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計算機仿真技術的發展應用論文
摘要:隨著計算機技術和仿真技術的發展,仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題,提高了工作效率,可以更加形象直觀地進行仿真實驗,節約了產品開發周期,降低了開發成本,提高了產品質量。計算機仿真技術被廣泛應用于生產生活中,并取得了較好的效益。本文通過對計算機仿真技術的發展進行分析,進而對計算機仿真技術的應用進行了探究,最后對計算機仿真技術的發展及應用進行了闡述,以期提高仿真技術對生產生活水平提高的推動作用。
【關鍵詞】計算機;仿真技術;發展;應用
1計算機仿真技術簡介
隨著計算機技術的發展,計算機仿真成為可能,使用專門的軟件,借助多媒體技術可以給人身臨其境的感覺。仿真技術的發展,很大程度上得益于控制工程技術的發展,在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術的應用能夠加快產品開發周期,提高產品質量,提高工作效率,減少經費開支。
2計算機仿真技術原理
通常情況下,計算機不能夠對外界信息進行認知,因此需要建立相應的數學模型來反映事物的本質特點。通過數學模型能夠清楚地反映出研究對象的特點,通過模型轉換,使用計算機算法等將數學模型轉化成計算機能夠處理的形式,也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關鍵,再進行仿真實驗,通過仿真實驗對之前設置好的模型進行模擬,獲得仿真結果。對仿真實驗的結果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。
3計算機仿真技術應用
隨著信息技術的發展,計算機仿真技術得到了廣泛的應用,改變著傳統的生產生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領域、教育領域等都得到了較好的應用。
3.1交通領域
人和車輛是交通的主要組成部分,要考慮安全的前提下,提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術,增加各種誘發因素,進而對某一路段的交通安全情況進行評價。計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠實現可視化操作,能夠更加直觀地進行分析,不同于傳統的數值仿真。比如,對某路段進行交通安全評價時,傳統的絕對數和事故率方法可以進行評價,還可以在虛擬環境中設置不同的交通工具,考慮人的行為感知的情況下,進行評價。
3.2制造領域
制造業是國家的第二產業,對各行各業影響深遠,汽車制造是制造業的重要組成部分。實驗課題難度大,成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題,比如對碰撞試驗來說,通過建立相應的數學模型,可以對實驗過程進行模擬。
3.3教育領域
使用計算機進行模擬仿真分析已經成為當前重要的研究方法,在教學模擬實驗中,采用多媒體可以很好地提高教學水平。計算機模擬實驗能夠在相關實驗設計思想和方法的指導下,改變傳統教與學、理論與實踐的關系,發揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關理論的理解,提高實驗水平。
3.4計算機仿真技術在其他領域的應用
計算機不僅僅在交通、制造、教育領域得到大量應用,在軍事領域、消防、音樂等領域均有較廣泛的應用。通過計算機仿真,可以使用模擬駕駛器進行模擬,從而降低戰機、戰車、燃油的損耗,在進行軍事武器研發時,可以縮短研發周期,降低研發成本。計算機仿真在消防中的應用,可以對現場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬,從而提高應對突發事件的能力,提高設計科學性。
4計算機仿真技術的發展方向和趨勢
4.1計算機仿真技術發展方向
網絡化仿真。仿真系統開發兼容性不強、開始周期長,費用昂貴,難以實現信息共享,隨著計算機技術和網絡技術的發展,計算機仿真技術取得了較大水平的提高。利用網絡技術的優勢,可以實現仿真系統共享。系統的網絡共享能夠提高資源的利用效率,避免不必要的重復開發,減少科研經費。虛擬制造技術。虛擬制造技術發揮計算機仿真技術的虛擬現實技術的優勢,使用計算機完成對產品的管理和控制,虛擬制造技術已經成為計算機仿真技術發展的重要方向。
4.2計算機仿真技術發展趨勢
隨著計算機技術和仿真技術的發展,仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題,很大程度上提高了工作效率,更加形象直觀地進行仿真實驗,節約了產品開發周期,降低了開發成本,提高了產品質量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高,進一步促進了仿真技術的發展。仿真技術主要朝著面向對象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向發展。
4.2.1面向對象仿真建模發揮計算機的符號處理能力,可以提高人們對仿真對象的認知速度,與傳統的人工建模有著較大的進步。面向對象的仿真建模,可以最大程度提高系統的建模能力。此外,面向對象的仿真建模操作難度小,更容易使用,可以發揮仿真技術的優勢。
4.2.2分布式仿真分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網絡進行連接,形成時間空間相互禍合虛擬仿真環境。分布式仿真系統由幾個子模型組成。部分是仿真系統中,主要有動態、靜態數據分割技術、功能分割技術等。
4.2.3智能仿真在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術,可以縮短仿真建模時間,提高模型效率,幫助用戶做出最優決策,及時修正模型,界面更加智能化,增加仿真系統的尋優能力。
4.2.4其他仿真一些仿真可以實現高度的可視化,對仿真過程進行形象展示,便于研究人員真實地對仿真過程進行分析,易于理解。動畫仿真能夠將聲音、視圖等元素加入其中,交互性更強。
5結語
計算機仿真伴隨著其他學科的發展而快速發展,隨著計算機技術的快速發展,計算機仿真技術很好滴解決了其他學科的問題。計算機仿真經歷了從簡單的原型到物理模型,再到今天的動態顯示仿真過程,并可實現可視化操作。多媒體技術、人工智能、可視化等技術同仿真技術的結合,仿真技術的發展和應用將更加廣泛。在不遠的將來,計算機仿真技術在生產生活中會發揮更大的作用,促進社會經濟的發展。
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