计算机仿真技术及应用篇1
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）.
计算机仿真技术及应用篇2
关键词：计算机仿真技术；工程项目；施工管理；运用
建筑业在我国经济发展中起到十分重要的作用，随着国家对建筑业发展的重视，建筑业在将来具有良好的发展前景.但我国目前的建筑技术水平整体依旧还处于较低位置，其管理水平也是如此，并且存在诸多不合理的现象，同时经常发生一些安全事故以及质量事故，也存在较为严重的资源损耗.尤其是大型工程项目，其具有极其复杂的施工程序，也存在较多因素对施工的顺利进行产生影响，施工的环境条件也有诸多不确定性，导致施工难度增加，也承受更大的风险.为确保施工更加顺利，必须进行施工计划与指导的编制，使施工的各个环节得到指导.工程设计文件中，施工进度以及资源使用计划十分重要，在工程实施的各个阶段均起到十分关键的影响.所以，施工进度以及资源计划的合理安排，对参建方而言，都需要得到足够的重视.传统项目计划的编制主要采用Cpm和peRt，两者的使用也存在一定的局限性.其中，后者的缺点在于精度缺乏保障，存在较大的误差，不能使实际工程的要求得到满足.对此，计算机仿真技术的出现，为项目计划的制定带来了极大的帮助.在我国社会与科学不断发展的背景下，计算机仿真技术同样发展显著，在我国工程施工管理领域得到更加广泛的应用，也形成较多趋于完善的施工仿真系统，其中包括GiS以及CY-CLone等.计算机仿真技术凭借其风险小、成本低的优势，其在工程项目施工管理中的应用，将更好地解决实际问题，对建筑业的发展具有十分重要的意义.
1计算机仿真的相关概念及基本步骤分析
1.1概念
计算机仿真技术与计算机建模技术，是一种新型技术，目前已经得到较大的发展，在现代科学技术研究中占据重要的地位.该技术在多个领域应用广泛，能够有效帮助解决复杂系统的问题.在计算机仿真中，计算机、系统以及系统模型是其主要的三大要素.其中，系统指的是事物及其规律的一种总称；系统模型是指关于系统特性及关系的描述，用于系统功能及部件间规律的研究.目前，系统模型类型更多，其中的数学模型也已经得到更加广泛的应用.目前，仿真的概念也逐渐得到完善，虽然各学者对仿真的定义存在一些区别，但是根据这些定义，可对计算机仿真的定义作出以下概括：计算机仿真是针对实物进行模拟，建立于丰富的技术理论层面，借助计算机等工具，通过系统模型对系统实施动态研究，属于一种新型技术，涉及较多的专业与学科，具有较强的综合性.换句话说，计算机仿真是不改变实际系统运行的基础上，通过计算机构建系统模型进行系统性能研究及系统构造的一种技术.计算机仿真类型各种各样，按照不同的分类依据可得到不同的种类划分.例如以模型的种类为依据，可将计算机仿真分为半实物仿真、物理仿真以及数学仿真.根据仿真时钟和实际时钟之间的比例进行相关划分可得出，计算机仿真可以分为三种仿真，即超实时、亚实时以及实时.若依据系统模型的特征进行相关分化可得出两种仿真，即离散系统以及连续系统.
1.2基本步骤
（1）建立问题及目标.首选需对仿真系统的相关处理对象进行确认，并且明确仿真的目标，也就是通常所说的促使某一问题得到有效的解决.（2）进行建模.仿真模型可以实现对研究对象的抽象描述，能使研究系统的属性特征得到体现.仿真建模特点显著，通常采用针对问题进行建模以及针对运行过程进行建模的方式.（3）数据采集.若仿真模型已经开始进行相关基本框架的建设.那么其所输入的数据必须是准确无误的，以此才能使仿真运行中模型的数学及逻辑关系得到有效利用，从而通过计算与分析得出可信的仿真结果.而离散系统仿真中，数据分布通常存在某种概率，所以，实际系统统计和调查的实施必不可少.（4）验证模型.需要验证仿真模型，判断其是否具有代表性，从而确保模型能够有效体现真实系统的特征及性能，促使仿真得到成功.（5）运用模型，分析结果.完成模型验证后，接下来就是仿真模型的运用.在运用仿真模型的过程中，需要确保初始条件和数据输入一致，进行多次仿真运行，才能通过仿真得到真实的统计数据和输出结果.建筑工程中仿真模型的运用，需要对某事件的概率和随机变量的期望值进行分析，也需要进行敏感性分析.
2计算机仿真技术在施工管理领域中的应用分析
2.1蒙特卡洛模拟（monte-Carlo）在施工仿真中的应用
该模式方法是根据统计理论，对风险发生率或者风险损失数值进行研究和计算机计算.该方法的基本原理是使用数学模型（模拟模型）将研究对象进行代替，在模型中尽可能将所有的影响因素包含其中.模拟模型中使用具体的概率分布来描述各个风险变量的风险结果和其有关的概率值.然后采用随机的方式给出某个数值，然后根据该数值在各风险变量中的概率分布进行取值，完成各风险变量的取值后，可以模拟模型为依据得出风险总体效果.对这一程序进行重复，以产生的随机数为依据，得出风险总体效果确切值.计算机仿真的概念是在20世纪40年代冯•诺依曼最先提出，而计算机仿真中最早应用的方法就是蒙特卡洛模拟，起初该方法的应用只能对随机过程问题进行解决.现阶段，蒙特卡洛模拟在工程施工领域中的应用越来越广泛，主要体现在对成本以及进度的仿真方面.应用蒙特卡洛模拟于工程网络计划中，凭此对工程进度风险进行仿真分析，能够通过概率计算得出合理的工程工期以及明确工作中的重点，有助于施工管理人员工作的进行.而施工项目成本风险管理中蒙特卡洛模拟技术的应用，则能有效分析以及空时施工项目成本中的相关风险，对施工成本风险分析与管控具有十分积极的作用.
2.2循环网络技术（CYCLone）在施工仿真中的应用
就循环网络技术而言，该技术能够在仿真系统和建筑建模中体现价值，是最先专门为建筑施工仿真而研发的仿真系统.其有效结合多项理论与技术，包括排队理论、网络计划技术以及计算机模拟技术，利用计算机实现模拟，可对各施工组织的工期和费用进行计算，也能对各项资源的利用率进行计算.CYCLone模型的组成元素主要包括流水单元、节点以及矢线.其中，流水单元也就是模型中能够流动的部分，包括各方面的资源，例如人力、物力、财力以及控制信息等；矢线则表示的是各节点之间存在的关联以及流水单元的相关位置走向；节点通常可以划分为五种节点：第一种是一般节点.其主要表示非限制性工作和其主动状态，当流水单元经过此节点时能够稍作的停留，但工作仍然是在进行中.第二种是复合节点.表示工作的开始受控，只有确保所有要求得到满足后才能开始工作，所以，复合节点往往处于排队节点之后，而两者又同属于活动节点.第三种是控制节点.能够对流水单元实行监测以及控制.第四是排队节点.该节点主要对流水单元的被动状态进行描述.流水单元进入该节点后进入暂停状态，等其他排队节点满足要求后同时进入复合节点.排队节点是流水单元等待的停留场所.最后是职能节点.其功能在于合成模型中的各个流水单元，使其成为一个流水单元，并且该节点能够对数据进行统计和计算.CYCLone具有以下优势，例如简单、操作方便、建模容易等，目前其应用已经比较广泛.有学者结合水电站导流隧洞循环施工的特点，将CYCLone应用于施工仿真中，取得的效果比较显著.也有学者在土石方工程施工模拟中对循环网络技术进行应用，能够得出一些对于管理人员决策而言、具有重要参考意义的参数.此外，CYCLone模拟同样也在隧道工程施工以及高层建筑施工仿真中得到应用，也取得一定的应用效果.
2.3地理信息系统（GiS）在施工仿真中的应用
地理信息系统，即GiS，是一门新型学科技术，其介于地球科学和信息科学之间，能够有效结合计算机技术以及地学空间数据，属于空间信息技术的范畴.该项技术是对地理空间数据库进行利用，进行集空间数据的采集，然后对其进行分析、操作、管理，最后进行数据显示，且通过地理模型分析，得出各种空间及动态地理信息.GiS使用属性数据和图形数据对空间数据对象进行描述，并通过用户标识码和内部代码连接两者成为公共数据项，促使两者相互对应.施工仿真系统是通过计算机采集、管理、操作以及分析施工过程中的各项数据，并且给出各种空间及动态信息.因此，GiS系统与施工仿真系统能够在多方面实现结合，GiS的属性、位置双向查询技术以及空间处理技术等，均可在施工仿真中得到应用.其中，天津大学对该技术的研究更为广泛，然而目前该项技术仅仅在水利水电工程施工中得到一定程度上应用.GiS技术应用于水利水电工程施工中，主要是在水利工程的施工导流动态可视化仿真中得到应用，建立导流三维可视化模型并采用三维动态演示方法，对三维动态模型进行演示.复杂地下洞室施工仿真系统中GiS技术的应用，使用可视化图像形象地表示大坝施工具体过程，从而使工程人员能够清楚地、及时地了解大坝施工的情况，促使施工组织水平得到有效提高.也有不少学者对施工仿真中GiS技术的应用进行研究，例如在隧道施工的可视化仿真中应用GiS技术，使GiS有效结合工程动态仿真系统，对施工过程中进行模拟，从而得到施工组织管理的一些数据信息.
2.4petri网在施工仿真中的应用
1962年德国Carladampetrified最先提及petri网，现阶段，petri网在自动化科学技术、计算机科学技术、机械设计与制造等相关仿真领域已经有了较为广泛的应用.petri网属于一种网状的信息流，其节点通常分为两类，即条件、事件，基于节点的有向二分图进行token分布的添加，这些token分布能够表示状态信息.并且，根据引发规则改变事件驱动状态，从而使系统动态运行过程得到体现.petri网凭借其具备的系统分析及验证方法，能够有效进行不确定性、资源共享性、并发性系统的分析.而建筑工程施工的复杂性，也正是在资源共享、并发性以及不确定性问题上得到体现，因此，建筑工程施工系统仿真中petri网能够得到有效的应用.在20世纪90年代末，wakefield等人最先提出在模拟施工系统中应用petri网，改变了人们认为petri网只适用于计算机网络及自动化制造技术的观点，并且完成有关仿真模型的建立.随着时代的发展，相继有学者将petri网应用于工程项目的计划管理、搅拌站混凝土的生产过程的模拟、钢结构的施工仿真建模、公路工程的施工过程仿真、隧洞工程的施工仿真等，同时建立起相应的模型.
2.5施工仿真中虚拟现实技术的有效应用
20世纪末虚拟现实技术被提出，并且很快得到有关领域的关注.该项技术集成了多项先进技术，这些技术主要有计算机仿真技术、人体交互理论、人体工程学、传感技术、计算机图形学以及计算机技术等.虚拟现实技术中计算机占据十分重要的地位，通过计算机及有关输出、输入设备进行逼真、多感官三维虚拟世界的构建.有学者提出这样的观点：21世纪，虚拟现实技术将成为信息技术的典型.虚拟现实技术相比于其他信息技术，其具备三维空间表现能力、人机交互式操作环境具有实时交互性，能给人带来逼真的感受，使人机交互接口的研究领域更加广阔，也有利于各类工程海量资料描述的形象具体化.并且，虚拟现实技术能够将难以观察到的场景进行有效创建和再现，促使人们更好地了解和掌握所描述对象的运动变化规律.系统仿真技术可以抽象的形式，客观展示真实复杂的世界，并且展现客观世界的运动形式，应用虚拟现实技术能够促使系统仿真模型的验证更加合理有效，并且能够将仿真结果更好地进行展示.就目前而言，在军事、航天以及航空领域.虚拟现实技术的应用已经相对广泛.并且，虚拟现实技术在工程建模及仿真领域也将得到较好的发展.工程建模及仿真领域，由于工程规模较大、施工环境条件比较复杂，并且在建模及仿真过程中需要考虑全面，根据系统仿真的要求，选择适用的仿真技术，动画演示虚拟世界的造型，并且进行有效的交互设计，可使以上问题得到有效的处理.
3结语
总而言之，建筑工程施工程序具有较强的复杂性，其涉及到的不确定性因素也多种多样，施工方案是否合理、资源类别及数量是否满足要求，等等诸多因素均对施工进度产生较大的影响.如果继续采用传统施工计划编制方法，将始终无法取得令人满意的效果.在此背景下，施工仿真技术的出现与应用，能够促使这些问题得到有效的解决.目前，我国计算机仿真技术在工程项目施工管理中的应用已经取得较大的发展，例如蒙特卡洛模拟、循环网络技术、地理信息系统（GiS）、petri网以及虚拟现实技术等均在施工仿真中得到一定的应用，并且取得较好的应用成效.随着社会的发展以及我国科技技术的提升，三维立体的可视化技术终将会实现，不仅能够进行一般仿真数据的提供，也能对施工具体过程进行展示，从而为建筑工程项目施工管理提供更有效的帮助，促使我国建筑行业得到更好的发展。
参考文献：
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〔8〕刘扬武.分析计算机仿真技术在高校网络协议实验教学中的应用[J].电脑知识与技术:学术交流,2014(15):3671-3673.
〔9〕陶卫华,胡爱龙.基于水利工程项目施工管理问题及创新对策分析[J].吉林水利,2015（01）:54-56.
计算机仿真技术及应用篇3
关键词：计算机仿真技术；电力电子电路；电力电子系统
中图分类号：tp391.9文献标识码：a文章编号：1674-7712（2013）20-0000-01
就现阶段而言，计算机技术已经渗入到各行业及领域当中。计算机仿真技术在电路与系统分析中的应用对电力电子技术领域相关产品的生产及技术的开发有着十分关键的作用，这是因为该技术的应用能提高电力电子领域技术人员的专业知识、提高电路设计的完善性以及改进相关产品的性能等。因此，文章将对计算机仿真技术的概念和应用进行介绍，并对该技术相关优化提出建议。
一、计算机仿真技术的简介
计算机仿真技术是在现代信息技术的基础上发展起来的一类综合性技术，该技术综合了原理相近的不同专业领域的多项技术，包括了信息技术、网络技术、图形及图像处理技术、多媒体技术、软件技术、数据分析处理技术、自动化技术以及系统工程技术等，其目的是对系统的设计方案和运行进行了解。计算机仿真技术具有涵盖量广、应用范围大、自动集成化高等特点，目前常用的计算机仿真软件有matlab、pspice、saber等[1]。
二、计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中的应用
（一）电力电子电路及系统的简介
电力电子电路系统主要由电力电子主线路、控制电路以及异步电动机等几部分组成。其中，主线路包括了理想供电电源、受控供电电源、电力电子部件、电阻、互感电感器以及电容，控制电路包括了信号源、代数运算、快递函数以及输出等几大模块，异步电动机主要包括直流电动机及交流电动机。
（二）计算机仿真技术软件的应用
单相boost功率因数矫正电路是电力电子领域的典型电路工作原理图，现就pspice及powerSystemBlocksets两种计算机仿真软件在该电路中的应用做出阐述。
1.pspice仿真软件的应用
根据电路原理图在pspice软件中建立仿真电路图，并采用开放电压环控制，对仿真电路波形进行绘制并分析，并根据分析结果对电流与电压的跟踪输入情况进行判断，最后对电路的功率因数进行校对。
2.powerSystemBlocksets仿真软件的应用
在仿真软件中建立电路系统模型，包括功率电路以及控制电路的模拟图，使用双闭环电路控制系统、内外环电压环对电路进行调节与控制，得出仿真电路波形图并绘制出来。根据所得出的仿真结果，对输入电流量、输入电压量进行跟踪分析，从而对功率因数进行矫正。
（三）几种计算机仿真技术软件的对比
就现阶段而言，在电力电子相关领域中应用频率较高、应用范围较广的计算机仿真软件之一是pspice，该仿真软件实现了仿真电路与原电路理论设计图紧密连接，基本上实现了电力电子电路的动态仿真和系统分析。由于该仿真软件中的电路原件的建模特点与实际电路原件的特点相似程度较高，且该软件的仿真电路波形与实际电路测量所得的结果误差率较低，因此该仿真软件在电力电子电路及系统分析中的应用对于电路的设计起到了指导性的作用。另一方面，由于该软件的数据处理规模大并复杂，因此在实际应用过程中，该软件的运行速度不高，对系统分析的效率造成了影响，从而阻碍了该软件的进一步推广。
除了pspice之外，powerSystemBlocksets是一款在matlab的Simulink图形图像处理基础上建立起来的大规模计算机仿真软件，该软件使用方便，且基本上满足了目前电力电子电路仿真的要求[2]。该软件具有操作方便、数据分析效率高、处理精准、兼容性高等特点，现已经在电子电力领域得到广泛应用，并逐渐代替pspice软件。
三、计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中应用的优化建议
在使用计算机仿真软件建立电力电子电路及系统模型时，由于各类仿真软件的智能性和自动化程度高，因此在建模时只需要在建模窗口中加入所需要的板块、调整好相关参数并接好线路即可。然而，在操作过程中应当注意以下几方面问题，以提高仿真的准确程度。
首先，在电力电子线路连接过程中要注意线路连接的完整性。在线路连接完成后要注意各个连接部位箭头的变化情况，当单箭头转变为加粗加黑的箭头时，即为连接完成。
第二，避免供电电源以及变压器短路。在供电电源与变压器之间设置隔离装置，注意各个部分的公共连接部位，防止短路，必要时可以采用接地模块或总线模块。
第三，关闭后台窗口。在建立电子电力系统模型的过程中，要注意仿真软件中是否有暂不使用的后台窗口，包括输入端子以及输出端子，此时需要采用接地模块及终止模块分别对其进行关闭，以免仿真软件发出警告提示或故障。
第四，对相关参数进行调节。由于电力电子系统的模型建立与实际电路存在的差距，因此在应用仿真软件进行建模时要调节好相关参数，包括仿真的初始时间、仿真结束时间、仿真计算方式、仿真过程中误差范围、步长参数等。在对这些参数进行设定与调节时，要根据所需创建的电力电子系统模型而改变，以提高仿真结果的准确性。
四、结束语
综上所述，计算机仿真技术是新时代科学技术发展的产物，将其应用于电力电子技术领域中能显著提高电力电子电路的运行效率，并简化电力电子系统的分析过程。
参考文献：
[1]裴云庆，段雅莉，王兆安.电力电子系统的计算机仿真及参数优化算法[J].西安交通大学学报，2009，11（20）：221-223.
计算机仿真技术及应用篇4
关键词：计算机仿真；自动化专业；教学改革
applicationresearchofthecomputingsimulationtechnologyusingintheteachingprocessfortheautomationmajor
BaiRui，ZhangJian
Liaoninguniversityoftechnology，Jinzhou，121001，China
abstract：inordertousethesuperiorityofthecomputingsimulationtechnology，ateachingreformapproachisproposed，wherethecomputingsimulationtechnologyisintroducedintheteachingprocessfortheautomationmajorinthetechnicaluniversity.themainresearchcontentsincludetheapplicationsofthecomputingsimulationtechnologyintheteaching，experiment，coursedesignandgraduationproject，andthehardware-in-the-loopsimulation.theproposedteachingreformcanimprovetheexistingteachingapproach，andalsocanimprovetheinnovationabilityofthestudent.
Keywords：computingsimulation；automationmajor；teachingreform
计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术[1]。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可方便改变仿真参数、仿真条件等优点，已成为分析、设计、运行和评价的重要工具。计算机仿真技术作为信息科学中的核心技术之一，已经被广泛应用于各行各业中。鉴于计算机仿真技术的优势，目前，已经逐渐被引入到大学教学过程中，并成为一种新颖的教学手段和方法。
自动化学科是一门科学性与工程性并重的学科，理论性和实践性的紧密结合是该学科的重要特征[2]。计算机仿真技术已经在多个高校自动化专业教学过程中得到了广泛的应用，但目前还存在一些问题：
（1）计算机仿真技术还没有深入到自动化专业教学的各个环节中，目前仅停留在课堂演示的层面上，手段单一化，因此还难以更好地发挥计算机仿真技术在专业教学中的优势。
（2）目前只是采用单纯的计算机仿真软件进行教学，而硬件和软件相结合的半实物仿真技术已经成为当前国内外仿真领域的先进技术，我们教学过程中并没有充分利用计算机仿真领域的这一先进技术和理念。
（3）计算机仿真技术虽然已经初步应用到自动化专业的教学过程中，但是还没有形成完善的规则制度、评价体系、应用范围和适用课程等详细资料，从而使计算机仿真和教学过程相结合这一新颖的教学手段缺乏系统完善的理论依据、实施手段和方法路线等，不够系统化、规范化和制度化。
为解决上述问题，笔者以自动化专业教学为背景，深入细致地研究计算机仿真技术与自动化专业教学相结合这一新颖有效的教学方法。研究包括计算机仿真技术在多个教学过程中深入全面的使用，半实物仿真等先进计算机仿真技术在教学过程中的应用，计算机仿真教学的系统化、规范化等内容。研究将能够显著地丰富和完善现有的教学手段和模式，有利于培养学生的创新能力，从而为“卓越工程师”培养计划提供一种新的思路和方法，可获得良好的教学效果。
1计算机仿真技术在自动化教学环节中的应用
1.1计算机仿真技术在课堂授课中的应用
对于自动化专业课程的某些知识内容，仅仅依靠板书或者幻灯片等教学手段并不能够使学生透彻真正地理解。利用计算机仿真软件对这些知识内容在课堂上进行仿真演示，通过改变仿真参数和仿真条件，获得不同的仿真结果，能够使知识内容的传授更加生动和直观，从而加深学生的理解。
因此，首先要全面深入地分析自动化专业各个课程教学内容、课程性质等特点，结合计算机仿真技术的优势和劣势，确定出在哪些专业课程中、哪些知识内容中需要引入计算机仿真技术。目前，笔者所在单位针对自动化专业的一些主要专业课程，如“交流调速控制系统”“直流拖动控制系统”“过程控制系统”“集散控制系统”“电力电子技术”和“电机拖动”等课程，开发了多个计算机仿真演示软件，并将这些计算机仿真演示软件应用于课堂教学过程中。
1.2计算机仿真技术在课程实验中的应用
目前，多数课程的实验手段都是单一的利用实验装置进行。受硬件设备等限制因素影响，一台实验装置还难以完成多项实验内容。计算机仿真实验不仅可以在一定程度上解决教学资源限制的问题，更重要的是，在仿真实验中，学生可以方便地观察在实验装置中难以直接观测的内部参数变化和动态波形，通过对仿真曲线分析可以更加深刻、形象地理解各个知识内容，从而激发学生的学习热情，启发学生的探索性、主动性和创造性。
因此，针对上述主要专业课程，开发多个计算机仿真实验软件，并作为各个课程的实验内容，形成以“实物装置实验为主，计算机仿真实验为辅”的课程实验内容体系。
1.3计算机仿真技术在课程设计中的应用
结合相关专业课程设计的目的及性质，设计并规划出相应的、与计算机仿真技术相结合的课程设计题目以及课程设计内容，并应用到课程设计过程中。目前，笔者所在单位已经将计算机仿真技术应用到某些专业课程的设计中，如“交流调速控制系统课程设计”“过程控制系统课程设计”“电气控制与pLC技术课程设计”“电力电子技术课程设计”等，引导学生在课程设计中采用计算机仿真技术对所设计的内容进行仿真验证。
1.4计算机仿真技术在毕业设计中的应用
毕业设计是自动化专业教学过程中的重要环节。根据专业特点，自动化专业的毕业设计内容多数是针对冶金、化工等工业过程进行控制系统的设计。学生在毕业设计过程中虽然对控制系统进行了设计，但多数情况下难以将所设计的控制系统应用到实际工业现场中进行验证，因此学生也不能清晰地知道自己采用的控制方法以及开发的控制程序是否正确。为解决这一问题，可以将计算机仿真技术引入到自动化专业的毕业设计中，引导学生在毕业设计中采用计算机仿真技术对所设计的内容进行仿真验证。首先完成控制系统的设计和软件开发，然后利用计算机仿真技术对设计控制方法和控制程序进行仿真验证，从而使学生能够更加深刻理解和掌握毕业设计的内容，提高毕业设计的效果。
2先进仿真技术在教学过程中的应用—工业控制系统半实物仿真实验平台的设计、开发及教学应用
与工程实践的紧密结合是自动化专业的重要特征之一[3]。但受教学手段和教学资源的限制，在目前的课程设计、毕业设计等环节中，学生很难将自己的设计方案以及开发程序应用到实际的工业对象中，这样就导致了学生难以检验自己的设计效果，从而也难以提高学生的设计能力。虽然计算机仿真技术已经在自动化专业教学过程中得到了应用，但目前的应用只局限于使用仿真软件的层面上，即课堂演示、课程实验等内容都是使用软件的方式。
为了解决这一问题，笔者将半实物仿真（Hardware-in-the-loop-simulation）等先进的计算机仿真技术引入到自动化专业教学过程中。半实物仿真是将控制器（实物）与在计算机上实现的控制对象仿真模型连接在一起进行实验的技术。在这种实验中，控制器的动态特性、静态特性和非线性因素等都能真实地反映出来，因此它是一种更接近实际的仿真试验技术。
笔者将硬件和软件结合，研制出由实际的pLC控制系统、pC机和计算机仿真软件所组成的半实物仿真实验平台。与纯粹的仿真软件相比，该仿真实验平台能够更好地提高教学效果。半实物仿真实验平台利用我校罗克韦尔工业控制网络实验室的相关设备，主要组成部分包括罗克韦尔的ControlLogixpLC、检测仪表和执行机构装置、工业过程的模型计算机。ControlLogixpLC、检测仪表和执行机构装置均为工业过程控制中的实际设备，工业过程的模型计算机通过运行仿真软件来模拟实际的工业过程。采用上述半实物仿真实验平台，学生可以将自己的设计方案和控制程序在该平台上进行验证，从而能够提高学生的设计能力，实现课程设计和毕业设计的教学目的。
3结束语
将计算机仿真技术与自动化专业教学进行紧密的结合，探讨如何将计算机仿真技术更好地应用在自动化专业的教学过程中。将计算机仿真技术分别应用在课堂授课、课程实验、课程设计和毕业设计等教学环节中，并将先进的仿真技术—半实物仿真引入到教学过程中。所研究的内容能够丰富现有的教学方法，有利于培养学生的创新能力。
参考文献
[1]郝培峰，崔建江，肖文栋，计算机仿真技术[m].沈阳：东北大学出版社，2003.
计算机仿真技术及应用篇5
[关键词]计算机仿真技术研究与发展
中图分类号：V448.15+3文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）36-0229-01
引言
仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验的研究过程。计算机仿真技术即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。
一、仿真的定义和分类
1.仿真定义
计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。
仿真是在数字计算机上进行实验的数字化技术，它包括数字与逻辑模型的某些模式，这些模型描述某一事件和经济系统，在若干周期内的特征。
系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其它专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而作出决策的一门综合性的和试验性的学科。
二、计算机仿真技术的特点
1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。
2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。
3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。
4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。
传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。
三、计算机仿真技术的研究现状
计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。特别是近几十年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，已经从传统的工程领域扩展到非工程领域，在社会经济系统、环境生态系统、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。
四、计算机仿真技术的展望
随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：
1.仿真技术的网络化
众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。
2.仿真技术的虚拟制造
计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。
五、计算机仿真技术的支撑技术
计算机仿真技术的支撑技术主要有分布式计算机仿真技术、协同式计算机仿真技术、沉浸式计算机仿真技术、基于网络的环境计算机仿真技术。
计算机仿真技术分布式，既是由于数据分布的需要，也是应用分布式计算环境进行并行计算，以达到实时显示目的的重要手段，分布式计算平台有互联网的异构机组成，包括高性能的Smp和DSm多处理器、工作站/pC机机群系统。
来自不同地区、不同学科的学者过去式通过出差或开会等方式进行交流的，现在，随着高速网络投入使用，采用多媒体技术支持下是、的CSCw技术可以达到快捷、高效协同工作的目的。
计算机仿真技术采用传统上为虚拟环境所装用的投影式显示设备，标志着这两个研究方向融合的发展趋势。由于沉浸式显示设备能使用户获得临场感，更有利于用户获得对数据的直观感受，有助于结果的分析。
六、仿真系统的作用和意义
随着军事和科学技术的迅猛发展，仿真已成各种复杂系统研制工作的一种比不可少的手段。尤其是在航空航天领域，仿真即使已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段。在研制、坚定、和定形全过程必须全面的应用先进的仿真技术。否则，任何新型的、先进的飞行器和运载工具的研制都将是不可能的。
计算机仿真技术在军事的应用是很广泛的，如运用交战模型进行的计算机仿真，新型武器装备发展过程中的仿真、部队作战训练方面的仿真、高层论证和规划计划中的仿真、军事作战理论和学术研究中的仿真、作战指挥和战争计划中的仿真，以及战后后勤保障的仿真等。
计算机仿真技术及应用篇6
【关键词】计算机；仿真方法；汽车工程
汽车指的是以汽油等燃料或者太阳能灯新型能源作为发动机动力的运输工具，汽车在1885年由本茨所发明。汽车由原先简单的结构变得越来越复杂，原有的汽车结构相当简单，但是随着科技的进步、物质水平的提高，人们对于汽车的要求越来越高。现今的汽车包含有上万个零部件，并且适应能力极强。为了确保汽车的行使安全在汽车的研发过程中就使用到了较多的计算机仿真方法来模拟实际情况，通过计算机仿真方法的应用，汽车的安全性以及稳定性得到了较大的保障。利用计算机仿真方法可以修改汽车设计的参数，并利用模拟技术来确定参数是否合理，如果参数不合理那么就可以利用计算机仿真软件来重新设定参数直至符合安全要求。计算机仿真方法在一些豪华汽车或超级跑车的设计制造过程中运用的更多，因为这些汽车的设计要求更加严格。
一、基于数值模拟方法的仿真分析
数值模拟方法有较多的种类，其中包括有限元方法、统计能量分析方法、计算流体力学方法以及多体动力学分析方法，这些计算机仿真方法对于汽车工程有着较大的作用。
1、在汽车结构方面的应用在汽车结构的设计中要考虑结构的强度大小、运动性能、耐久性等，为了使得汽车结构设计的更加合理就需要利用有限元方法以及计算流体力学等计算机仿真方法，利用这些仿真方法来设计汽车的结构，可以使得汽车的结构达到最优化[1]。利用数值模拟方法可以使得汽车各个部件的结构得到优化，并使得汽车的承载能力得到加强，通过这些优化必然会使得汽车的使用年限延长。另外通过数值模拟方法使得汽车的噪声降低、汽车自重减轻，这就可以使得汽车的动力效果更强，降低了汽车油耗，提高了汽车的经济性能。
2、汽车被动安全方面的应用汽车被动安全指的是汽车在不可避免发生交通事故之后对于车内人员的保护作用，或者在发生车祸之后降低车内人员所受的损失[2]。为了提高汽车被动安全性能就需要进行大量的碰撞试验，但是利用实车进行试验的话会使得研究成本增大，那么就可以利用计算机数值模拟方法，即在不利用实车进行实验的情况下来进行汽车被动安全实验，这样就可以显著的节省实验成本，当模拟实验做到一定程度之后就可以利用实车进行实验，用实际情况来检验汽车被动安全性能，由此可见计算机数值模拟方法对于汽车设计有非常重要的作用。
二、基于matLaB/Simulink的仿真技术
matLaB/Simulink仿真技术在汽车工程中的应用主要是预测汽车的性能、能量消耗以及车辆零部件的效率，这对于汽车工程有着非常重要的作用。该仿真技术可以完整的模拟汽车运行时的状态以及逻辑结构，这对于车辆控制器的开发与测试有着较大的作用。利用该仿真技术还可以根据实际情况搭建，便于调整，使得仿真结果输出结构更加直观[3]。仿真过程中信息的流动分为前向仿真和后向仿真两类，前向仿真的数据流方向与实际系统的能量流动方向相同，即以驾驶员的需求目标作为仿真的起点，这样便可以真实的反应系统的运行状态。后向仿真循环的数据流方向与实际系统的能量流动方向相反，能够反映系统的静态特性，后向仿真循环常用于设计阶段的能量控制策略。
三、硬件在环仿真分析
硬件在环仿真最初是应用在结构复杂系统的开发和测试上，即用数学模型来描述一部分的仿真系统，然后利用虚拟运行环境进行逼真的模拟，其最大的特点就是实时性。硬件在环仿真分析可以充分的发挥物理仿真以及数学仿真的优点，避免了物理仿真与数学仿真的缺点，而且硬件在环仿真分析能够在没有车的情况下对于整车或者车部件进行仿真，这样就可以对各个部件的组合进行较好的评价，使得汽车的结构更加合理[4]。硬件在环仿真分析不仅能够缩短汽车的开发周期，而且在车辆测试过程中可以不必使用实际的硬件，有效的降低了车辆的研发成本以及维护资金。虽然硬件在环仿真分析能够对实际情况进行逼真的模拟，但是并不会产生真实的危险。
四、虚拟现实技术
虚拟现实技术是一种新型的使用技术，虚拟现实技术是以计算机作为基础，并在特定的环境下进行的虚拟实验，虚拟现实技术可以让人在虚拟的环境中感受到现实。现今虚拟现实技术在很多行业中都有较多的运用，包括军事、游戏等，当然虚拟现实技术也运用到了汽车工程中，利用虚拟现实技术可以将汽车数字化，然后配合一定的环境，驾驶员进行仿真驾驶，驾驶员进行仿真驾驶的过程中就可以感觉到汽车的震动、噪音，这样驾驶员就可以对于汽车的性能做出一个直观的评价，而且不需要利用实车进行测试，这样不仅减少了研发资金而且降低了汽车研发过程中的风险[5]。虚拟现实技术在汽车工程中的应用使得汽车的开发速度显著加快，而且汽车的舒适性也得到了较大的提高。
五、高层体系结构技术
高层体系结构技术是美国在1995年所研发出的技术，高层体系结构技术能够将应用层与环境分离，并最大限度的利用新技术来进行服务功能，这种系统有非常强大的适应能力。无人驾驶飞机就是利用高层体系结构技术发展起来的吗，如果将高层体系结构技术与交通工程仿真技术结合起来的话便可以达到更好的效果。随着计算机技术的不断发展，更多的计算机技术将运用到汽车工程之中，并以此来达到人们对于汽车的各种要求，使得汽车行业得到更好的发展。
参考文献
[1]李艳霞.计算机仿真五种方法在汽车工程中的应用[J].科技创新与应用，2013-12-18
[2]于志新，宗长富，何磊.基于LQR的重型半挂汽车列车稳定性控制策略[J].中国公路学报，2011年
[3]陈勇，罗大国，付军.基于Cae仿真的量产双离合器自动变速器开发实践[J].汽车工程，2013年
计算机仿真技术及应用篇7
【关键词】计算机仿真技术物流实验室建设策略
物流专业最大的特点是实践性强，加强相关设备的投入力度及构建相应的实验室对学生实践操作能力的提升具有重要意义。由于计算机仿真技术存在诸多的优势如成本少、可控性高、可视化等，将其运用到物流实验室中可以带来意想不到的效果。
1构建基于计算机仿真技术的物流实验室的意义
1.1教学方面
在物流教学过程中，除了要传授学生相关的物流知识外，还必须培养其一定的实践操作能力。通过将计算机仿真技术与物流实验室有机结合，能紧跟物流技术的发展变化来及时更新所需的资源，能在并不广阔的场所及资金少的情况下进行各种不同的实验操作，完全达到了物流实践教学的要求，并且学生能够将课堂上所学的知识运用到实际生活中。
1.2科研方面
对于具有丰富理论知识，想有进一步发展的学生来说，基本的理论教学与实践操作很难达到他们的实际所需，特别渴望参与一些深层次的物流系统分析、高级实验活动。为此，构建基于计算机仿真技术的物流实验室是满足学生要求的不二选择，能够为现代社会培养一批高级别的物流管理团队。
1.3社会服务方面
学校在完成培养综合型人才队伍的任务的同时，还肩负着服务社会的责任。由于目前缺乏实践系统，基于计算机仿真技术的物流实验室的建设，很大程度上帮助了教育者利用自身掌握的知识，通过实验室丰富的软硬件资源来承接相关的项目课题，促进企业物流系统的进一步升级，避免不必要的资金投入，综合了物流与其他相关技术、信息技术，减少了社会资源的大量耗费。
2基于计算机仿真技术的物流实验室建设策略
2.1明确具体的建设目标与指导思想
首先，基于计算机仿真技术的物流实验室应配备具有开放性、综合性特点的实验体系，提高学生知识水平的同时，增强其实践操作能力，制定详细完善的教学计划，注重学科发展，将学生创新意识及能力的养成作为教学目标。
其次，基于计算机仿真技术的物流实验室建设必须将系统性、先进性、经济性、实用性作为主要指导思想。实验室应时刻了解先进物流技术、相关教学手段的最新情况，尽可能的集网络技术、多媒体技术、自动识别技术、信息管理与决策技术等为一体；从学科与专业的角度出发，合理使用实验室建设费用，优化配置各类硬软件、场地资源，建立健全物流仿真实验工程体系，为专业设计及毕业设计提供帮助，真正实现涵盖教学、科研、实验、人才培养等内容的教学科研基地。
2.2总体规划
2.2.1硬件设备
基于计算机仿真技术的物流实验室应配置一定数量的电脑，方便学生利用电脑来构建仿真模型。另外，还需购置下列设备：投影机、弧形三维屏幕（笼罩整个实验室，以创设虚拟的物流仿真系统氛围）、在实验室中间放置一台服务器电脑与音响，并和投影机与弧形三维屏幕连接，这样即完成操作平台的设置。同时还要有具备无线遥控功能的激光笔，为相关操控提供便利。
基于计算机仿真技术的物流实验室及其硬件的规划与分配途径是：将实验室划分为教学区与科研区两个不同功能的区域，各自处于不同的空间中。教学区主要为学生的实践教学提供服务，内部共配备了投影机、屏幕、服务器、音响、供学生操作的电脑、遥控激光笔。科研区中主要配备办公桌椅、电脑以及教研人员，是教育者日常开展科研活动的场地。
2.2.2软件设备
软件设施在物流仿真实验室中属于必不可少的工具。由于物理软件的类型众多，因此必须结合仿真系统选择相匹配的软件。比如Flexsim仿真软件，此软件具有通用性特点，在多个行业系统中得到应用。该软件在物流仿真实验中的应用涉及了配送中心拣选仿真、仓库系统出入库仿真、生产物流仿真、机场仿真等领域。由于当前运用的Flexsim软件只涉及一些基本功能，所以还需对其进行升级，添进相配套的优化软件包。
2.2.3建设流程
基于计算机仿真技术的物流实验室建设应遵循循序渐进、分阶段的原则。举例说明，选择相应的实验场所及设备，建设满足教学要求的仿真物流系统及仿真生产物流系统；然后再建设另两个仿真配送中心系统及仿真供应链系统。
在构建仿真物流各系统过程中，应通过委托开发与自行研发相结合的手段。由于对大型仿真物流系统进行开发时会耗费诸多的时间、精力，并且要求有丰富的计算机编程知识，所以应开展招投标活动，委托专业机构开发，同时自己与相关团队协作开展二次研发。
3结论
C上所述可知，在培养物流人才过程中，实验教学环节发挥着不可忽视的作用，为高质量人才的培养提供了坚实的保障。从专业特色角度出发，制定系统完善的培养计划，构建实践性高的物流实验室，致力于将计算机仿真技术与物流实验室紧密结合，这不仅有助于进一步升华实验教学，推动物流健康持续发展，而且还极大地增强了学生的实践应用能力。
参考文献
[1]曾鸣.基于Flexsim的港口仓储作业过程仿真及优化研究[D].北京：北京交通大学硕士学位论文，2010.
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[3]初良勇.基于计算机仿真技术的物流实验室建设[J].航海教育研究，2012.
[4]高举红，陈思宇，刘晓宇.基于精益设计的生产能力分析与现场物流改善.工业工程，2010（01）.
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作者简介
阮文（1967-），女，福建省仙游县人。工程硕士学位，毕业于哈尔滨理工大学，现为湖南工业职业技术学院讲师。研究方向为计算机应用。
计算机仿真技术及应用篇8
电子商务作为一个新兴领域，各个院校在电子商务专业建设中，培养目标和课程体系不是完全统一，因此侧重点是不同的。普遍存在的问题是重理论而轻实践的现象非常严重，不利于电子商务人才地培养。原因很简单，就是实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。利用计算机技术、网络技术等现代信息技术从事商务活动，突出学生的动手能力，培养融it与商务于一身的高素质复合型人才。
随着互联网的全面普及，基于互联网的电子商务也应运而生，并在近年来获得了巨大的发展，成为一种全新的商务模式，被许多经济专家认为是新的经济增长点。这种电子商务模式对管理水平、信息传递技术都提出了更高的要求，其中安全体系的构建又显得尤为重要。如何建立一个安全、便捷的电于商务应用环境，对信息提供足够的保护，是商家和用户都十分关注的话题。
一、概述
计算机仿真技术可以为学生提供虚拟的仿真情境，为学生创设一种开放的、主动的、发现式的探索式的学习环境，发展学生的高级思维能力和问题解决能力，从而通过对该情境的操纵、观察和思考得出合理的结论。计算机仿真可以在很大程度上激发学生的高水平思维活动，让学生通过反省性的、高水平的思维活动来建构深层的、灵活的、真正的知识，近几年，计算机模拟教学在国内外的电子商务课程中屡见不鲜，但仿真教学在计算机教学中的应用、尤其是在计算机网络课程中的应用还处于探索研究的阶段，将计算机模拟应用于教学活动中，往往能够收到事半功倍的效果。
电子商务引起人们的普遍关注，细说起来也不过是最近几年的事情。电子商务网络仿真实验室可以提供一个真实的环境，在这个环境中，学生可以模拟电子商务的各种活动。因此，电子商务网络仿真实验室具有可操作性、仿真性及适应性强的特点。可操作性，是指电子商务网络仿真实验室中的计算机所需软件;仿真性，是指学生在电子商网络实验室的计算机上安装了相关软件后，能够模拟it环境，进行各种电子商务活动等;适应性强，是指电子商务网络仿真实验室能够成为与电子商务相关的多门课程的实习实训基地。在电子商务网络仿真实验室，学生可以学习基本的电子商务网站的建设流程。 二、计算机仿真技术
计算机仿真技术(computer?simulation?technology)是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。计算机仿真，是在研究系统过程中，根据形式性原理，利用计算机来逼真模仿研究对象。研究对象可以是真实的系统，也可以是设想中的系统。传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的，这种方法的优点是直接、形象、易信，但模型受限、容易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机上运行实现。它不怕破坏、容易修改、可重用。因此在现代化生产建设中得到了广泛的采用。并取得了丰硕的成果，带来了可观的经济效益。
计算机仿真技术的核心是按系统工程原理建立真实系统的计算机仿真模型，然后利用模型代替真实系统在计算机上进行实验和研究。由于近年来信息技术的发展特别是高性能海量并行处理技术，可视化技术，分布处理技术，多媒体技术，虚拟现实技术的发展，使得建立人——机——环境一体化的分布的多维信息交互的仿真模型和仿真环境成为可能，从而使仿真方法有了一些新的发展，形成了一些新的研究仿真方法热点，如：定性仿真方法；面向对象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——机和谐仿真环境建立方法学。
三、电子商务网络仿真实验室
利用仿真技术可以构建电子商务仿真实验室，通用的通信网络硬件实验平台《计算机网络》或《计算机网络与通信》是计算机专业的必修专业课程。它的实验主要是从以下几个方面进行设计的:网络技术做实验:它包括网络布线与制作，计算机操作系统的安装与配置，局域网的设计与实现，广域网的设计与实现。其目的主要是让学生了解常用网络的设备的连接、安装与配置。通过设计、连线和配置，完成网络数据通信实验。计算机网络原理的模拟与仿真:计算机网络模型，有许多协议支持实现，每种协议实现都有些算法。原理的模拟与仿真就是解决其中的一些算法实验，这种实验通常用软件加以实现，但同时也需一些硬件配合完成。其目的主要是使学生通过实验对算法应用理解更深刻。如:数据链路层的连续aRQ，网络安全中的加密算法等。网页虚拟实现交互指导实验:有些网络设备费用很高，也没有必要全部实做，设计一些虚拟网页，通过网络的操作达到实验的目的。如:网络的测试仪的使用，高端网络设备的使用和配置等。
在教学应用中，通过仿真技术不但可以节约教学成本，而且能取得良好的教学效果。
四、结束语
计算机仿真技术及应用篇9
一、计算机仿真技术的特点
1、界面直观，易学易懂。在利用计算机仿真技术进行教学时，可以绘制出与实际情况相符的仪器和图标，使学生能够更加直观的观察和学习。2、提供了各种分析手段。利用计算机仿真技术绘制的模型中，具备齐全的元件库，为生产也带来诸多便利。同时，计算机仿真技术具备完整的混合模拟功能及数字信号模拟功能，可以对电路仿真图形中的电波及各种工作状态下的数据进行储存，同时兼备打印功能。计算机仿真技术除了具备静态、动态以及失真等的分析，对于电路中出现的短路及其他故障进行及时合理的判断和分析。3、在教学中的作用。计算机仿真技术提供了一种简单明了的实验方法，不但成本低，而且系统的检修和维护保证了系统的长期使用。当学生进行某一种实验时，不用担心某种错误的操作而引起不良效果。而且，如果遇到不懂的问题，可以在线帮助，使学生能够独立实验。并且，学生进行反复操作的过程，不会造成实验器材和原料的浪费。利用计算机仿真技术可以进行一些难度系数较大的实验，达到身入其境的真实感。
二、计算机仿真技术在电子技术教学中的应用
1、演讲与实践相结合的教学方法通常情况下，随着实验过程的变化因素，实验往往会得到不同的结果，存在不可预测的因素。采用计算机仿真技术绘制图形，与实测数据相结合，可以减少因为不定性因素引起的误差，并且能够观测出发生在瞬间时不易观测的参数。与传统实物实验相比，计算机仿真技术弥补了实物实验不能任意改变电路参数的特点。并且在不需要更换实验其次和元件的情况下，相同的实验时间里，利用计算机仿真技术进行实验课程，学生在进行实验时，可以通过变换参数来观测特性曲线的变化，得出精确的分析数据。2、用生动有趣的实验引导激动学生的兴趣实验课的真正目的就是让学生能够通过实验课程的学习来验证理论知识，并清晰的理解理论上空洞的知识，巩固学生的专业技能。传统的实验教学主要靠老师的讲解和演示，学生动手时间少之又少。并且在时间仓促的情况下，学生显得慌忙，这样导致了学生无法加深对电路图的构造以及原理的理解。而计算机仿真技术则避免了这种现象，大大提高了学生的实验实效，不但调动了学生的积极性，并且能够激发学生对实验课程的兴趣。3、提供了理想的教学方案由于学生对知识掌握和熟练状况不同，学生的认知能力存在差异，学生对新知识的理解掌控能力不一致，导致了教学方案需要考虑到这部分学生的实际情况，因材施教。计算机仿真技术的引进，无疑给教学提供了理想的方案。仿真教学内容规范化、标准化，且以重点培养专业技能技巧为目的，设计了各套专业技能培训系统和教程，为技能考核和坚定提供了有利的技术手段。
计算机仿真技术及应用篇10
[关键词]制冷空调系统计算机仿真技术
中图分类号：S5文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）18-0146-01
前言
由于当前科学技术的不断发展，越来越多的新技术被运用到各个领域当中，传统的制冷空调系统由于其能源消耗较大、制冷效率较低等原因，已经难以满足当前人们生产生活的巨大需求，而计算机仿真技术在制冷空调系统中的应用可以帮助人们最大程度的改善系统性能。随着计算机仿真技术在制冷空调系统当中的广泛应用，关于空调系统本身以及空调中各个部件的仿真技术得到了各界越来越多的关注，当前对于制冷空调系统的研究主要是为了实现对制冷空调系统性能的检验，进而对这一系统进行逐步的优化和改良，而计算机仿真技术可以有效地取代繁琐的试验环节，提高检验的效率。
1.计算机仿真技术概述
1.1计算机仿真技术的概念与特点
计算机仿真技术顾名思义，它属于计算机技术中的一个类别，由于这一技术具备大量的工程实践经历，近些年来发展迅速。仿真即探索一类可以代替目标对象的模型，最终达到简化研究流程的目的。而计算机仿真技术则是指在计算机上通过一定的表达方式来体现相应的目标对象变化情况。这一技术具备一定的特点，其可以通过仿真程序代替以往的研究形式，既可以节约相当大的能耗，又可以节省研究的耗时。另外这一技术强化了对于流程特质的探索，也就是循序渐进的用动态的研究方式代替以往的静态研究方式，通过这一技术构造的研究模型可以更大程度的与实际研究目标相类似，可以有效保证研究结果的准确度。并且由于这一技术对零件与整个系统都进行了研究，因而满足了人们对于这两部分进行细致比较的要求，因此能够为相关参数的研究创造有利条件。在这一技术的研究过程中，充分运用了最优原则，在一定程度上提升了研究的水平，在实际操作过程中也改善了安全性和可协调性较弱的问题。
1.2计算机仿真技术的建模方法
构造模型是这一技术运用过程中的最关键问题，根据这一技术构造出来的模型作为代表系统一定特质的载体，可以实时的反馈系统当前的运行状态。近些年来，我们国家在利用这一技术进行构造模型的方面进行了广泛的研究，其中最主要的建模方法是机理建模方式。这一方式即参照空调系统运行时产生的机理变化，设定系统各个部件相应的恒定值，依据相关学科的理论研究成果，研究其物理变化，再结合最初设置的各个部件的恒定值，通过数学方法进行合理构造，并以此来反映出研究对象的一系列变化过程。这一构造模型的方式是目前最为基础的研究方法，并且在其研究过程中需要注重对研究结果有较大影响的部分，对于那些影响程度较弱的部分可以进行适当忽略，以此原则来构造出合理的、高效的模型。
1.3计算机仿真算法研究
在实际的研究过程中，只依靠构造数学模型还远远不够，除此之外也需要将构造出的模型反馈在计算机上才能真正开始仿真研究，在这一过程中仿真算法的作用不容忽视。由于构造出的模型不尽相同，在实际计算的过程当中，需要用到计算机的算法来进行操作，目前在制冷空调系统中运用范围最广的是迭代算法。在制冷空调系统中，以往的仿真技术主要是对于简单系统而言，通过守恒定律来控制算法。而在这一算法改良之后，则主要运用了迭代求解的方式，通过两层迭代实现对系统运行的计算。另外在制冷空调系统中，有限差分算法也发挥了重要作用。这一算法主要是针对换热器的计算，通过两相流动的规律控制方程运算，但是对于稍微复杂一些的系统，还需要实现对微元段的合理区分，并进行多次的运算。
2.计算机仿真技术在制冷空调系统中的应用
2.1换热器
计算机仿真技术在制冷空调系统当中可以有效运用在换热器上，而换热器中的应用主要是通过预先设定的相应的参数构造所需的模型。而近些年来，由于制冷空调系统对于参数精确程度的规定逐渐提升，因而计算机仿真技术在换热器的运用过程当中出现了分段的模型，这一模型可以有效的把换热器划分为过热气体、两相流体和过冷液体三个部分，根据流体与气体的差异把蒸发器划分为两相流体和过热气体两个部分。在这一环节之后，研究工作才可以顺利开展。在近些年的探索过程当中，人们发现，计算机仿真技术在制冷空调系统当中的应用该可以得到改良，因此一些更加精密的参数设定方法逐渐被运用到这一研究过程中。
2.2节流装置
制冷空调系统中的节流装置主要是毛细管，另外还有膨胀阀，这一部分分为热力与电子两种形式。在室内使用面积较小的情况下，会采用前者，而在面积较大的房间空调系统中多数会采用后者。随着制冷空调的普及范围逐渐扩大，仿真技术在这一系统中的应用范围也越来越广。由于计算机仿真技术具备较为简易的运行方式以及较高的安全性能，将其运用到节流装置中可以有效的拓宽制冷空调的覆盖范围，充分发挥系统的制冷作用。然而在实际的操作环节当中也存在着一些问题，比如在毛细管内存在着液体与气体两种不同状态的物质，这会使得实际的构造模型的过程变得稍微复杂，因为制冷剂在两种物质间的流动会存在临界值的问题，而关于这一数值的计算则是评价制冷空调系统运行的重要因素。
2.3压缩机
这一部分是制冷空调系统中复杂程度最大的，由于其种类繁多，所以计算机仿真技术在这一部分的运用也存在差异。目前针对这一部分的探索已经产生了一个独立的学科，其中最为显著地研究成果就是针对制冷空调机组的总体参数来构造研究的模型。在构造这一模型的过程当中，中效率法是一种应用最广泛的方法，此种方法的核心在于参考相应的实践数据，用系数来设定制冷空调机组的运行程序，并通过研究与实践的差异来逐步修正，达到在准确度上的要求。另外仿真技术在压缩机的应用当中，还有一种较为简便的模型构造方法，即通过对研究所得数据进行回归性检验，从而得出压缩机的相关参数。
3.结语
近些年来，随着科学技术的不断发展，传统制冷空调系统存在着一些弊端，已经无法满足当前人们生产生活的需要。目前，在制冷空调系统中，计算机仿真技术的应用越来越广泛。文本通过研究发现，计算机仿真技术具备节约能源消耗、缩短研究时间、简化制冷流程以及准确度较高的特点。在这一技术运用过程当中，构造模型是最为重要的一个环节，常用的模型构造方式是机理模型构造法。由于在制冷空调系统当中构造出的模型种类繁多，因此也需要多种的算法来对研究进行支撑，常用的算法是迭代算法以及有限差分算法。随着制冷空调的大范围普及，计算机仿真技术在其中的应用不容忽视，目前，这一仿真技术主要在换热器、节流装置以及压缩机当中运用。
参考文献：
[1]邵双全，石文星，陈华俊，李先庭，彦启森.制冷空调系统计算机仿真技术综述[J].制冷与空调，2012，03：10-15.