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計算機仿真技術的發(fā)展及其應用

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 計算機技術作為信息技術核心經歷了長期的發(fā)展和完善的過程，并廣泛應用于社會的各個領域中。21世紀，計算機技術與仿真相結合，形成了計算機仿真技術這一嶄新的信息綜合技術。本文系統(tǒng)簡要介紹了計算機仿真技術，分析了計算機仿真技術的概念與意義以及計算機仿真技術在教育領域、交通運輸領域與機械制造領域等方面的應用。文章最后重點探討了計算機仿真技術在在未來的發(fā)展方向，主要表現在計算機仿真技術網絡化與虛擬制造技術兩個方面。
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　　關鍵詞 計算機仿真；發(fā)展；應用
　　中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）118-0232-02
　　1 計算機仿真技術的內涵及意義
　　計算機仿真技術是它作為系統(tǒng)仿真的重要組成部分，利用相關信息處理軟件，規(guī)整圖片、音頻、視頻等要素，將現實生活中的事物模擬成多方面的計算機仿真形式，并由信息媒介傳播給人們。人們利用計算機仿真技術觀察某個事物時，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，具有真實與虛擬相結合的特殊屬性。這種屬性滿足了人們觀察事物時自由進出、多方面信息交融的需求。
　　計算機仿真技術的重要意義主要體現在兩個方面。一方面，計算機仿真技術與計算機工程的發(fā)展相輔相成，密不可分。特別是對計算機控制工程與系統(tǒng)工程的開發(fā)，計算機仿真技術起到了舉足輕重的作用。另一方面，計算機仿真技術作為一種實用型商業(yè)信息分析工具，在節(jié)約投資成本、縮短生存時間、降低風險損失、打造高質量產品等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
　　2 計算機仿真技術的應用
　　計算機仿真技術的應用范圍涵蓋社會生活的諸多方面，并為不同行業(yè)的發(fā)展均起到了不同程度的推動作用，為不同行業(yè)的發(fā)展注入了新的動力，其應用領域主要包括以下幾個方面：
　　為各行各業(yè)注入了一股新的活力。
　　2.1 計算機仿真技術在教育領域的應用
　　近幾年來，學校越來越重視學生的實踐操作能力，計算機模擬實驗則成為學生學習與考核的重要手段。計算機模擬實驗作為物理、計算機等教學領域開發(fā)的新項目，能夠利用信息技術把教學設施、課程內容、教學指導和實踐操作有機地結合為一個整體，構建了一個根據實際教學需要的可操作臨時模擬實驗平臺，極大地促進了學生實踐能力的培養(yǎng)。
　　計算機模擬實驗的產生打破了教師與學生、理論與實踐的限制，它尤為突出教學過程中的實驗設計思想和實驗思路，更突出學生學習的主動性。學生利用計算機模擬實驗，可以提升學生對學習興趣，對教學內容、實驗方法、教學設備的結構和原理進行深入理解，進而鍛煉實踐操作技能。
　　2.2 計算機仿真技術在交通運輸領域的應用
　　改革開放以來，隨著人們交通工具的先進化、普及化，交通事故也有頻頻發(fā)生。在交通運輸的復雜系統(tǒng)中，包含著人、車與路三個基本要素，因此，對交通安全的分析，也應該立足于人、車、路三個基本方面，同時也要兼顧其他因素對交通安全的影響。對此，交通安全仿真技術應運而生，成為交通安全分析的現代化手段。交通安全仿真技術通過構建模擬的交通路段，并在這個模擬的交通路段中分析導致交通事故的因素，，并對交通安全水平進行的全方位、多層次的評價。
　　計算機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)與一般意義上的數據仿真有著很大不同。對某區(qū)域的交通安全評估上，交通安全仿真系統(tǒng)不僅僅使用絕對數法和事故率法來評估，它還將該區(qū)域人們的交通意識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，設計任意的路段環(huán)境，以旁觀者的視角來進行交通事故實驗與分析，進而對交通路段做出相對準確的安全性評估，為交通安全事故評估提供了一種可靠的方法。
　　2.3 計算機仿真技術在制造領域的應用
　　計算機仿真技術介入汽車制造業(yè)，可以有效緩解許多難度高、投資成本大的相關問題。例如計算機仿真的多缸柴油機發(fā)動機，其仿真數據與發(fā)動機實際數據高度重合，應用于多功能發(fā)動機的模擬。再如計算機仿真對進氣管內氣體流動的模擬，實現了發(fā)動機運作過程的直觀描述。在汽車流場方面，計算機仿真技術可以成功的模擬出了氣流分離的狀態(tài)，構建了空氣動力學的汽車模型。在汽車碰撞方面，計算機仿真技術可依據實際的汽車碰撞的事故狀況與人員損傷之間的數據，構建汽車碰撞的數學模型。該技術可在一定程度上代替汽車整體安全性能的分析。
　　3 計算機仿真技術的發(fā)展
　　隨著計算機領域科學技術的發(fā)展，計算機仿真技術也隨著時代變化不斷的完善與發(fā)展。在新的歷史條件下，計算機仿真技術的發(fā)展主要表現在兩個方面上。
　　3.1 計算機仿真技術網絡化
　　計算機仿真系統(tǒng)現在已經開發(fā)出來的大多數還不能彼此兼容，也不可轉移，實現共享有一定的難度。較之于開發(fā)的高成本和長時間，實在物未盡其用。解決這些問題的關鍵，就是使計算機仿真技術網絡化，實現資源的共享。這一趨勢在未來有著廣闊的發(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，又可以在此過程中收取一定的共享費用。
　　3.2 虛擬制造技術
　　虛擬制造技術領域的深入應用是計算機仿真技術發(fā)展的另一個重要方向。虛擬制造技術是20世紀末發(fā)展的。虛擬制造技術在計算機上實現從產品設計到產品出廠以及企業(yè)各級過程的管理與控制，也必須通過計算機仿真技術而實現的。同時，虛擬制造使得制造技術不再主要依賴生產經驗，就能夠實現對制造的多維度預測，為機械制造領域發(fā)展創(chuàng)造的良好的發(fā)展前景。
　　4 結論
　　計算機仿真技術的產生與發(fā)展， 經歷了長期的歷史階段，每一個階段都是對此前技術的豐富和完善。回顧計算機仿真技術的革新歷程， 就是在不斷涌現出新的實際應用需要的帶動下， 整合數據模型與其他相關學科而不斷發(fā)展完善的。當前，計算機仿真技術無論在技術創(chuàng)新還是產品制造抑或市場分析中，都顯示出極大的優(yōu)勢。隨著系統(tǒng)數據建模的日新月異，計算機仿真技術近年來的研究及其應用的都取得了顯著的成效。在未來的幾十年內， 計算機仿真技術還會逐步滲透到軍事和經濟建設領域，并將發(fā)揮舉足輕重作用！
　　參考文獻
　　[1]張鋒.計算機仿真技術及其應用[J].電腦知識與技術（學術交流），2007（19） .
　　[2]林霖.計算機仿真技術在消防科學領域的應用[J].廣西民族大學學報：自然科學版，2008（S1）.
　　[3]龔小剛.計算機仿真技術及其應用[J].硅谷，2008（16）.

  本文關鍵詞：計算機仿真技術的發(fā)展及其應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。