計算機仿真技術(shù)的發(fā)展應用

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摘要：隨著計算機技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學科發(fā)展中的問題，提高了工作效率，可以更加形象直觀地進行仿真實驗，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機仿真技術(shù)被廣泛應用于生產(chǎn)生活中，并取得了較好的效益。本文通過對計算機仿真技術(shù)的發(fā)展進行分析，進而對計算機仿真技術(shù)的應用進行了探究，最后對計算機仿真技術(shù)的發(fā)展及應用進行了闡述，以期提高仿真技術(shù)對生產(chǎn)生活水平提高的推動作用。

【關(guān)鍵詞】計算機；仿真技術(shù)；發(fā)展；應用

1計算機仿真技術(shù)簡介

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺。仿真技術(shù)的發(fā)展，很大程度上得益于控制工程技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術(shù)的應用能夠加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，減少經(jīng)費開支。

2計算機仿真技術(shù)原理

通常情況下，計算機不能夠?qū)ν饨缧畔⑦M行認知，因此需要建立相應的數(shù)學模型來反映事物的本質(zhì)特點。通過數(shù)學模型能夠清楚地反映出研究對象的特點，通過模型轉(zhuǎn)換，使用計算機算法等將數(shù)學模型轉(zhuǎn)化成計算機能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關(guān)鍵，再進行仿真實驗，通過仿真實驗對之前設(shè)置好的模型進行模擬，獲得仿真結(jié)果。對仿真實驗的結(jié)果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。

3計算機仿真技術(shù)應用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)得到了廣泛的應用，改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等都得到了較好的應用。

3.1交通領(lǐng)域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術(shù)，增加各種誘發(fā)因素，進而對某一路段的交通安全情況進行評價。計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，能夠更加直觀地進行分析，不同于傳統(tǒng)的數(shù)值仿真。比如，對某路段進行交通安全評價時，傳統(tǒng)的絕對數(shù)和事故率方法可以進行評價，還可以在虛擬環(huán)境中設(shè)置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進行評價。

3.2制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國家的第二產(chǎn)業(yè)，對各行各業(yè)影響深遠，汽車制造是制造業(yè)的重要組成部分。實驗課題難度大，成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題，比如對碰撞試驗來說，通過建立相應的數(shù)學模型，可以對實驗過程進行模擬。

3.3教育領(lǐng)域

使用計算機進行模擬仿真分析已經(jīng)成為當前重要的研究方法，在教學模擬實驗中，采用多媒體可以很好地提高教學水平。計算機模擬實驗能夠在相關(guān)實驗設(shè)計思想和方法的指導下，改變傳統(tǒng)教與學、理論與實踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關(guān)理論的理解，提高實驗水平。

3.4計算機仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應用

計算機不僅僅在交通、制造、教育領(lǐng)域得到大量應用，在軍事領(lǐng)域、消防、音樂等領(lǐng)域均有較廣泛的應用。通過計算機仿真，可以使用模擬駕駛器進行模擬，從而降低戰(zhàn)機、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進行軍事武器研發(fā)時，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計算機仿真在消防中的應用，可以對現(xiàn)場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬，從而提高應對突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計科學性。

4計算機仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1計算機仿真技術(shù)發(fā)展方向

網(wǎng)絡化仿真。仿真系統(tǒng)開發(fā)兼容性不強、開始周期長，費用昂貴，難以實現(xiàn)信息共享，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)取得了較大水平的提高。利用網(wǎng)絡技術(shù)的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)的網(wǎng)絡共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復開發(fā)，減少科研經(jīng)費。虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計算機仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，使用計算機完成對產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計算機仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學科發(fā)展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進行仿真實驗，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高，進一步促進了仿真技術(shù)的發(fā)展。仿真技術(shù)主要朝著面向?qū)ο蟮姆抡娼！⒎植际椒抡?、智能仿真等方向發(fā)展。

4.2.1面向?qū)ο蠓抡娼０l(fā)揮計算機的符號處理能力，可以提高人們對仿真對象的認知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進步。面向?qū)ο蟮姆抡娼＃梢宰畲蟪潭忍岣呦到y(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢。

4.2.2分布式仿真分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網(wǎng)絡進行連接，形成時間空間相互禍合虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)由幾個子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)、功能分割技術(shù)等。

4.2.3智能仿真在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。

4.2.4其他仿真一些仿真可以實現(xiàn)高度的可視化，對仿真過程進行形象展示，便于研究人員真實地對仿真過程進行分析，易于理解。動畫仿真能夠?qū)⒙曇?、視圖等元素加入其中，交互性更強。

5結(jié)語

計算機仿真伴隨著其他學科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機仿真技術(shù)很好滴解決了其他學科的問題。計算機仿真經(jīng)歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動態(tài)顯示仿真過程，并可實現(xiàn)可視化操作。多媒體技術(shù)、人工智能、可視化等技術(shù)同仿真技術(shù)的結(jié)合，仿真技術(shù)的發(fā)展和應用將更加廣泛。在不遠的將來，計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會發(fā)揮更大的作用，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。

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作者：王振澤 單位：公安海警學院