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計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用

發(fā)布日期： 2015-01-21 發(fā)布：  

  2014年13期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘 要 計(jì)算機(jī)技術(shù)作為信息技術(shù)核心經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展和完善的過(guò)程，并廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中。21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與仿真相結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)這一嶄新的信息綜合技術(shù)。本文系統(tǒng)簡(jiǎn)要介紹了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，分析了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的概念與意義以及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域、交通運(yùn)輸領(lǐng)域與機(jī)械制造領(lǐng)域等方面的應(yīng)用。文章最后重點(diǎn)探討了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在在未來(lái)的發(fā)展方向，主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化與虛擬制造技術(shù)兩個(gè)方面。
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　　關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)仿真；發(fā)展；應(yīng)用
　　中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）118-0232-02
　　1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的內(nèi)涵及意義
　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是它作為系統(tǒng)仿真的重要組成部分，利用相關(guān)信息處理軟件，規(guī)整圖片、音頻、視頻等要素，將現(xiàn)實(shí)生活中的事物模擬成多方面的計(jì)算機(jī)仿真形式，并由信息媒介傳播給人們。人們利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)觀察某個(gè)事物時(shí)，不僅可以選擇不同的視覺角度，還可以選擇任意的觀察環(huán)境，具有真實(shí)與虛擬相結(jié)合的特殊屬性。這種屬性滿足了人們觀察事物時(shí)自由進(jìn)出、多方面信息交融的需求。
　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的重要意義主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)工程的發(fā)展相輔相成，密不可分。特別是對(duì)計(jì)算機(jī)控制工程與系統(tǒng)工程的開發(fā)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)起到了舉足輕重的作用。另一方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一種實(shí)用型商業(yè)信息分析工具，在節(jié)約投資成本、縮短生存時(shí)間、降低風(fēng)險(xiǎn)損失、打造高質(zhì)量產(chǎn)品等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
　　2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用
　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍涵蓋社會(huì)生活的諸多方面，并為不同行業(yè)的發(fā)展均起到了不同程度的推動(dòng)作用，為不同行業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力，其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè)方面：
　　為各行各業(yè)注入了一股新的活力。
　　2.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用
　　近幾年來(lái)，學(xué)校越來(lái)越重視學(xué)生的實(shí)踐操作能力，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)則成為學(xué)生學(xué)習(xí)與考核的重要手段。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)作為物理、計(jì)算機(jī)等教學(xué)領(lǐng)域開發(fā)的新項(xiàng)目，能夠利用信息技術(shù)把教學(xué)設(shè)施、課程內(nèi)容、教學(xué)指導(dǎo)和實(shí)踐操作有機(jī)地結(jié)合為一個(gè)整體，構(gòu)建了一個(gè)根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要的可操作臨時(shí)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，極大地促進(jìn)了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
　　計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生打破了教師與學(xué)生、理論與實(shí)踐的限制，它尤為突出教學(xué)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)思路，更突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。學(xué)生利用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，可以提升學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)興趣，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、教學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行深入理解，進(jìn)而鍛煉實(shí)踐操作技能。
　　2.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用
　　改革開放以來(lái)，隨著人們交通工具的先進(jìn)化、普及化，交通事故也有頻頻發(fā)生。在交通運(yùn)輸?shù)膹?fù)雜系統(tǒng)中，包含著人、車與路三個(gè)基本要素，因此，對(duì)交通安全的分析，也應(yīng)該立足于人、車、路三個(gè)基本方面，同時(shí)也要兼顧其他因素對(duì)交通安全的影響。對(duì)此，交通安全仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為交通安全分析的現(xiàn)代化手段。交通安全仿真技術(shù)通過(guò)構(gòu)建模擬的交通路段，并在這個(gè)模擬的交通路段中分析導(dǎo)致交通事故的因素，，并對(duì)交通安全水平進(jìn)行的全方位、多層次的評(píng)價(jià)。
　　計(jì)算機(jī)的仿真是交通安全仿真系統(tǒng)的中心組成部分。該仿真系統(tǒng)與一般意義上的數(shù)據(jù)仿真有著很大不同。對(duì)某區(qū)域的交通安全評(píng)估上，交通安全仿真系統(tǒng)不僅僅使用絕對(duì)數(shù)法和事故率法來(lái)評(píng)估，它還將該區(qū)域人們的交通意識(shí)與行為因素也整合其中。在模擬的交通路段中，可以選擇任意的交通工具，設(shè)計(jì)任意的路段環(huán)境，以旁觀者的視角來(lái)進(jìn)行交通事故實(shí)驗(yàn)與分析，進(jìn)而對(duì)交通路段做出相對(duì)準(zhǔn)確的安全性評(píng)估，為交通安全事故評(píng)估提供了一種可靠的方法。
　　2.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用
　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)介入汽車制造業(yè)，可以有效緩解許多難度高、投資成本大的相關(guān)問(wèn)題。例如計(jì)算機(jī)仿真的多缸柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，其仿真數(shù)據(jù)與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際數(shù)據(jù)高度重合，應(yīng)用于多功能發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬。再如計(jì)算機(jī)仿真對(duì)進(jìn)氣管內(nèi)氣體流動(dòng)的模擬，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作過(guò)程的直觀描述。在汽車流場(chǎng)方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以成功的模擬出了氣流分離的狀態(tài)，構(gòu)建了空氣動(dòng)力學(xué)的汽車模型。在汽車碰撞方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可依據(jù)實(shí)際的汽車碰撞的事故狀況與人員損傷之間的數(shù)據(jù)，構(gòu)建汽車碰撞的數(shù)學(xué)模型。該技術(shù)可在一定程度上代替汽車整體安全性能的分析。
　　3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展
　　隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也隨著時(shí)代變化不斷的完善與發(fā)展。在新的歷史條件下，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面上。
　　3.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化
　　計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來(lái)的大多數(shù)還不能彼此兼容，也不可轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)共享有一定的難度。較之于開發(fā)的高成本和長(zhǎng)時(shí)間，實(shí)在物未盡其用。解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，就是使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)資源的共享。這一趨勢(shì)在未來(lái)有著廣闊的發(fā)展前景，一方面，能夠在很大程度上規(guī)避了二次開發(fā)的投資成本，另一方面，又可以在此過(guò)程中收取一定的共享費(fèi)用。
　　3.2 虛擬制造技術(shù)
　　虛擬制造技術(shù)領(lǐng)域的深入應(yīng)用是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)重要方向。虛擬制造技術(shù)是20世紀(jì)末發(fā)展的。虛擬制造技術(shù)在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品出廠以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制，也必須通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，虛擬制造使得制造技術(shù)不再主要依賴生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)制造的多維度預(yù)測(cè)，為機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展創(chuàng)造的良好的發(fā)展前景。
　　4 結(jié)論
　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展， 經(jīng)歷了長(zhǎng)期的歷史階段，每一個(gè)階段都是對(duì)此前技術(shù)的豐富和完善�；仡櫽�(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的革新歷程， 就是在不斷涌現(xiàn)出新的實(shí)際應(yīng)用需要的帶動(dòng)下， 整合數(shù)據(jù)模型與其他相關(guān)學(xué)科而不斷發(fā)展完善的。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)無(wú)論在技術(shù)創(chuàng)新還是產(chǎn)品制造抑或市場(chǎng)分析中，都顯示出極大的優(yōu)勢(shì)。隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模的日新月異，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)近年來(lái)的研究及其應(yīng)用的都取得了顯著的成效。在未來(lái)的幾十年內(nèi)， 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)還會(huì)逐步滲透到軍事和經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域，并將發(fā)揮舉足輕重作用！
　　參考文獻(xiàn)
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