計算機模擬技術及應用本科畢業論文

　　隨著計算機技術的發展和系統科學的全面開發,結合計算機技術、控制技術、影象技術、三維技術等技術的進步,衍生了一門全新的科學技術——計算機模擬技術。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　篇一

　　《 化工中計算機模擬技術研究 》

　　摘要：目前，計算機逐漸被普及到生活生產各個方面，並逐漸被拓展至化工行業內應用，計算機模擬技術化工行業內應用範圍漸漸被擴大，某種特殊程度上促進化工行業可持續發展。本文由計算機模擬技術化工行業應用角度闡述該技術優勢，以及對其應用必要性，希望可以對相關工作者帶來一些啟示。

　　關鍵詞：計算機模擬技術;化工;應用

　　伴隨科學技術逐漸發展進步，化工行業設施裝置逐漸趨於大型化、複雜化發展，自動化水平逐漸提升，操作要求更加嚴格。需要相關操作人員與技術人員漸漸提升自身業務能力與水平，不單確保生產裝置能夠穩定安全與長期執行，還需要有關工作者對於發現事故做到儘快合理處理，爭取避免有所損失。在化工行業裡，傳統培訓體系偏向於師傅帶領徒弟傳幫帶形式，而有關工作人員對於故障處理的能力，通常要靠長時間實踐積累為主，還要具備資歷師傅將其所掌握的原封不動傳授給徒弟。該方式比較真實，但卻受到授培訓時間與週期限制，培訓內容缺少豐富性，某種程度上有可能增加相關工作者獨立上崗時間，不符合生產技術可持續發展與生產裝置更新所需。

　　1應用計算機模擬技術重要性

　　化工行業常需要針對部分具體工程裝置與工藝流程予以操作，才逐漸深入至崗位操作人員，然後通過培訓，培訓工作通常結合實物掛圖與微縮器具將知識傳授出去，傳授過程比較枯燥。實物掛圖與教具基於實用因素與經濟因素，並不選擇大尺寸，致使所有培訓工作人員詳細掌握相關操作與原理。結合3D技術繪製能夠讓裝置形象更趨於逼真化，可做任意旋轉，使培訓工作人員可實現全方位觀察工藝與裝置[1]。結合Flash技術製作裝置動畫有效代替掛圖，對裝置動態進行演示的時候更為生動形象，幫助相關人員針對裝置工作原理予以掌握，能夠很好帶動培訓人員熱情。並且，使用裝置較為方便，對使用要求可以很好滿足。

　　2基於計算機模擬技術化工資料模型

　　結合計算機做模擬模擬，是把化工過程數理帶入計算機當中，接下來經計算機把工藝過程進行模擬與反映。所有原理基於人為因素轉變，可以得到與之匹配反應過程與反應結果變化值。通常情況下它存在下述優勢。其一，友好人機互動介面。當前，諸多化工業模擬軟體設計規則都以微軟公司為基礎，使相關工作者能快速上手並投入相關操作中，讓相關人員感到輕鬆便捷，培養濃厚實驗興趣，並充分調動起工作積極性與能動性。其二，對工程裝備的效能反應較為真實[2]。要充分分析化工裝置反應過程，建立同它相互匹配模型，憑藉實驗把所有過程全權反映出來，對操作工人熟練快速掌握操作技能非常有利。我們在下述文章中列舉一個化工工業常會涉及到的一個模型，希望可以供相關操作人員參考。計算機模擬系統具有許多特點，如重複、複雜性和多個，20世紀50年代初，西方國家一直在計算機模擬系統的動態和靜態特性進行了研究，並取得了非常重要的影響。模擬系統對我國化工行業也進行了一系列的設計和研究，但也限於靜態研究範疇。

　　3針對電子數字方面的研究

　　基於計算機模擬系統的特點，可以把它看作是非線性的本質，及其相對高階的時候，分析方法和經典控制理論，計算機模擬在化工系統動態效能研究是非常困難的[3]。本文通過計算機在電子數字計算機系統微積分方程，計算，介紹了結合時域動態效能指標體系，這將最終調整方案出來。第一，系統是穩定的;第二，在數值計算時，系統的輸入值等於0.0123;第三，在排除干擾因素，把化學工作在正常狀態;第四，干擾因素考慮在內的情況下，各種干擾因素也作為單獨的個體來處理。本文通過預測校正格式，尤拉方法是迭代微分方程數值積分計算。

　　4計算機模擬系統的改進方案

　　當前，化工模擬系統應用範圍很廣，但由於化工裝置操作和較大的工藝流程不同，當前的模擬軟體，模擬機器，更好的培訓新員工無法滿足，因此，未來的新的模擬技術和模擬軟體的發展空間仍然是大[4]。未來，應該與自動控制理論相結合，適當參考校正環節能有效地改善系統動態效能的質量，使其有較高的穩定性和抗干擾能力。可以連線到氣體的輸入端模擬系統的微分和積分負反饋環節，最終會使動態效能大大提高，它相當於系列的介紹和連結。我們計算的結果可以看出，只要相應的引數選擇正確獲得超出預期的效果。微分和積分部分的結構可以被視為一種天然氣供應預感橋，放置在相同的速度管道溫度感測器已經變成一座橋兩個手臂，表達時間常數很小，時間常數相對較長。模擬系統的輸入結構的負面反饋連結到系統具有更好的動態效能。基於基本知識理論，修正的連結對系統控制精度的影響，通過計算結果我們可以看到，只要精心挑選的元件引數，達到理想的效果是指日可待。我們提倡這項計劃的最明顯的特徵是它簡單易操作，換句話說，只要其中一個感測器連線到導管，同時本文串並聯在同一橋臂上面的。連線到放大器的輸入和先進的網路，結合線性系統的自動控制原理做提前修正原則，與放大器的輸入電阻和電容組成先進的網路，可以很好的改善系統的動態品質。討論上述3種改進方案是基於先進的理論為基礎，由計算結果可以看到，他們所有的3種基本上可以改善系統的動態品質。第一種和第二種的系統還可以明顯改善方案來提高抗干擾能力。和改進專案的這些類是基於現有技術的前提下，沒有相對比較容易實現的障礙。當然，想把他們對實際系統的引用，還需要很長一段時間。

　　5結語

　　目前，計算機模擬技術生產與培訓方面應用比較多，所以，要著重強化對模擬軟體與模擬機器開發設計，計算機模擬技術進一步推廣，要對該項技術加速深化，讓它的應用範圍與效能得以提升。計算機模擬技術應用，促進高新技術更進一步發展，促進科學技術加速發展，同一時間為化工行業提供更為廣闊發展空間。未來可持續發展當中，化工行業把握計算機模擬技術應用措施，為企業贏得更多收益。

　　參考文獻：

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　　[3]杜靜.關於計算機模擬模擬技術在物流自動化系統的相關研究[J].物流工程與管理,2015***1***：97-98.

　　[4]趙冉,朱西方.模擬技術在高職計算機網路教學中的應用探討[J].河南科技,2014***1***：282.

　　篇二

　　《 計算機模擬技術及其應用 》

　　隨著計算機技術的發展和系統科學的全面開發，結合計算機技術、控制技術、影象技術、三維技術等技術的進步，衍生了一門全新的科學技術——計算機模擬技術。計算機模擬技術在近些年不斷的發展，而且科學家在眾多的領域都聯合計算機機模擬技術進行開發，並取得了良好的成果。本文通過對計算機模擬技術的概況進行闡述，探討計算機模擬技術的應用。

　　一、計算機模擬技術的定義

　　計算機模擬技術通過對科研工程人員和系統操作管理人員進行研究，利用計算機多種軟體分析、設計、模擬實際環境，進行模擬的科學實驗的技術。計算機模擬技術比真實試驗更加省時省力，大大節約科研成本。所以計算機模擬技術一經推出，就受到人們極大的喜歡。

　　二、計算機模擬技術各階段的發展及未來發展的趨勢

　　計算機模擬技術根據計算機、圖形影象、建模、三維、系統等技術的發展可以分為以下四個階段發展：

　　***1***模型試驗階段

　　***2***數字化模擬階段

　　***3***影象化模擬階段

　　***4***虛擬現實技術階段計算機模擬技術在這四個階段裡，每個階段的發展都各種特色及側重點。如模型試驗階段就是注重試驗建模;數字化模擬就是對計算機數字化設計;影象化模擬注重運用影象進行表達設計;虛擬現實技術採用特色設定配備三維技術，是模擬技術更加逼真。隨著社會的發展，計算機網路技術的進步，結合人們的生活需求，計算機模擬技術越來越趨於人性化。在未來，計算機模擬技術會朝著幾個趨勢進行發展：分散式、協同式、沉浸式、網路環境式的計算機模擬技術。如分佈互動模擬就是運用計算機網路技術把各地分散的模擬實驗進行串聯起來構建一個網站的模擬實驗環境。協同式模擬就是建立配合生產協同作用。沉浸式模擬就是滿足縱向資訊分享的要求，使得資料更加直觀，更便於分析。網路環境式模擬就是建立在虛擬網路的模擬模式，這種就更具有普遍性。這幾個計算機模擬技術發展的方向，從縱向和橫向都有發展，至於多方位的滿足人們多計算機模擬技術的要求，這也加快了計算機模擬技術的推廣。

　　三、計算機模擬的步驟及技術核心

　　計算機模擬技術研發的步驟可以分為三大步：一是建立數學模型二是資料模型的程式化三是模擬實驗。第一步建立數學模型，即是科研這通過多方面的考究分析，建立起一個特定的具有邊際的資料模型來進行物件研究。第二步資料模型的程式化，即是對資料模型進行數字化及程式設計化。第三步模擬實驗即是對已經建好的模型，進行模擬式的模擬實驗，形成一個系統的模擬模式。經過這三大步奏，便能得到想要的模擬資料。計算機模擬的關鍵技術有面向物件的模擬、分佈互動模擬、智慧模擬三個主要關鍵技術。這三大關鍵技術，縱橫相互關聯的，而且是逐層遞進的關係。智慧化模擬將是未來的發展趨勢，更能滿足人們的需求。

　　四、計算機模擬技術的應用

　　計算機模擬技術由於它的優越性且高效能多樣性，越來越被各行各業看好，並應用與實際的生產中。如航空航天、航海、企業生產、地理勘探、交通運輸、農業、教育、軍事國防、還有各項的科研設計等等，都應用了計算機模擬技術。我們可以根據計算機模擬技術使用的功能及範圍，把計算機模擬技術的應用分為：系統的研發及理論研究應用、產品研發應用、人才培育應用。

　　***一***系統的研發及理論研究應用

　　在開發研究新的專案是，都需要到對各種資料進行分析，而計算機模擬技術就能應用在這些專案的研發中，通過模擬建模，便能對各個系統的研究，還有理論分析，收集各種資料。如：對航空航天技術的研究應用，主要是對火箭、航天飛船等模擬實驗，收集需要的資料等。軍事軍方領域應用，多先進的軍事裝置、戰地環境進行模式實驗。******產品研發應用計算機模擬技術應用於企業產品生產或者各種產業研發生產中，比如工業製造行業的模擬，根據企業生產的產品、建立產品模型、測量產品功能、外觀是否能滿足需求。醫學領域的模擬，對醫療裝置或者模擬醫療試驗。這些技能節約研發成本，節約人力物力。而且還能提高科技人員的整體技能水平。

　　***三***人才培育及教育應用

　　計算機模擬在訓練和教育領域中的應用可以是多方面的，比如，在學校的實踐教學中，可以模擬虛擬的企業見習，豐富了實踐教學的內容，提高的效率、節約能源。在如航天員訓練等模擬實驗，一方面保證安全、而且還減低了成本，達到預期的效果。計算機模擬技術還在進一步的開發中，在未來，計算機模擬技術在更多的領域得到應用。

　　五、總結

　　隨著計算機技術、網路技術、系統知識科學、控制技術的再發展，計算機模擬新技術會發展的突飛猛進。而且計算機模擬技術隱藏著巨大的效益，不管對於哪行哪業，未來計算機模擬技術必將達到產業化，這就使得計算機模擬技術在各個領域越來越廣泛的應用，為人類的發展，又翻開了一個全新的篇章。

　　篇三

　　《 汽車理論教學中計算機模擬技術的應用 》

　　1課程教學方法探討

　　汽車理論是一門涉及內容較多、理論性很強、綜合多個學科的專業課程，不同於其他汽車專業課程那麼形象直觀，學生普遍反映難以掌握。根據課程教學內容及其特點，選擇適用的教學方法是提高教學效果的關鍵。對於基本概念、工作原理、受力分析圖、曲線圖、資料表以及一些結論性的知識點，可以採用多媒體中的文字、圖表和動畫等方法展示，既可達到直觀明瞭的效果，又可提高教學效率。涉及公式推導和受力分析內容的，宜採用傳統的黑板板書教學方式。因為傳統的黑板推演過程更能容易引導學生進行邏輯思維和抽象思維，對得到的結論印象也會更加深刻。對於比較複雜、抽象的教學內容，可以應用計算機模擬平臺通過動畫視訊，以及現場調取模型進行分析等方式輔助教學，將其形象化以提高學生的感性認識，避免了讓教師空洞地陳述、學生想象地去理解的局面，從而提高教學效果。對於汽車效能實驗，特別是汽車的操縱穩定性和平順性實驗，由於實驗條件的限制多數無法開展。而通過應用計算機模擬技術可以設計與實施一些虛擬模擬實驗，從而彌補了實驗教學內容的不足。汽車理論課程除理論教學和實驗教學內容之外，一般還附帶課後作業、課外大作業、課堂演講以及後續汽車理論課程設計等環節，由於課後題目一致、專案任務單一、可用的計算工具也比較侷限***常用Excel或Matlab***，往往造成大量抄襲，不利於學生能力的培養與公正的評價。可以考慮以專案為驅動將多種計算機模擬技術融入實踐教學環節，以加深學生對理論知識的理解，並激發學習和研究的興趣。在教學過程中，需要根據具體的教學內容選擇恰當的教學手段，結合傳統教學方法與現代教學方法，使其發揮各自優勢才能獲得更好的教學效果。

　　2計算機模擬技術應用方法探討

　　在汽車理論教學中，合理應用計算機模擬技術將對課程的教學和學生的學習效果、對後續課程設計與畢業設計，以及對學生工程軟體應用能力的培養帶來很大的幫助。下面將從如下幾點探討其應用方法：

　　2.1建立汽車效能模擬分析輔助教學模型庫

　　首先應根據汽車理論教材，結合學生的具體理解情況，合理選擇應用點，對某些重點、難點以及不易講述的地方，考慮能否應用計算機模擬技術進行輔助教學。應用計算機模擬軟體建立汽車效能模擬分析例項庫與模型庫，在課程教學中可以隨時呼叫視訊錄影與模擬模型，將汽車的一些結構運動、引數調整、效能分析、曲線變化等複雜問題在課堂中進行動態模擬演示。這樣老師就可以方便地進行講解，並給學生提供了直觀、形象的過程與結論，學生理解起來會更容易。同時在教學過程中，向學生展示計算機模擬技術在汽車領域的應用，還可激發學生利用相關軟體對理論知識進行學習和應用，為後續課外實踐、課程設計、畢業設計等環節打下基礎。由於課程所涉及的應用點可能較多，所以模型庫建設之初，工作量較大，不過這對學校精品課程建設和直接改善課程教學效果來說是十分必要且一勞永逸的。

　　2.2各種模擬軟體在專業教學中的優勢

　　根據不同計算機模擬軟體的專業優勢，合理應用於汽車理論教學中，使複雜問題的分析變得直觀、清晰，並能激發學生的學習興趣。Matlab軟體是進行汽車效能計算的常用工具，具有強大的數值計算和圖形功能，可以方便地完成各種汽車效能的計算;同時，利用Matlab的數值計算函式和Simulink模組，可以對汽車理論中複雜的過程進行模擬分析和求解。這些計算和分析的結果都可以通過Matlab提供的視覺化手段呈現給學生，有助於清晰地闡釋抽象的概念。[4]車輛效能模擬軟體CRUISE是一款專門為汽車傳動系統匹配而設計的整車效能模擬軟體。模組化的建模方式將整車分為發動機、離合器、變速箱、主減速器等汽車模組，同時設有迴圈行駛工況、爬坡效能分析、穩態行駛效能分析等計算任務，可方便地進行傳統汽車、新能源汽車整車動力性、經濟性計算與動力裝置引數的匹配分析。與Matlab軟體不同的是，該軟體建模方便，不同的模組引數和計算任務可以詳細、方便地進行設定，更加接近汽車實際模型，計算結果也更加精確。該軟體在汽車動力傳動系統模擬方面具有其他模擬軟體無法比擬的專業性和靈活性，在國內外汽車行業應用十分廣泛。ADAMS是一款在汽車行業應用較為廣泛的機械系統多體動力學模擬軟體，其中ADAMS/CAR模組為一款整車設計軟體包，它能夠快速建造高精度的整車虛擬樣機模型，通過高速動畫，直觀地再現各種虛擬實驗工況下整車的動力學響應，大大減少了對物理樣機的依賴。在汽車理論教學中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環境中實現懸架、轉向系統的運動分析，同時還可進行汽車操縱穩定性和平順性等相關的模擬實驗，解決了由於客觀條件限制不能進行的實驗教學環節。另外，在汽車模擬技術研究領域還有ADVISOR，CarSim/TruckSim等工程軟體，憑藉自身的優勢和特點，應用也較為廣泛。2.3計算機模擬技術在專案驅動實踐教學模式中的作用目前多數汽車理論教學進行的課後作業、課外大作業和汽車理論課程設計，以Matlab軟體應用較為廣泛。通過Matlab軟體進行程式設計計算可對汽車的多項效能進行分析，但是應用Matlab使學生過多偏重於公式計算與程式設計，具有一定的侷限性。而且，單一的課題任務往往伴隨大量的抄襲，不利於學生獨立解決問題與公正的評價。以多類課題專案為驅動將不同計算機模擬軟體應用於汽車理論各個實踐教學環節，可解決上述問題。[5]實施過程中，需要構建多個貼合汽車實際使用效能的課題專案，並以同類型模擬軟體的應用進行分組學習和指導，使學生在專案學習及完成過程中加深對理論知識的理解及實際應用，激發學生實際分析問題、解決問題的能力。

　　3計算機模擬技術應用例項

　　3.1Matlab軟體應用例項

　　汽車的動力性是汽車各種效能中最基本、最重要的效能。其中，在繪製一下曲線圖，如驅動力-行駛阻力平衡圖時，以往的教學方法基本是課堂講授曲線的作圖方法，給一個課本已經繪製好的某車型的曲線，然後由曲線分析汽車各檔的驅動力的變化。可根據發動機轉矩擬合公式、驅動力計算公式、行駛阻力計算公式及車速計算公式，

　　3.2CRUISE軟體應用例項

　　利用CRUISE軟體模組庫，可快速搭建傳統汽車及新能源汽車動力傳動系統模擬模型，通過設定計算任務，對整車動力性、經濟性等進行模擬計算。同時，軟體自身也提供了多種汽車模型模板，便於初學者進行學習。圖3為軟體自身提供的傳統後輪驅動汽車***FR***動力傳動系統模擬模型，通過設定計算任務，可得到豐富的有關汽車動力性、經濟性的文字和圖表結果分析檔案。為設定UDC迴圈工況後，計算得到的發動機工作點分佈示意圖，可對發動機與整車動力裝置引數進行匹配分析提供依據。

　　3.3ADAMS軟體應用例項

　　在汽車理論教學中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環境中實現汽車操縱穩定性和平順性等相關的模擬實驗，解決實際實驗條件限制帶來的問題。在ADAMS/CAR中使用者可以通過模板自行建立模型，也可呼叫共享資料庫中的系統或整車模型進行模擬分析。以汽車操縱穩定性中的單移線實驗為例，對某車整車操縱穩定性進行了虛擬模擬。可根據標準設定實驗條件，通過模擬計算，將實驗結果以動畫、曲線圖等方式展現。ADAMS/CAR所提供的模擬實驗平臺，可使學生方便地進行各種有關操縱穩定性、制動性、平順性虛擬實驗，彌補了實驗教學內容的不足。

　　4結束語

　　將計算機模擬技術應用到汽車理論教學，可以使教學質量得到明顯提高。形象、生動的模擬模型分析與演示，既便於老師的講述，又使學生對理論知識有了深刻的理解，克服了客觀實際條件對理論教學的制約，同時也能培養學生對相關軟體學習的興趣與應用能力。當然充分利用多種計算機模擬工程軟體的優勢來輔助教學，還需要大量的準備工作，但考慮到對教學效果的提高改善與學生理論知識的學習，這將是十分必要。

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