的多媒體教學課件，僅能在教學中起到演示作用，缺乏與學生的互動功能，僅能理解為對傳統(tǒng)板書的影像演示。利用計算機仿真手段，制作類似于3D游戲的系統(tǒng)操作界面，使用人機交互的方式，將汽車，如發(fā)動機，各個部件的拆卸，檢修，裝配，調(diào)整等實驗結(jié)合在一起，通過計算機進行虛擬操作。學生通過該平臺可模擬汽車發(fā)動機拆裝檢修、整車排故等操作，同時可配備了大量的教學資源以供學生在拆裝過程中隨時查閱，從而更好的掌握實際操作的要領(lǐng)及操作步驟。由計算機仿真技術(shù)開發(fā)的模擬系統(tǒng)，可具有較好的擴展性，根據(jù)不同的需求，進行相應的修改即。如根據(jù)車型更新、等級工考核、企業(yè)員工培訓等方面的變化進行適時調(diào)整。從而為解決教育投入不足，而引起的學生人數(shù)與實訓設備臺套數(shù)不匹配等問題提供具有可行性的解決途徑。

2可行性分析

2.1計算機仿真實訓系統(tǒng)涉眾及用戶類型分析

1）涉眾分析：

該平臺的涉眾主要包括對應部門管理者，使用的教師及學生。

2）用戶分析：

該平臺用戶類型主要包括學生及教師，用戶說明及職責等見表2簡述。

2.2系統(tǒng)開發(fā)簡述

利用AS3作為開發(fā)工具，以SWF動畫文件的呈現(xiàn)系統(tǒng)界面，穩(wěn)定性較高。在系統(tǒng)中涉及的零件及工具模型可使用3DMAX三維建模完成，導入flash庫中作為元件，立體感強，外形逼真。在開發(fā)過程中，類文件獨立，分別與源文件綁定，完成相應功能。源代碼及源文件建檔清晰易查。在系統(tǒng)升級時，類文件以及部分源文件可以繼續(xù)使用（場景、元件等），進而降低了維護成本。在硬件方面，用戶單機版對用戶機要求不高，普通的計算機都能夠滿足需求。

3小結(jié)

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隨著電氣化鐵道的高速發(fā)展，人們對電氣化鐵路的安全和穩(wěn)定性提出了更高的要求。牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵道的重要組成部分，計算機仿真技術(shù)利用與實際牽引供電系統(tǒng)對象相吻合的數(shù)學模型在計算機上進行模擬試驗，由于其具有靈活多變、經(jīng)濟、實用、周期短等特點，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統(tǒng)的重要工具。采用計算機仿真技術(shù)實現(xiàn)牽引供電系統(tǒng)設計可顯著提高設計效率、提高設計精度。

2牽引供電系統(tǒng)計算機仿真的作用

2.1檢驗運行系統(tǒng)的各項指標和特性

牽引供電系統(tǒng)在運行中具有負荷隨機性強、移動性強、三相不對稱等特點，用常規(guī)方法不能了解系統(tǒng)的真實過程、行為及優(yōu)化運行的要求。不適合使用大規(guī)模現(xiàn)場試驗的方法，因其只針對特定情況進行測試，并且存在周期長、不具有重復性、消耗大量人力、財力。通過計算機仿真可以有效解決這些問題，它可以對不同的列車運行狀態(tài)、不同供電方式下的電流、電壓、諧波、負序、功率因數(shù)、電能損失等物理量進行推論計算和數(shù)據(jù)核查，以便設計出最優(yōu)的技術(shù)方案和運行方案。

2.2預測新系統(tǒng)的指標和特性

計算機仿真軟件可以針對已定的系統(tǒng)各種運行方式下和行程工況下的設計方案進行各類特性或指標的測試，可大大縮短試驗或設計的周期，為試驗或設計指明正確方向，從而最大程度降低盲目性操作。可由計算機仿真完成牽引負荷過程及其行為的仿真、負荷諧波過程及其行為的仿真、牽引負荷統(tǒng)計特征與隨機的仿真、牽引網(wǎng)故障過程及其行為過程仿真、絕緣水平與絕緣配合的仿真等工作。

3牽引負荷過程的計算機仿真

所謂負荷過程的計算機仿真，就是在計算機上仿真再現(xiàn)負荷過程。要實現(xiàn)牽引變電所某一臂上負荷過程計算機仿真，首先需要建立列車運行負荷數(shù)據(jù)庫和列車運行圖信息代碼數(shù)據(jù)庫，然后再由臂負荷過程仿真軟件再現(xiàn)臂負荷過程。

3.1列車運行負荷數(shù)據(jù)庫

列車運行負荷數(shù)據(jù)庫是由某一類型的電力機車牽引某種列車，在既定線路上正常操作運行時候獲得的機車電流與行走距離之間的關(guān)系數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)集，對列車運行負荷數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設計要方便應用于牽引負荷的仿真計算過程。

3.2列車運行圖信息代碼數(shù)據(jù)庫

列車運行圖數(shù)據(jù)庫反映了下列信息：

（1）每天通過區(qū)段的列車數(shù)。

（2）每列車進入和駛出臂上各區(qū)間的時分。

（3）進入臂上各區(qū)間各次列車的車別（客，貨或零擔車）、運行的方向（上行或下行）和通過區(qū)間的方式（直通，停通或通停）。對上述第二個信息，可設兩個變量T1、T2分別表示列車進、出區(qū)間的時分。對第三個信息包括三個子信息，軟件中用代碼來區(qū)分，可分設三個代碼變量F1、F2、F3表示。可令F1=1、2、3分別代表貨車、客車、零擔車；F2=1、2分別表示上行、下行；F31=1、2、3分別代表通過區(qū)間的方式，即直通、停通、通停。列車運行圖代碼數(shù)據(jù)庫必須與列車運行負荷數(shù)據(jù)庫相對應，其代碼數(shù)據(jù)也必須依不同的供電臂（左、右）、不同的區(qū)間及不同的車次來組織。3.3臂負荷過程的仿真臂負荷過程仿真可按下列思路來設計：

（1）調(diào)入牽引變電所某側(cè)供電臂上的列車運行負荷數(shù)據(jù)和列車運行信息數(shù)據(jù)。

（2）從列車運行信息數(shù)據(jù)組中取出各次列車進入和駛出該區(qū)間的時分T1和T2，并將其與所考察時步所對應的時間相比較，以判斷所考察時刻該區(qū)間后運行的時分數(shù)，并取出該次列車的三個信息代碼F1、F2、F3，以確定列車的類型、行車方向和通過區(qū)間的方式。

（3）以T1、T2、F1、F2、F3為依據(jù)確定并從列車負荷庫中正確取出數(shù)據(jù)，并計算出該次列車在該考察時刻從牽引網(wǎng)取用的電流值。按上述方法計算出該供電臂各區(qū)間運行列車在同一時刻由牽引網(wǎng)取用的電流值，將它們累加即為該供電臂此刻的總負荷電流，然后依時步（如取為1min）循環(huán)一周，即可得到該臂24h內(nèi)的負荷過程。

4負荷行為過程的仿真及統(tǒng)計分析

牽引負荷在牽引供電系統(tǒng)和外部電力網(wǎng)系統(tǒng)中電氣量變化的過程叫負荷行為，它主要表達了各種電氣量隨著時間變化的過程。可以得到以下結(jié)論：

（1）牽引變電所及供電臂上負荷行為過程。主要有母線電壓損失、牽引變壓器的功率損失、繞組負序電流及母線負序電流電壓分量、牽引網(wǎng)上的功率損失和最大電壓損失。

（2）牽引負荷對電力系統(tǒng)影響的負荷行為過程。主要有流入各發(fā)電機支路的負序電流，在電力系統(tǒng)各監(jiān)測點上的負序電壓值等。

（3）對上述各種負荷行為過程進行分析和統(tǒng)計，可以變換得出各指標的統(tǒng)計特征值（平均值、有效值、方差），并給出各指標變化的概率直方圖。

5結(jié)束語

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被動安全主要是指汽車在不可避免的情況下所發(fā)生的交通事故，能夠在事故發(fā)生時保護車內(nèi)的駕駛?cè)藛T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(yōu)化利益。由于這種試驗相對成本較高，所以不能經(jīng)常性的做實車碰撞試驗，只能根據(jù)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(jié)果產(chǎn)生的問題，計算機會自動根據(jù)實際情況進行安全設計改良與革新，最終將導致研發(fā)周期的延長。為此，計算機模擬技術(shù)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(tài)系統(tǒng)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(huán)境。它支持線性和非線性系統(tǒng)、連續(xù)時間系統(tǒng)、離散時間系統(tǒng)及連續(xù)和離散混合系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進程的。在MATLAB/Simulink環(huán)境下，系統(tǒng)模型可以根據(jù)實際結(jié)構(gòu)搭建，調(diào)整方便，結(jié)果輸出直觀。Advisor不僅可以對傳統(tǒng)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(huán)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(huán)仿真分析

硬件在環(huán)仿真，最初應用在結(jié)構(gòu)復雜、價格昂貴的系統(tǒng)的開發(fā)和測試上，是將被仿真系統(tǒng)的一部分用數(shù)學模型描述，并把它轉(zhuǎn)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(huán)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(huán)仿真的輸入和輸出是連續(xù)的或模擬的，在這種情況下，連續(xù)的輸入必須使用A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字的形式。這種仿真可以充分發(fā)揮物理仿真和數(shù)學仿真的優(yōu)越性，避免各自缺點。硬件在環(huán)仿真環(huán)境實現(xiàn)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(yōu)方案。功能強大的高逼真度HIL實時仿真不僅可以縮短開發(fā)周期，加快了產(chǎn)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(guān)的維護成本。HIL仿真最顯著的優(yōu)點是可以對實際情況進行模擬，而不會產(chǎn)生實際危險。

4虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是二十世紀八十年代末開始新型的一種實用技術(shù)，采用計算機技術(shù)進行視聽覺融為一體的，在某種特定環(huán)境下，進行的一種虛擬環(huán)境試驗，這種試驗就如同親臨現(xiàn)場般一樣真實。隨著科學技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，這種技術(shù)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(fā)展。利用虛擬技術(shù)可以將汽車進行數(shù)字化，然后將其模擬的環(huán)境結(jié)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(xiàn)實生活中一樣，同時，可以進行各種危險技術(shù)的模擬實驗，所有這一系列的數(shù)據(jù)參數(shù)以及結(jié)果都將在虛擬技術(shù)中得以體現(xiàn)，這樣不僅僅實現(xiàn)了虛擬技術(shù)的現(xiàn)代化，更加節(jié)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(jié)構(gòu)技術(shù)

高層體系結(jié)構(gòu)技術(shù)是美國在1995年提出來的一種構(gòu)件計算機仿真技術(shù)的建模技術(shù)，最顯著的特征就是可以通過應用層將與環(huán)境分離，最大限度的利用新技術(shù)進行標準的服務功能，該系統(tǒng)也有較強的適應能力，這種技術(shù)在汽車工程中得到了廣泛的使用，隨著不斷變化發(fā)展與完善，并逐漸應用于航空航天等事業(yè)。無人駕駛飛機就是在該系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。這種虛擬訓練與交通工程仿真技術(shù)不斷的結(jié)合，并越來越完善。

6結(jié)束語

篇7

關(guān)鍵詞:虛擬仿真；瓦斯抽采；計算機；安全培訓

1概述

礦井瓦斯是煤礦的主要災害之一，預防突出的主要方法之一是預抽采瓦斯[1-3]。隨著軟件開發(fā)應用的高速發(fā)展，越來越多的計算機軟件應用到了礦井設計和預測中。根據(jù)瓦斯抽采形態(tài)，采用計算機技術(shù)（3DMAX、NURBS曲面技術(shù)）建立三維巷道仿真模型和瓦斯抽采工藝系統(tǒng)等的虛擬仿真，將整個工藝過程用模型動作制成動畫演示出來，直觀地展示了抽采瓦斯的相關(guān)細節(jié)，可供人員學習和培訓應用。

2瓦斯抽采仿真系統(tǒng)研發(fā)

本文借助計算機結(jié)合3DMAX軟件，把井下瓦斯抽采工程中的巖層、鉆場、巷道、瓦斯抽采管道等要素展現(xiàn)出來，在系統(tǒng)開發(fā)中，涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括系統(tǒng)的智能化、三維要素的建模和顯示等，運用控制插值算法的精度和視窗的消隱與裁剪等技術(shù)，實現(xiàn)了多角度觀察、旋轉(zhuǎn)、透明處理等可視化功能。

2.1巷道模型仿真

以拱形巷道為例，通過NURBS中CV曲線創(chuàng)建巷道輪廓，利用UV放樣曲面生成巷道斷面，進行UV放樣時先畫出CV曲線，當點擊修改面，出現(xiàn)NURBS的工具面板，依次選擇兩條曲線即可生成巷道斷面圖形，將各條巷道用中心線條表示；利用創(chuàng)建“復合對象”中的放樣工具，拾取已創(chuàng)建的巷道斷面作為基本圖形，放樣得到立體巷道模型，輔以巷道內(nèi)部管路、軌道等設施模型設計，抽排巷道的三維巷道模型。

2.2瓦斯抽采系統(tǒng)模型仿真

根據(jù)現(xiàn)場抽采工藝，基于抽采設備的3DMAX靜態(tài)建模，模擬了抽采巷道、卸壓煤層的空間位置關(guān)系，并實現(xiàn)了鉆機，注漿泵、油泵等抽采設備的創(chuàng)建及配套。在3DMAX中設置模型透明度參數(shù)，使內(nèi)部煤巖體變得透明可見，設置多個角度的攝像機路徑進行分段渲染，設定攝像線性路徑，攝像機在渲染時沿著指定路徑運動。打開“修改”命令，設置攝像機鏡頭參數(shù)，達到較好的攝影效果，在渲染窗口設置視頻的幀數(shù)，控制演示速度和時間。通過仿真，清晰展示了煤層與鉆場、巷道層位的關(guān)系，具有較強的立體感，將鉆桿鉆進，注漿封孔及瓦斯流動真實地展現(xiàn)出來，實現(xiàn)了可視化，有利于工程技術(shù)人員對該工藝的了解。

3結(jié)論

本文建立的可視化瓦斯抽采計算機仿真系統(tǒng)在一定程度上反映了瓦斯抽采的主要工藝過程，清晰地顯示鉆孔布置，抽采范圍，瓦斯運移狀況。該仿真系統(tǒng)可直接應用在其他煤礦企業(yè)的安全培訓中，能夠?qū)@孔布置及參數(shù)設計模型準確形象地用于培訓教學上，同時，可為煤礦瓦斯抽采及綜合治理提供一定參考。

參考文獻

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篇8

關(guān)鍵詞:仿真;高效切削;遠程在線

0引言

近些年來，隨著計算機技術(shù)的日新月異，一些機器設備也在不斷的更新?lián)Q代，其中的零部件得到不斷的完善和提高，逐漸向一體化的方向發(fā)展［1］。在當今時代，數(shù)控加工是一個比較流行復雜的工藝，它不僅僅是一個簡單的加工程序，還貫穿著整個生產(chǎn)加工過程，因此它在連鑄機設備制造過程中有著非常重要的作用［2－3］。過去的機器設備已經(jīng)明顯滿足不了人們多樣化的需求，同樣也不適應于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。在當前激烈的市場競爭的環(huán)境下，必須由專業(yè)研究人員對以往所用的機械設備進行不斷的更新和研發(fā)，才能在激烈的市場上保留自己的一席之地，才能不斷的提升自己的經(jīng)濟效益［4］。同時也要注意在操作連鑄機等機械設備的過程中可以利用一些最新研發(fā)的技術(shù)，例如計算機仿真技術(shù)、高效切削加工技術(shù)等［5－6］，不僅可以提高設備的效率，還能大大減輕工作人員繁重的任務量，這是兩全其美的事情何樂不為。本文主要從計算機仿真技術(shù)入手，介紹三維仿真技術(shù)在提高連鑄機設備加工高效化方面的應用，進而分析計算機領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應用與發(fā)展，從而促使機械加工進入一個新的發(fā)展階段。計算機數(shù)據(jù)的遠程操作技術(shù)，不僅會給公司省去很多不必要的麻煩，還能為公司生產(chǎn)加工提供必要的依據(jù)。

1高效切削加工與計算機仿真加工技術(shù)

1.1高效切削加工技術(shù)的需求

高效切削是一個比較復雜的綜合性技術(shù)，它設計的范圍方面比較廣，主要包括高速主軸單元、材質(zhì)管理以及速度控制等，從運用的技術(shù)理念方面來講，它主要包括機器設備運轉(zhuǎn)的理念、新的技術(shù)方法和手段等［7］。高效切削加工技術(shù)作為連鑄機運行過程中重要的技術(shù)，它對整個設備的運行都有著重要的影響。企業(yè)的連鑄機設備正常運行的時候，如果只是一味的提高機器設備的運轉(zhuǎn)速率就可能出現(xiàn)兩個比較明顯的問題:一是隨著機器運轉(zhuǎn)速度的加快，生產(chǎn)效率也會隨著提升，這會延長非刀削的時間;二是由于機器設備進入高速運轉(zhuǎn)階段，嚴重超出了它的工作限度，會導致機器提前報廢或者要進行維修會加大花費成本［8］。因此，要不斷熟悉高效切削技術(shù)，進而熟練的掌握運用，才能提高該企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.2計算機三維仿真加工技術(shù)的應用

近些年來，我國連鑄機發(fā)設備的生產(chǎn)加工越來越受到工廠企業(yè)的重視。在對每套設備進行生產(chǎn)加工之前，首先都會對其設計的圖紙進行仔細的探進探討，確保設備結(jié)構(gòu)的科學合理。由于一些圖紙設計的比較復雜，施工人員往往會在了解圖紙方面花費一些時間，然后在檢查圖式設計的合理性、有效性，來確保圖紙上的每塊設計都科學合理，這樣會節(jié)省大量的時間和精力。效率問題一直是眾多工廠企業(yè)都非常關(guān)注的一個問題，我廠通過運用最新的技術(shù)和管理方法，針對效率這一問題制定相應的解決措施［9］。例如通過運用計算機仿真技術(shù)，來模擬生產(chǎn)過程，完善計算機編制程序。通過對常用的零部件進行加工、完善，從而能夠準確的實現(xiàn)加工工藝和切削參數(shù)的穩(wěn)定化，逐步實現(xiàn)機器設備的批量化生產(chǎn)，這樣不僅僅能夠節(jié)省大量的人力、物力、財力，還能夠大大提升生產(chǎn)效率。(1)利用計算機技術(shù)建立一個三維模型，能夠準確的表現(xiàn)出物體的結(jié)構(gòu)特征;(2)選擇合適的工藝進行加工，同時編制好程序以便能夠順利的操作，還要確定好加工的內(nèi)容，包括圖形、語言等，從而促使工作人員更加了解熟悉流程;(3)運用VERICUT軟件建立三維模型，確定合理的走刀路線，找出加工過程中影響效率的問題加以解決，既可以提高生產(chǎn)效率，同時也減少花費成本;(4)在切削過程中，一定要選擇合理的切削參數(shù)，同時利用計算機的仿真技術(shù)，不僅僅能夠減少工作人員的任務量，還能提高生產(chǎn)效率;(5)在選擇合理的參數(shù)之后，還要運用仿真技術(shù)建立一個三維模型，來模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)加工情況，從而能夠減少一些問題的發(fā)生，同時根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)來設置合理的參數(shù)，從而促進產(chǎn)品加工的順利進行。

2計算機仿真技術(shù)在高效化連鑄機設備中的應用

2.1計算機三維仿真配管

扇形段是連鑄機的重要組成零件之一，同時也是我常生產(chǎn)加工的產(chǎn)品，它在連鑄機運行過程中主要發(fā)揮的作用是:能夠降低氣溫迅速冷卻尚未干透的模型，或者將設備內(nèi)的水氣迅速冷卻，接著進入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)［10－11］。面對我廠的生產(chǎn)效率這一問題，應該如何制定相應的解決措施，來保證廠商的正常運行，盡量減少我廠在生產(chǎn)過程所遭受的損失，仍然需要工作人員的不斷探討和研究。下面以首秦三號機、京唐四號機的圖紙為例進行仔細分析，通過綜合分析后，發(fā)現(xiàn)這家廠商的扇形設備的處理只按照圖紙進行機械的操作，沒有過多的考慮實際情況以及廠家的需求。在這一方面，這兩個工廠都有待完善和提高［13］。我廠吸取了它的缺點，并檢查自己生產(chǎn)的設備中有無此問題，有則調(diào)整，沒有加勉，從而進一步提高產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量水平。三維管路設計的基本步驟:(1)選擇合理的數(shù)據(jù)，建立一個三維模型;(2)運用計算機仿真技術(shù)，進行調(diào)整;(3)編制合理的程序，進行合理的調(diào)控;(4)真管的加工及最終的檢查;

2.2三維仿真管路設計、干涉檢測及調(diào)整

在進行三維仿真管路設計時，首先要了解線管的整體框架以及主要功能，在此基礎上進行不斷的完善和創(chuàng)新，設計出一個完整的管線路圖［14］。設計的線路圖不僅要科學合理，各線路以及零部件的安置都要合理有效，比如線管的長度、材質(zhì)以及配置等都能通過計算機技術(shù)能夠提前預知，發(fā)現(xiàn)線管的問題就及時的調(diào)整或解決，避免浪費大量的財力、物力而且還大大減輕了相關(guān)工作人員的任務量，從而提高操作的生產(chǎn)效率。通過利用計算機仿真技術(shù)應用于三維仿真管路設計，從而使設計的管路更加符合人們多樣化的需求。

2.3管路的預制加工與裝配

在管路進行加工之前，要對管路的直徑、長度以及材質(zhì)等因素進行嚴格的檢查，確定一切都正常的情況下，才能夠進入管路的生產(chǎn)加工過程。工作人員根據(jù)專業(yè)人士繪制的圖紙進行開展工作。可以選用金屬材質(zhì)的圓鋸機進行切割線管，切出的線管不僅長度精準、接口完美，可以省去后面很多繁瑣的細節(jié)調(diào)整，切的面還比較光滑，不需要進行再次調(diào)整［15］。用三維仿真技術(shù)的線路數(shù)據(jù)與彎管機相結(jié)合，通常選擇半徑20mm以下的線管進行調(diào)整布置，進一步克服在以往線路管排設布置的過程中遇到的問題，從而使線管與設備更好的銜接配合，進而消除后面可能遇到的問題或困難。在用三維仿真技術(shù)安置線路管的過程中要標有明顯的記號，要與施工人員手中拿的線路圖上的標記相一致，工作人員可以把復雜困難的線路圖通過共同的商議進行適當?shù)恼{(diào)整，使其變得更為簡單明了，這種做法不僅能夠提高工作人員的積極性，還能節(jié)省成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3結(jié)論

綜上所述，本文通過分析計算機仿真技術(shù)、切削技術(shù)等在鋼鐵行業(yè)的運用，不斷的調(diào)整我國連鑄設備的發(fā)展戰(zhàn)略以及創(chuàng)新手段，通過借鑒國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗，使該技術(shù)不斷的提高和完善。進一步分析我國的仿真技術(shù)對我國連鑄設備的發(fā)展進步做出的巨大貢獻，以及工廠企業(yè)帶來的巨大效益。

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篇9

關(guān)鍵詞：計算機；仿真技術(shù)；結(jié)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(shù)是現(xiàn)代社會中用到的最廣泛的的技術(shù)之一，發(fā)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(shù)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(xiàn)，將抽象的看不見的形象通過仿真展現(xiàn)出來。目前由于這項技術(shù)具有精確的仿真效果，受到各行各業(yè)的青睞，在各個領(lǐng)域中都有廣泛的應用。對于計算機仿真技術(shù)的研究，一直是計算機技術(shù)研究領(lǐng)域的一個重要的話題和工作。對于信息技術(shù)而言，也與計算機仿真技術(shù)具有緊密的聯(lián)系，也是計算機發(fā)展領(lǐng)域的一個重要的方面。信息化依靠仿真技術(shù)得到抽象化的轉(zhuǎn)化，進行有關(guān)的信息處理的工作。

1 計算機仿真技術(shù)

1.1 計算機仿真技術(shù)的含義

計算機仿真技術(shù)是運用相關(guān)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(xiàn)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(shù)觀看，可以有多種視覺的角度進行觀賞，并且可以對環(huán)境進行任意的觀察，營造一種實與虛結(jié)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(shù)有兩點重要的意義。第一，計算機的仿真技術(shù)是與一些計算機工程的進行緊密聯(lián)系的，缺一不可。計算機仿真技術(shù)對于系統(tǒng)的工程的開發(fā)，起到了至關(guān)重要的作用。第二，計算機仿真技術(shù)是一種重要的商業(yè)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(shù)節(jié)約各種投資的成本，降低投資的風險等工作，為企業(yè)的發(fā)展具有預算和分析的作用。

1.2 計算機仿真技術(shù)的應用

計算機仿真技術(shù)應用于社會生活中的各個領(lǐng)域，涉及到工作和生活的方方面面，推動了不同的行業(yè)的方展方向，為工作帶來了新的發(fā)展動力和源泉。對于計算機的仿真技術(shù)的應用主要是用于以下的幾個領(lǐng)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(xiàn)代信息技術(shù)的各方面元素把教學的內(nèi)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(jié)合了起來，培養(yǎng)了學生的實際操練的能力，對所學習的理論內(nèi)容能夠進一步的加深理解和記憶。培養(yǎng)學生的全面素質(zhì)發(fā)展。

1.2.2 在運輸界的應用

隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展，交通運輸工具早已普及到城市及小鎮(zhèn)的各個街道。由于車輛的不斷增加，交通事故也就常有發(fā)生，現(xiàn)在而言，交通方面的安全隱患一直是出于事故發(fā)生的主要問題。在運輸?shù)南到y(tǒng)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(shù)的應用，可以作為分析交通安全的現(xiàn)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(tǒng)的研究發(fā)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(tǒng)中，計算機仿真技術(shù)是它的最核心的部分。作為該系統(tǒng)的仿真技術(shù)，用于交通的安全的仿真技術(shù)系統(tǒng)是與其他的一般的仿真數(shù)據(jù)存在一定的區(qū)別的。在對一個區(qū)域的交通安全進行評估的時候，交通安全仿真系統(tǒng)必須運用精確的數(shù)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(huán)境設置也沒有固定的要求，盡量把環(huán)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(tǒng)的分析得出交通路段的精確的安全評估結(jié)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(shù)在制造行業(yè)方面也具有較為廣泛的應用。比如，將這一技術(shù)運用于汽車制造業(yè)，可以為投資進行風險預測，解決成本大、難度高的相關(guān)問題。計算機仿真技術(shù)在對進氣管內(nèi)氣體的流動的模擬工作的時候，就可以把發(fā)動機工作的整個過程呈現(xiàn)出來，能夠進行較較直觀的描述。計算機仿真技術(shù)在汽車流場上的應用，可以模擬出氣流的分離的整個狀態(tài)，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(shù)可以通過一些相關(guān)的數(shù)據(jù)建立碰撞的數(shù)學模型。

1.2.4 在通信業(yè)中的應用

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)式的設計方法已經(jīng)不能夠適用于通信系統(tǒng)的多端的要求。通信系統(tǒng)的仿真技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)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(tǒng)的規(guī)劃工作，以及測試它的性能等方面。計算機仿真技術(shù)對于通信系統(tǒng)的不同的模塊具有精確的分析性能的作用。

在網(wǎng)絡協(xié)議教學中，很難運用傳統(tǒng)的數(shù)學來分析它的復雜性。在協(xié)議設計的教學過程中間，通信網(wǎng)絡協(xié)議中的代碼可以把它設計成為可以得以實現(xiàn)的代碼。所以，在信息的學科教學中，仿真技術(shù)在網(wǎng)絡協(xié)議的復雜性問題的解決中也有相當重要的作用。這項技術(shù)可以做到對一些信息學科進行的網(wǎng)絡教學過程中網(wǎng)絡協(xié)議進行合理有的評估工作。另外，如果運用這項技術(shù)也能夠避開由于不恰當?shù)姆治鲈斐傻呐袛嘧璧K。通過對網(wǎng)絡建模工作，實現(xiàn)參數(shù)的精確確認，就能夠迅速的把模擬的系統(tǒng)在現(xiàn)實環(huán)境中展現(xiàn)出來。所以根據(jù)這項仿真技術(shù)的應用，可以把教學中的相關(guān)評估工作進行改進處理。同時為了考察網(wǎng)絡信息傳輸?shù)募皶r性和應用的效率，要構(gòu)建起相關(guān)的通信網(wǎng)絡。所以，通過以上可以看出計算機仿真技術(shù)對現(xiàn)實生活中的網(wǎng)絡協(xié)議仿真具有至關(guān)重要的分析和進行評估的作用和意義。

2 計算機仿真技術(shù)的類型

計算機仿真技術(shù)已經(jīng)廣泛的運用在各個領(lǐng)域，具有較強的實用性。在對技術(shù)上的分析，計算機仿真技術(shù)主要有兩種類別。一種是OOS，它是一種面向?qū)ο蟮挠嬎銠C仿真技術(shù)，運用操作目標的對象，把系統(tǒng)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(shù)，它主要是通過計算機的網(wǎng)絡方面的系統(tǒng)進行設備之間的相互連接，形成一個虛擬的仿真環(huán)境。

3 計算機仿真技術(shù)的技術(shù)分析

計算機仿真技術(shù)，它的主要核心技術(shù)就是計算機平臺的一種虛擬模擬技術(shù)，包括了建模的思想，數(shù)字化的基礎，以及對圖像的處理技術(shù)。計算機仿真技術(shù)由于它的仿真技術(shù)做到極其逼真，所以這項技術(shù)運用的領(lǐng)域也是極廣泛的，具有極強的優(yōu)勢條件能夠把顯示仿真的效果做到最好。計算機仿真技術(shù)的實現(xiàn)方式有幾個步驟：

3.1 建立數(shù)據(jù)模型

建立起數(shù)據(jù)模型，是計算機仿真技術(shù)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(jié)合起來一起運用也能達到對數(shù)據(jù)模型的建立。在分析法中，第一步工作是把數(shù)字化模擬的數(shù)據(jù)進行分析，將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析的工作，充分的對數(shù)據(jù)做好分析工作，然后再進行仿真的準備。

3.2 實現(xiàn)仿真模型

在數(shù)據(jù)模型建立完畢后，就要對數(shù)據(jù)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(jīng)過對大量的數(shù)據(jù)進行分析，然后做程序化的管理，最終才能實現(xiàn)數(shù)學模型的建立。

3.3 仿真實驗驗證

通過建立好數(shù)據(jù)模型，和實現(xiàn)數(shù)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(shù)據(jù)進行驗證工作，進而得到相關(guān)的仿真結(jié)果。

4 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展

社會科學技術(shù)的不斷革新與進步，使計算機仿真技術(shù)也要根據(jù)時代的需求進行不斷的完善發(fā)展，適應社會的發(fā)展步伐，與時俱進，才能夠在未來的市場應用中能夠持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展。

4.1 計算機仿真技術(shù)會與網(wǎng)絡聯(lián)系交融

計算機仿真技術(shù)現(xiàn)在雖被廣泛的運用在了各個領(lǐng)域，但是目前開發(fā)出來的絕大多數(shù)都還不能夠交融或者轉(zhuǎn)移，要實現(xiàn)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(shù)的高成本的開發(fā)現(xiàn)狀，這還是一個急需解決的問題，關(guān)鍵之處就是將計算機仿真技術(shù)進一步的擴展到網(wǎng)絡化的層面。這項工作在未來的發(fā)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(xiàn)計算機仿真技術(shù)的網(wǎng)絡化具有重要的意義。

4.2 虛擬制造技術(shù)

該領(lǐng)域是計算機仿真技術(shù)發(fā)展的又一廣闊前景。虛擬制造技術(shù)的各項工作的完成，要依托計算機仿真技術(shù)的應用，比過程之中的產(chǎn)品的設計，產(chǎn)品出廠和企業(yè)的管理工作等等，都離不開計算機仿真技術(shù)的應用使其正常運營。另外，虛擬制造已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對制造的多維度的進行預測工作，制造技術(shù)不再單一。

4.3 計算機仿真技術(shù)

該技術(shù)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(shù)，運用較經(jīng)濟，安全可靠，并且還可以實現(xiàn)多次的實驗。仿真技術(shù)在現(xiàn)代的很多實驗系統(tǒng)中都有所應用，是對系統(tǒng)分析并進行涉及的重要方式。

5 計算機仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的分析

對于計算機仿真技術(shù)，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(shù)能夠被廣泛的運用到生活和工作的各個領(lǐng)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(guān)重要的作用。

作為先進的信息技術(shù)的處理方式，光信息處理的最大的優(yōu)點在于容量大，速度快和具有并行的特性。計算機技術(shù)中的處理二維碼圖像信息的技術(shù)，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(xiàn)在，有很多的計算機軟件都對信息的處理技術(shù)具有深刻的研究和發(fā)展。

計算機仿真技術(shù)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(yōu)點。

將計算機的仿真技術(shù)與光信息處理技術(shù)結(jié)合起來，仿真技術(shù)的功能也會更加的進步與發(fā)展。通過將仿真技術(shù)和信息處理技術(shù)的結(jié)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(xiàn)出來，使其實現(xiàn)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(shù)與信息處理的結(jié)合運用工作。

因此，計算機仿真技術(shù)作為靈活性較強的計算機技術(shù)，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(shù)與信息處理結(jié)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(shù)通過圖像技術(shù)或者數(shù)學建模思想，進行虛擬的轉(zhuǎn)換，將現(xiàn)實世界利用圖像的形式表現(xiàn)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(xiàn)代社會中高效率快節(jié)奏的環(huán)境。

6 結(jié)語

計算機仿真技術(shù)在未來的發(fā)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(fā)展。作為目前應用最為廣泛的計算機技術(shù)，在數(shù)字計算或是信號通信方面都都有他的獨特的優(yōu)勢和應用價值。仿真技術(shù)中，它將虛擬的抽象世界還原成可視的現(xiàn)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(shù)中。所以，將計算機仿真技術(shù)與信息處理合理的結(jié)合起來，就具有極強的發(fā)展空間，同時有更廣闊的研究價值。

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篇10

為了應對工業(yè)工程在有關(guān)工業(yè)系統(tǒng)設計、管理及優(yōu)化等綜合性實驗課程開發(fā)難度較大的問題，該文提出將計算機仿真技術(shù)與項目教學、案例教學相結(jié)合，實現(xiàn)了“教、學、做”一體化，并且，在顯著改善實驗教學條件、提升實驗教學效果的同時，減少了設備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實驗經(jīng)費，而且克服了時間與空間上的限制，使得工業(yè)工程綜合實驗課的開課率和學生的專業(yè)綜合能力得到顯著提升。

關(guān)鍵詞：

計算機仿真；工業(yè)工程；實驗教學

計算機仿真技術(shù)是繼數(shù)學推理與科學試驗之后認識世界自然規(guī)律的第三類基礎方法。基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境，讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。這種教學方法生動形象，接近現(xiàn)實工作場景，有利于提高學習興趣，使學生在短時間內(nèi)進入相應情境，真實的體驗如在現(xiàn)實中執(zhí)行任務的感覺，以達到更快掌握技術(shù)手段的目的，而且這種教學方法可以利用計算機軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景且不受行業(yè)限制，使學生對實踐問題的認識更深入，采用的應對方法更靈活。由此“計算機仿真技術(shù)”便成為專業(yè)學習及實際應用中的重要方法和技術(shù)手段。工業(yè)工程作為管理科學與工程的二級學科，其人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)出面向生產(chǎn)、管理、服務的高級專業(yè)技術(shù)和管理人才，面向的工作崗位主要有制造業(yè)現(xiàn)場管理、產(chǎn)能計算、生產(chǎn)計劃與控制、項目管理、精益生產(chǎn)等，以及服務業(yè)的流程優(yōu)化、工作研究等。其中，制造業(yè)涉及行業(yè)范圍廣、產(chǎn)品種類多、工序過程各異，因此，在教學過程中需要通過一系列系統(tǒng)的實驗項目培養(yǎng)學生專業(yè)的問題提煉能力及問題分析能力，并采用專業(yè)的技術(shù)方法和手段有針對性的對問題本質(zhì)進行處理。然而，正是由于工業(yè)工程方法應用行業(yè)的廣泛性及多樣性，使得我們不可能如其他5類工程學科般擁有自己典型的實驗實訓設備，亟需我們在實踐教學過程中探索新的教學方法與實驗支撐技術(shù)。

1工業(yè)工程實驗課程教學現(xiàn)狀分析

工業(yè)工程類實驗課程的教學，在傳統(tǒng)的教學模式中，主要是以“理論課+實驗室”的模式，強調(diào)學生對工業(yè)工程專業(yè)基本方法和技能的掌握與應用，如，工作研究、動素分析、人機工程、物流工程、流程優(yōu)化、現(xiàn)場改善等基本技能與方法論。傳統(tǒng)的實驗教學過程中，基本上遵照如下流程：首先，引導學生進行以上理論課的學習，使學生知道、了解并掌握這些基本的專業(yè)手法與技能；其次，通過開設相關(guān)實驗課程讓學生對所學的這些技術(shù)方法展開實踐，從而幫助學生達到訓練并養(yǎng)成工業(yè)工程專業(yè)素養(yǎng)的目的。然而，目前所開設的相關(guān)實驗課程均是就某一獨立技術(shù)方法而展開的較為單純的技能訓練，如，工作研究的實驗主要是針對動作研究、動素分析、生產(chǎn)節(jié)拍平衡開展具體分析過程實踐，幫助學生深刻體會這些基本專業(yè)手法的實際應用場合；人因工程，主要是通過系列人因?qū)嶒瀻ьI(lǐng)學生親身體驗，感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規(guī)律度等人因影響因素帶給人視覺、聽覺等感官的切實感受，從而探討基于人因的合理化設計、布局及工作安排；設施規(guī)劃布局則是基于物流分析方法，通過物流強度度量，分析部門間的相關(guān)性強度，從而為合理布局、物流優(yōu)化提供有效參考。以上這些實驗均對學生在工業(yè)工程專業(yè)基本方法技能的培訓上起到了有效效果。然而，卻并未在促進學生養(yǎng)成工業(yè)工程職業(yè)素養(yǎng)上發(fā)揮強化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)建模及仿真優(yōu)化等這類有關(guān)工業(yè)工程系統(tǒng)設計、管理及優(yōu)化的主干課程的綜合性實踐項目，要設計出針對本專業(yè)基本技能方法的綜合性實踐項目，需要的制造業(yè)相關(guān)設備、產(chǎn)品品種等數(shù)量巨大，且耗費大、成本高，很難從實際操作入手，計算機仿真方法不失為解決此問題的一種有效方法。基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學則以其高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢得到越來越多的應用和推廣。因此，應該將“項目教學”“案例教學”“教、學、做”一體化和基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學的方法結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，提升實踐教學效果。基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學很容易與其它先進的教學方法相結(jié)合，因此，在工業(yè)工程類實驗課程的教學中，將基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學與其它教學方法相結(jié)合，有助于提高實驗課程教學效果，而且成本低、效率高，使學生可以不受場地、行業(yè)、設備與產(chǎn)品的限制，使學生更好的掌握專業(yè)技能和方法，并通過基于計算機仿真平臺開發(fā)的綜合性實踐項目，鍛煉學生的工業(yè)工程系統(tǒng)設計、管理及優(yōu)化的綜合能力，培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)，從而促進本專業(yè)人才培養(yǎng)效果的提升，計算機仿真技術(shù)在工業(yè)工程類實驗課程的教學中具有重要的意義。

2計算機仿真技術(shù)在實驗課程教學中的應用

計算機仿真技術(shù)為人們提供了一個理想的實踐教學手段，目前國內(nèi)外已經(jīng)普遍將其應用于軍事訓練、課程教學、運動訓練以及醫(yī)學研究等方方面面。美國是計算機仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實的起源地，現(xiàn)在美國計算機虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展水平也比較高，在這個領(lǐng)域代表了國際先進水平，也是第一個把虛擬仿真技術(shù)應用在教育教學中的國家，目前在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件等幾個方面，形成了一個比較系統(tǒng)的虛擬仿真教學儀器架構(gòu)。如，美國的卡羅萊納州立大學利用Java技術(shù)建立了基于Web的探索式虛擬物理實驗室，主要有以下幾個模塊：基于JavaApplet的虛擬實驗設備和實驗設施、相關(guān)的實驗課程模塊、實驗結(jié)果評價模塊、協(xié)作模塊。在歐洲，英國在計算機仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實的相關(guān)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，研究出了虛擬仿真軟件包，并應用在教學儀器和工業(yè)安全培訓等方面。如，英國的諾丁漢大學在教育和學術(shù)方面對虛擬仿真技術(shù)進行了研究與探索，其目標主要在于探索桌面虛擬仿真的輸入設備應用上。此外，該小組還和其他學校緊密合作，將其仿真系統(tǒng)應用在了特殊學生教育中。在中國，目前各個大學和科研機構(gòu)也廣泛采用計算機仿真技術(shù)建立虛擬場景進行相關(guān)領(lǐng)域的教學與研究。例如：中國科技大學開發(fā)出第一套基于虛擬仿真的教學儀器系統(tǒng)——利用虛擬仿真技術(shù)進行幾何光學實驗平臺的開發(fā)，系統(tǒng)將計算機輔助教學儀器的智能化儀器、計算機技術(shù)、虛擬仿真和物理教學儀器等有機結(jié)合，把物理教學儀器系統(tǒng)推進到了新的領(lǐng)域；北京潤尼爾網(wǎng)絡科技有限公司以北京郵電大學強勢的網(wǎng)絡、通訊、電子三門學科為基礎，采用JavaApplet技術(shù)、B/S結(jié)構(gòu)、J2EE框架，為解決高校日趨緊張的實驗設備及實驗場地等實驗教學問題，由北京郵電大學網(wǎng)絡教育技術(shù)研究所組織精英力量，經(jīng)過多年研究，開發(fā)出了配套的虛擬實驗系統(tǒng)。通過對國內(nèi)、外的基于計算機仿真的虛擬現(xiàn)實教學應用情況進行對比，我們發(fā)現(xiàn)：當前，國外基于計算機仿真的虛擬實驗比國內(nèi)開發(fā)時間早，應用相對成熟，不管是在仿真器材還是仿真軟件上都比較豐富、且功能較多；同時，國外很多成熟的仿真實驗產(chǎn)品價格普遍偏高，且技術(shù)難度也不太適合本科學生，更適合研究所或工程師使用。盡管如此，我國還是有很多現(xiàn)行的成熟的計算機仿真軟件供我們選擇，這些成熟的仿真軟件具有界面友好、可擴充性、支持二次開發(fā)等特性，甚至大多實現(xiàn)模塊化利于定制化實驗的開發(fā)，基本上能滿足國內(nèi)高等院校實驗教學需要及豐富的仿真實驗需求。因此，國內(nèi)很多高校及科研院所普遍采用購買成熟的仿真軟件產(chǎn)品，基于自身的仿真實驗需求進行對應的二次開發(fā)，從而設計出適合自己的基于計算機仿真的虛擬實驗平臺，并得到了很好的應用發(fā)展。就工業(yè)工程類實驗課程而言，現(xiàn)在市面上流行的仿真軟件，如，F(xiàn)lexsim、witness、em-plan等都能提供給我們一個良好的仿真實驗平臺，供我們在這些平臺上進行綜合性實踐項目的構(gòu)建和開發(fā)。

3基于計算機仿真技術(shù)的實驗教學模式開發(fā)

在深度分析學生學習特點和企業(yè)真實需求的基礎上，基于建構(gòu)主義學習理論和混合式學習理論，按照社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合計算機仿真實驗教學設計的基本原則，借鑒信息化和項目教學、案例教學設計方法，探索出基于實踐項目、真實案例和工作任務的計算機仿真實驗教學模式，實現(xiàn)了“教、學、做”一體化的實驗設計。該模式由“項目導入、制定計劃、實施計劃和成果展示與評價”4個環(huán)節(jié)組成，其中，計算機仿真實驗教學貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。下面簡單介紹該模式的具體實施方案。

（1）在“項目導入”環(huán)節(jié)，專業(yè)教師的活動包括：借助選定的計算機仿真實驗平臺，導入項目任務及目標、展示項目結(jié)果，讓學生對項目有一個直觀的認識，然后再布置具體的實踐任務；利用計算機仿真實驗平臺，讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以獲得哪些知識以及達到什么樣的技能水平；在充分考慮學生的現(xiàn)有知識和能力水平的基礎上，適當采取分工協(xié)作方式，安排具體的任務完成時間及成果的評定方法等。

（2）在“制定計劃”環(huán)節(jié)，學生的活動包括：通過自主學習、分工協(xié)作等方式，對具體實踐項目的目標、任務進行分析；確定任務所涉及的專業(yè)方法和技能手段，充分應用已掌握的專業(yè)知識和能力，借助計算機仿真實驗平臺，設計出仿真實驗模型幫助決策與優(yōu)化；確定仿真實驗任務的實施步驟，為仿真實驗任務的實施做好充分的準備。

（3）在“實施計劃”環(huán)節(jié)，學生的活動包括：在計算機仿真實驗平臺上，按照擬定的計劃，逐步完成實踐項目的仿真任務；在完成實踐項目仿真任務的過程中，學生通過應用所學專業(yè)知識和技能，建構(gòu)自己的專業(yè)知識，從而幫助自己養(yǎng)成專業(yè)素養(yǎng)。

（4）在“展示與評價”環(huán)節(jié)，學生的工作包括：在計算機仿真實驗平臺上展示自己的實踐項目仿真成果；參與討論和評價；通過對比分析，學生對自己的實踐項目展開進一步的仿真優(yōu)化處理。

4結(jié)語

將計算機仿真技術(shù)與項目教學、案例教學更加緊密的結(jié)合起來，能夠更好的實現(xiàn)“教、學、做”一體化，并且，在顯著改善實驗教學條件、提升實驗教學效果的同時，減少了設備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實驗經(jīng)費，而且克服了時間與空間上的限制，使工業(yè)工程綜合實驗課的開課率和學生的專業(yè)綜合能力得到顯著提升。計算機仿真技術(shù)在專業(yè)實驗教學方面的應用前景廣泛,值得深入研究。

作者：趙燦燦 單位：首都經(jīng)濟貿(mào)易大學安全與環(huán)境工程學院

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