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浅议计算机仿真技术发展趋势

分类:计算机论文   更新:2017/6/2   来源:网络

  摘要:计算机与仿真技术相结合,形成计算机仿真技术的新方法。随着计算机技术的不断发展,计算机仿真技术被广泛应用。文章通过介绍计算机仿真技术的发展以及计算机仿真技术在各个领域的应用,探讨了计算机仿真技术的发展方向和趋势。

  关键词:计算机仿真;技术;应用;发展

  一、计算机仿真技术简介

  计算机的仿真技术是一门新兴的综合性的技术,它运用专门的软件,再通过数字作为传播的介体传达给人们。因此,当人们通过计算机媒体进行浏览观赏时就能够有身临其境的感觉,可以自由选择角度。一方面,仿真技术的应用得益于控制工程和系统工程的发展,在控制工程和系统工程中逐步探索计算机仿真技术;另一方面,计算机仿真技术可以逐步缩短开发周期,在提高产品质量的同时减少损失,并大大降低人工成本,工作效率逐步提高,在节约经费开支等方面发挥巨大的作用。

  二、计算机仿真技术原理

  一般情况下计算机是不能够直接认知和处理的,所以就要求能够建立一个能够反映研究又容易被计算机处理的数学模型,可以用下图来表示:通过了解观察,可以更加清楚地认识到我们所要研究的对象,我们还可以看出,首先,模型的建立。把我们所抽出来的系统用数学的表达方式表示出来。其次,模型的转换。模型转换就是针对上一步抽象出来的数学表达方式通过各种适合的算法以及计算机语言转换成计算机能够处理的形式,这就是通常所说的仿真模型。模型是计算机仿真的关键地方,实现了这个过程。再次,模型仿真实验。将之前得到的仿真模型输入计算机内,按照之前设置好的方案来进行仿真模型,获得仿真的结果。仿真实验是一个很简单的事情。但是,如何对仿真的结果进行评价,需要分析仿真的可靠性。有的专家在文章中提出了检验仿真结果可靠性的两种方法:仿真过程的反向验证法和置信通道法。

  三、计算机仿真技术应用

  现在,计算机成为我们生活的一部分,计算机的广泛应用改变着传统的生活方式和交流方式,计算机加速了每个行业的发展,计算机的广泛应用为我们的生活提供了便利。

  (1)交通领域。

  交通是一个复杂的人机系统,交通是否安全,要充分考虑上述四个因素的作用和影响。交通安全仿真以虚拟现实技术的方法为基础。评价体系先建立虚拟环境,然后在这个虚拟环境中加入各种可以诱发事故的因素,最后再对某路段和某区域的交通安全水平施行全程的跟踪与评价。计算机的仿真过程是交通安全仿真及评价系统的核心。该仿真过程是一种可视化的仿真,与传统的数值仿真不同。例如,评价某路段的交通安全时,不仅用传统的绝对数法和事故率法来评价,还要考虑交通者的感知与行为。我们可以在这个虚拟的环境中,选择不同的交通工具,设置不同的交通环境,分别从交通者和第三者的角度进行事故的可能性实验及分析,最终实现对该路段的安全性评价。同时也是交管部门建设和完善交通设施的依据,是一种分析交通事故的新方法。

  (2)制造领域。

  汽车制造是机械行业的重要组成部分。大多实验课题具有难度大、实地成本高的特点。引入计算机仿真技术,可以有效缓解上述问题。针对碰撞实验,浙江大学研究所的詹樟松博士建立了乘员动力学响应的数学模型。在其他方面,汽车工程学院的熊坚利用仿真技术对汽车的制动过程进行了研究,一汽大众公司的姚革等通过仿真技术研究了汽车转向的轻便性问题。

  (3)教育领域。

  计算机模拟实验是这几年在计算机多媒体教学中增加的新领域,还可以根据需要瞬间建立模拟实验室。计算机模拟实验强调了实验的设计思想和实验方法,打破了教与学、理论与实践、课内与课外的界限,更加强调实验者的主动性。通过计算机的模拟,加深学生对思想、方法、仪器的结构和设计原理的理解,还可以练习实验技能,巩固知识,提高学生实验的兴趣和实验水平。现在,模拟实验已经变成现代化实验的重要手段。计算机模拟实验系统充分运用人工智能、控制理论和教师专家系统建立内在模型,利用可操作的仿真方式,实现了实验教学的各个环节。

  四、计算机仿真技术的发展方向和趋势

  4.1计算机仿真技

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