【摘要】:隨著計算機科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進步,各個領(lǐng)域的不斷深入探索,計算機仿真技術(shù)成為了人類科學(xué)中的一項重要技術(shù)手段。隨著近年來各個領(lǐng)域?qū)τ嬎銠C仿真技術(shù)的全面應(yīng)用,使其得以有效發(fā)展。文章分析了計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,對未來計算機仿真技術(shù)的創(chuàng)新進行了淺析。
【關(guān)鍵詞】:計算機仿真技術(shù);影響;仿真技術(shù)應(yīng)用
1.計算機仿真技術(shù)
計算機模擬仿真技術(shù),其實質(zhì)是對于某現(xiàn)實存在的系統(tǒng)進行某一方面特征的抽象模擬。人類運用這樣的系統(tǒng)模型進行相關(guān)試驗研究,從而獲取人類所需的信息,幫助人類對現(xiàn)實世界的某一領(lǐng)域的問題做出解答。計算機仿真技術(shù)是一個相對抽象的理論概念,無論再逼真的仿真模型都只是對現(xiàn)實系統(tǒng)本身某些特征和屬性的形象模仿。計算機的仿真技術(shù)是有級別劃分的,既要有針對性的處理和解決系統(tǒng)的內(nèi)在問題,又必須針對問題發(fā)起人的層級需求進行設(shè)計,否則會導(dǎo)致計算機仿真技術(shù)模擬實現(xiàn)的仿真系統(tǒng)很難加以評測。計算仿真技術(shù)(can 是利用計算機科學(xué)和技術(shù),來構(gòu)建被仿真系統(tǒng)的模型,并在實驗過程中結(jié)合某些前提條件對所構(gòu)模型進行動態(tài)研究的一門現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。它具有高效率、安全便捷、受外界因素影響少、靈活時問控制等優(yōu)勢,目前成為系統(tǒng)分析、設(shè)計優(yōu)化、運行管理、體系評價等領(lǐng)域工作中的重要工具。計算機仿真技術(shù)實質(zhì)就是,在實體系統(tǒng)尚未確立或?qū)嶓w實驗難度較高的情況下,對該系統(tǒng)進行虛擬模型構(gòu)建,然后通過計算機仿真技術(shù)對模型系統(tǒng)進行編程,研究該系統(tǒng)模型在編程參數(shù)影響下發(fā)生的改變,全面研究該實際系統(tǒng)可能會產(chǎn)生的問題并掌握其特性。
2.仿真技術(shù)應(yīng)用于國內(nèi)教育領(lǐng)域
國內(nèi)教育領(lǐng)域應(yīng)用計算機模擬仿真技術(shù),可以大大的加強課堂整體教學(xué)質(zhì)量和效率。通過運用計算機仿真技術(shù)構(gòu)建出理論雛形,將日常教學(xué)過程中的固定實驗和動態(tài)實驗的虛擬模型有機結(jié)合起來,使該門課程的課堂教學(xué)知識內(nèi)容,得以更加直觀的展示,讓學(xué)生們更容易理解和吸收。將比較抽象化課本內(nèi)容知識點實體化、可視化,從而讓在校學(xué)生更容易理解和掌握。仿真模擬技術(shù)運算方法和虛擬系統(tǒng)模擬模型的創(chuàng)造實現(xiàn)流程,豐富了教學(xué)手段,提升課堂教學(xué)效果。
3.仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)的作用
仿真技術(shù)主要是將計算機作為承載的載體,利用相關(guān)的軟件進行對數(shù)據(jù)模型的建立,然后對相關(guān)的所有參數(shù)進行性能上的綜合分析,然后對方案進行確定,達到最合理的方案的選擇。仿真技術(shù)相比較于傳統(tǒng)的設(shè)計方法,設(shè)計方案的實行可以更加可靠,并具有更高的安全性,與此同時,仿真技術(shù)的使用會更加的靈活,節(jié)省更多的資金投入。
除此之外,還能夠減少制造實物的時間,但其并不能制造實物。因此,仿真技術(shù)又被叫做虛擬樣機技術(shù)。仿真技術(shù)的應(yīng)用具有可重復(fù)利用、安全可靠、不受環(huán)境及地域等因素影響以及沒有實質(zhì)的破壞性等諸多優(yōu)點,在機械設(shè)計制造行業(yè)有著極其廣泛的應(yīng)用。
機械設(shè)計的制造行業(yè)發(fā)展迅速,尤其是近幾年,系統(tǒng)的設(shè)計更是多種多樣,再加上其在設(shè)計的過程中有非常龐大的數(shù)據(jù),就使得在實驗的過程中會遇到各種各樣的問題。因此,在實際設(shè)計的過程中,要在計算機中建立相應(yīng)的模型,進行虛擬的仿真,通過對各項參數(shù)進行分析,從而達到對機械設(shè)計最佳方案的選擇的目的。在機械設(shè)計制造的初期,設(shè)計人員可以根據(jù)設(shè)計方案的不同建立虛擬樣機,可以對不同的假設(shè)條件進行實驗,這樣就使得對方案的選擇和改進上都特別方便,總體來說,在機械設(shè)計制造行業(yè)應(yīng)用仿真技術(shù),可以將計算的結(jié)果做到更加精確,從而使研發(fā)質(zhì)量得到提升的同時,還能加快研發(fā)的速率減少相關(guān)的時間和資金成本。
4.計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業(yè)的相關(guān)影響
自從上世紀(jì)末以來,隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇,產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短,這樣就導(dǎo)致系統(tǒng)仿真技術(shù)不斷向橫向的方向發(fā)展,在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術(shù)”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知,需要先采取計算機來模擬整個產(chǎn)品的設(shè)計及制造過程,這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題,并且在產(chǎn)品制造之前就把問題解決掉,從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
隨著制造業(yè)的發(fā)展,仿真技術(shù)在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點誕生,即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)(VPD),它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術(shù)(CE)在對產(chǎn)品進行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進行全面的考慮,這樣,對解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)是在并行工程的指導(dǎo)下,把大規(guī)模的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)等進行綜合起來,從而進一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境,這樣就可以在該環(huán)境下進行產(chǎn)品的策劃、設(shè)計等,以及預(yù)測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等,這樣在進行實際設(shè)計、牛產(chǎn)的過程中,可以減少反復(fù)或者變更等的次數(shù)。VPD技術(shù)能夠深入到各種復(fù)雜產(chǎn)品的制造之中,從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
隨著計算機技術(shù)的高度快速發(fā)展,對仿真技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用己由單一的形式向復(fù)雜性的方向進行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界,因此,它的仿真對象也是分布在不同的時空,在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)(DIS)。對于這種仿真系統(tǒng)來講,它所包括的內(nèi)容有:構(gòu)造實體、實體一虛體、真實方面的實體等,并且,這些實體是可以基于不同時期的相關(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠家的相關(guān)技術(shù)等,對于這樣的復(fù)雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術(shù)(DIS)通過采用計算機網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點的仿真設(shè)備進行連接起來,這樣便可以通過實體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構(gòu)成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進的仿真技術(shù)。
5.結(jié)語
計算機仿真技術(shù)現(xiàn)階段在國家安全、新能源開發(fā)、交通運管、航天航空項目研發(fā)等領(lǐng)域得到大力的發(fā)展和運用,計算機模擬仿真技術(shù),最早是起源于美國,目前被世界各國沿用、開發(fā)和推廣,并且還將計算機仿真技術(shù)列為國家防御軍事建設(shè)工作的關(guān)鍵技術(shù)。計算機仿真技術(shù)實質(zhì)就是對系統(tǒng)運行研究和運行分析的行為,同時解答系統(tǒng)運動規(guī)則和系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)的方法工具。計算機仿真技術(shù)發(fā)展迅猛,憑借應(yīng)用領(lǐng)域范圍廣、實用性價值高的絕對優(yōu)勢,躋身于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的前沿。
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