计算机仿真技术的发展及其应用

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计算机仿真技术的发展及其应用

发布日期： 2015-01-21 发布：  

  2014年13期目录       本期共收录文章20篇

　　摘 要 计算机技术作为信息技术核心经历了长期的发展和完善的过程，并广泛应用于社会的各个领域中。21世纪，计算机技术与仿真相结合，形成了计算机仿真技术这一崭新的信息综合技术。本文系统简要介绍了计算机仿真技术，分析了计算机仿真技术的概念与意义以及计算机仿真技术在教育领域、交通运输领域与机械制造领域等方面的应用。文章最后重点探讨了计算机仿真技术在在未来的发展方向，主要表现在计算机仿真技术网络化与虚拟制造技术两个方面。
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　　关键词 计算机仿真；发展；应用
　　中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）118-0232-02
　　1 计算机仿真技术的内涵及意义
　　计算机仿真技术是它作为系统仿真的重要组成部分，利用相关信息处理软件，规整图片、音频、视频等要素，将现实生活中的事物模拟成多方面的计算机仿真形式，并由信息媒介传播给人们。人们利用计算机仿真技术观察某个事物时，不仅可以选择不同的视觉角度，还可以选择任意的观察环境，具有真实与虚拟相结合的特殊属性。这种属性满足了人们观察事物时自由进出、多方面信息交融的需求。
　　计算机仿真技术的重要意义主要体现在两个方面。一方面，计算机仿真技术与计算机工程的发展相辅相成，密不可分。特别是对计算机控制工程与系统工程的开发，计算机仿真技术起到了举足轻重的作用。另一方面，计算机仿真技术作为一种实用型商业信息分析工具，在节约投资成本、缩短生存时间、降低风险损失、打造高质量产品等方面发挥着不可替代的作用。
　　2 计算机仿真技术的应用
　　计算机仿真技术的应用范围涵盖社会生活的诸多方面，并为不同行业的发展均起到了不同程度的推动作用，为不同行业的发展注入了新的动力，其应用领域主要包括以下几个方面：
　　为各行各业注入了一股新的活力。
　　2.1 计算机仿真技术在教育领域的应用
　　近几年来，学校越来越重视学生的实践操作能力，计算机模拟实验则成为学生学习与考核的重要手段。计算机模拟实验作为物理、计算机等教学领域开发的新项目，能够利用信息技术把教学设施、课程内容、教学指导和实践操作有机地结合为一个整体，构建了一个根据实际教学需要的可操作临时模拟实验平台，极大地促进了学生实践能力的培养。
　　计算机模拟实验的产生打破了教师与学生、理论与实践的限制，它尤为突出教学过程中的实验设计思想和实验思路，更突出学生学习的主动性。学生利用计算机模拟实验，可以提升学生对学习兴趣，对教学内容、实验方法、教学设备的结构和原理进行深入理解，进而锻炼实践操作技能。
　　2.2 计算机仿真技术在交通运输领域的应用
　　改革开放以来，随着人们交通工具的先进化、普及化，交通事故也有频频发生。在交通运输的复杂系统中，包含着人、车与路三个基本要素，因此，对交通安全的分析，也应该立足于人、车、路三个基本方面，同时也要兼顾其他因素对交通安全的影响。对此，交通安全仿真技术应运而生，成为交通安全分析的现代化手段。交通安全仿真技术通过构建模拟的交通路段，并在这个模拟的交通路段中分析导致交通事故的因素，，并对交通安全水平进行的全方位、多层次的评价。
　　计算机的仿真是交通安全仿真系统的中心组成部分。该仿真系统与一般意义上的数据仿真有着很大不同。对某区域的交通安全评估上，交通安全仿真系统不仅仅使用绝对数法和事故率法来评估，它还将该区域人们的交通意识与行为因素也整合其中。在模拟的交通路段中，可以选择任意的交通工具，设计任意的路段环境，以旁观者的视角来进行交通事故实验与分析，进而对交通路段做出相对准确的安全性评估，为交通安全事故评估提供了一种可靠的方法。
　　2.3 计算机仿真技术在制造领域的应用
　　计算机仿真技术介入汽车制造业，可以有效缓解许多难度高、投资成本大的相关问题。例如计算机仿真的多缸柴油机发动机，其仿真数据与发动机实际数据高度重合，应用于多功能发动机的模拟。再如计算机仿真对进气管内气体流动的模拟，实现了发动机运作过程的直观描述。在汽车流场方面，计算机仿真技术可以成功的模拟出了气流分离的状态，构建了空气动力学的汽车模型。在汽车碰撞方面，计算机仿真技术可依据实际的汽车碰撞的事故状况与人员损伤之间的数据，构建汽车碰撞的数学模型。该技术可在一定程度上代替汽车整体安全性能的分析。
　　3 计算机仿真技术的发展
　　随着计算机领域科学技术的发展，计算机仿真技术也随着时代变化不断的完善与发展。在新的历史条件下，计算机仿真技术的发展主要表现在两个方面上。
　　3.1 计算机仿真技术网络化
　　计算机仿真系统现在已经开发出来的大多数还不能彼此兼容，也不可转移，实现共享有一定的难度。较之于开发的高成本和长时间，实在物未尽其用。解决这些问题的关键，就是使计算机仿真技术网络化，实现资源的共享。这一趋势在未来有着广阔的发展前景，一方面，能够在很大程度上规避了二次开发的投资成本，另一方面，又可以在此过程中收取一定的共享费用。
　　3.2 虚拟制造技术
　　虚拟制造技术领域的深入应用是计算机仿真技术发展的另一个重要方向。虚拟制造技术是20世纪末发展的。虚拟制造技术在计算机上实现从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制，也必须通过计算机仿真技术而实现的。同时，虚拟制造使得制造技术不再主要依赖生产经验，就能够实现对制造的多维度预测，为机械制造领域发展创造的良好的发展前景。
　　4 结论
　　计算机仿真技术的产生与发展， 经历了长期的历史阶段，每一个阶段都是对此前技术的丰富和完善。回顾计算机仿真技术的革新历程， 就是在不断涌现出新的实际应用需要的带动下， 整合数据模型与其他相关学科而不断发展完善的。当前，计算机仿真技术无论在技术创新还是产品制造抑或市场分析中，都显示出极大的优势。随着系统数据建模的日新月异，计算机仿真技术近年来的研究及其应用的都取得了显著的成效。在未来的几十年内， 计算机仿真技术还会逐步渗透到军事和经济建设领域，并将发挥举足轻重作用！
　　参考文献
　　[1]张锋.计算机仿真技术及其应用[J].电脑知识与技术（学术交流），2007（19） .
　　[2]林霖.计算机仿真技术在消防科学领域的应用[J].广西民族大学学报：自然科学版，2008（S1）.
　　[3]龚小刚.计算机仿真技术及其应用[J].硅谷，2008（16）.

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