時間：2023-09-15 17:32:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機模擬仿真技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：計算機技術；土木工程；應用
計算機的廣泛使用是人類智力發展道路上的重要轉折點，正是因為計算機的引入，使得人類能夠重新認識世界，從而更好地改造世界。隨著計算機系統軟件與應用軟件的不斷升級，計算機本身的技能得到了很大提高。土木工程中那些大型復雜的設計，常常要進行大量的計算，將計算機技術應用到土木工程設計中，一方面能夠節省不必要的人力與時間，另一方面能夠提高運算效率與計算精度。
1 計算機輔助設計技術在土木工程中的應用
CAD技術即計算機輔助設計與制圖技術，指利用計算機系統作為輔助工具協助工程設計建立、修正、分析和優化的過程。經過多年的實踐應用，CAD技術表現出來的操作快捷簡單、存儲方便等優勢已成為土木工程設計中不可缺少的重要技術。
計算機輔助設計技術指的是設計人員通過計算機輸入工程設計資料，隨后計算機會自動編制程序，輸出優化后的設計方案與產品的過程圖。第一臺具有繪圖系統的計算機產生于二十世紀五十年代的美國，此時的計算機僅有簡單的繪圖輸出功能用于工程設計。六十年代初期產生了CAD曲面技術，六十年代中期出現了計算機繪圖設備，知道二十世紀七十年代才形成了完整的CAD技術，隨后出現的光柵掃描顯示器、手動游標和圖形輸入板等多樣化的圖形輸入設備，更加促進了CAD技術的快速發展。八十年代出現的威力強大的微處理器與存儲器，使得CAD技術深受中小企業的喜愛。
從20世紀八十年代至今，CAD技術先后經歷了標準化、集成化、智能化等多個發展過程。并且先后推出了多種標準的圖形接口軟件與圖形制作功能，這些都為CAD技術的推廣、軟件的移植與數據的共享產生了較大的促進影響；在系統方面也打破了傳統的單一模式而轉變為功能全面的綜合系統設置，例如一些計算機輔助設計和輔助制造集成系統的相繼出現等；CAD在其發展過程中還利用到了固化技術、網絡技術以及并行處理能技術，使得輔助軟件的作用得到的極大的提升；人工智能與專家系統技術逐漸被引入至現在的CAD應用中，智能CAD技術也在短暫的發展中得到了迅速的應用，大大提升了CAD系統的問題解決性能，引導其發展方向向著自動化轉變。CAD技術在土木工程中的迅速普及，在土木工程方面解決了越來越多的工程分析難題，改變了傳統的工作方式，實現了許多以往人工或者建模方法所無法實現的過程，同時提高了工作質量與效率，降低了多種工作的重復率。
2 計算機技術在材料檢測中的應用
將計算機技術應用到建筑材料質量檢測環節，不但能夠保證建筑產品質量優良，而且有助于提高經濟效益和環境效益。隨著計算機技術在建筑材料質量檢測中得到廣泛應用，又有新的用于實驗管理與報表打印兩種計算機軟件逐漸得到應用。
3 計算機仿真技術系統
對于現在工程結構來說，其破壞因素主要有洪水、地震、臺風以及火災等，面對這些小概率事件，大荷載參數下的工程結構難以通過實驗進行驗證，而計算機仿真技術則能夠模擬工程構筑物在上述荷載作用下倒塌的整個過程，進而探究工程結構存在的不安全因素，由此提高工程結構的可靠性。
結構構件實驗作為土木工程專業學生的必修課程，運用計算機模擬仿真技術也能達到實驗的預期效果。若采用計算機模式仿真技術，制造出模擬實驗的環境，當學生輸入構建數據之后，便可以通過屏幕觀察構件的全部過程與其內外部發生的變化，同時能夠激發學生自主學習的積極性，通過操作計算機進行破壞與修復工作。
3.2 計算機模擬仿真技術在結構工程中的應用
工程結構在不同外加荷載的作用下產生的反應是很多工程師研究的課題，為了研究工程在特殊結構形式與荷載材料特性非常復雜時的性能，工程師們常常采用實驗的方法對其進行測試，但是當遇到結構參數改變時，這種進行試驗測試的方法就要受到場地與設備的限制。通過計算機仿真技術，這種模擬實驗就更容易進行了。結構工程中，還可以運用計算機進行事故反演來尋找事故出現的原因，例如核電站、高壩等大型結構工程，若發生事故必然帶來損失，又不能采用真實的模式實驗來尋求事故原因，而利用計算機仿真技術則可以進行事故反演，最終分析事故發生的原因。
3.3 計算機模擬仿真技術在巖土工程中的應用
巖石多半是處于地下的，常常難以觀察，利用現行的幾筍雞仿真技術則能夠將巖石的內部過程展現出來，具有相當大的實用價值。如美國的斯坦福大學研制出的河口三江洲泥沙沉積模擬軟件，在給定河口的條件下，便能夠顯現出不同大小泥沙的沉積區域和對應的厚度，這種技術在城市港口設計和河道疏通方面都有重要的指導意義。
[參考文獻]
關鍵詞：軋鋼工藝；計算機仿真；設備優化
隨著近年來我國鋼鐵產能的不斷擴大，鋼鐵企業生產競爭日益激烈，軋鋼作為鋼鐵生產的重要環節，對于鋼材制品的品類、質量起到了舉足輕重的作用。在現有產能基礎的情況下，有效提升生產效率以及產品多樣性關乎企業的競爭力。在不增加設備投資的情況下，采用計算機仿真技術，在現有機組敏捷生產出更多不同鋼種、規格的產品符合符合鋼鐵企業的發展需求。
1軋鋼工藝及設備的發展
軋鋼是通過改變鋼坯形狀的壓力加工過程，一方面為了得到所需的鋼制品形狀，另一方面為了改善鋼制品內部特性。冷軋和熱軋是根據軋制溫度不同而劃分的，縱軋，橫軋和斜軋是根據不同的軋制時軋件與軋輥的相對運動而劃分的。一般軋制和特殊軋制是根據軋制的成型特點劃分的。近些年，軋鋼工藝也在不斷改進和升級，主要是受軋鋼工藝發展的影響。我國在軋鋼工藝方面的重大進展包括：1）鑄軋一體化，由于連續、高效、可控的軋制工藝，以及計算機等高新技術的容易應用，以軋制為特征的連續軋制技術在相當長的一段時間內仍將是鋼鐵行業鋼材成形的主流技術，但軋制工藝前后的連接技術將取得巨大進步。由于連鑄的發展，初軋工序已經被逐步淘汰了。生產的薄帶連鑄技術是直接冷軋，使連鑄和熱軋過程集成。鑄軋一體化將優化了整個軋制過程。2）靈活的軋制過程，應用程序的壓力寬度調整技術和形狀控制技術在熱帶鋼軋制，實現自由安排軋制板的寬度。粗糙和介質軋制技術的應用在桿和線生產實現了自由軋制。冷彎焊管機器也可以實現自由規范生產。這些新技術使軋制過程靈活。3）軋鋼技術進步的主得益于信息技術的應用。高新技術包括形狀自動控制，自由安排，精度高、多參數在線綜合測試在內，這些高新技術的應用可以優化軋鋼生產。軋機最早由計算機模型控制，后來轉變成人工智能控制。這些改變也是因為信息技術的發展，信息技術的發展具有優化生產周期，減少庫存和降低成本的優點。
2計算機仿真技術的發展狀況分析
計算機模擬技術主要是一個全面的技術，利用計算機科學和技術的成就建立模擬系統模型，并對模型進行動態實驗在特定的實驗條件。被廣泛應用在分析、設計、運行、評價已經培訓系統中，因其具有運行高效安全，且不受環境條件影響，可以改變時間比例尺的特點。自1980年代以來，隨著計算機技術的發展，仿真技術已經進入了一個新時代的計算機模擬和仿真應用軟件。計算機仿真技術的實用價值是增加，它已廣泛應用于人們的生產和生活的各個方面，如儀器、虛擬制造、電子產品設計、模擬訓練等。從90年代以來，基于計算機仿真技術，建立了一批高水平、大規模的環內硬件仿真系統，如射頻制導導彈環內硬件仿真系統、紅外制導導彈環內硬件仿真系統、戰斗機工程飛行模擬器、戰斗機環內硬件仿真系統、驅逐艦環內硬件仿真系統等，發揮了重要作用。綜上所述，隨著科學技術的迅速發展，計算機仿真已經成為一種不可或缺的手段，控制系統的分析、研究和設計。計算機模擬的意義在于它的應用。仿真技術的應用可以降低控制系統的開發成本，提高安全實驗的過程中，調試和培訓，帶來巨大的社會效益和經濟效益，應用于工程和非工程。目前，計算機仿真技術已廣泛應用于機械制造、航空航天、交通運輸、船舶工程、經濟管理、工程建設、軍事仿真、醫療衛生等領域。
3計算機仿真技術在軋鋼工藝的實際應用探究
3.1計算機仿真軟件
計算機仿真軟件主要為了提高兩方面能力，一是解決問題的能力，二是面向用于模塊，添加功能描述和模式實驗。通過仿真軟件，用戶使用不同的技術水平可以用他們的語言來表達不同程度的問題，與計算機方便地交流，并完成建模和仿真實驗。仿真軟件分為模擬語言，模擬方案和仿真軟件系統。仿真語言是最廣泛使用的仿真軟件。仿真軟件包是一種用于仿真特殊應用領域的程序系統。軟件設計師設計通用程序段劃分為通用子程序模塊，并設計一個主程序模塊調用子程序模塊。仿真研究人員可以使用這個程序包，而無需繁重的編程工作。這些計算機仿真軟件重要環節是仿真建模，仿真建模是建立被仿真對象的相似物或其結構形式。它可以是物理模型或數學模型，好的模型為后續仿真提供了良好的基礎。
3.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應用
軋鋼工業的不斷發展，大量的系統和項目涉及有一定的復雜性和特殊性。為提高生產的安全性和經濟，計算機仿真技術可以快速發現生產過程中的規則和機制，并提供有效的理論和實驗依據改善產品的性能指標。小圓鋼冷卻床的運動是非常不同于普通圓鋼軋制領域。因此，有必要研究冷卻床的基本結構和工作原理。根據建立的運動模型結構，在計算機上進行仿真驗證測試，使用理想的冷卻床可以生產出目前最小尺寸的圓鋼。本研究涉及的冷床是一種逐步旋轉式冷卻床。它具有兩種齒板，即V形齒板和U形齒基。彼此移動，原理是以一種方式移動并同時繞另一根軸旋轉。鑒于存在問題的基本結構，模擬器還必須能夠從科學理論的另一個角度進行深入分析，如果是直徑較小的扁鋼，則很可能與模擬器不兼容。V形齒的第二個尖端，第二個V形齒的西壁相互接觸，這是拼圖的組成部分，它們都屬于冷卻床旋轉的突破極限，原因之一是旋轉過程中會出現不穩定，從而導致快速冷卻失敗。在碰撞過程中第二的v型齒小圓鋼或軸，u型牙齒會向下移動，繼續前進，而v型牙將新聞向下和向后移動。這實際上是必要的條件。首先，根據針對嚴重磨損和詳細規格的模型實驗的結果，對相同類型的工字鋼進行建模和仿真，并在正常條件下對其進行分析。從實際情況出發，從仿真模擬數據的計算和性能可以看出，在冷卻床下小圓鋼運動相對不穩定的快速冷卻效果非常好，并進行了數字仿真，冷卻床和機芯可以被穩定地冷卻，產生了良好的效果，但可控性相對較差。
3.3計算機仿真技術在軋鋼生產節能的應用
加熱爐屬于熱軋生產重要能耗設施，其功能是加熱軋件到規程軋制溫度，采用計算機仿真技術，對加熱爐、軋件進行建模，在計算機仿真系統中對加熱爐各類參數進行調整，針對不同的軋制產品，生產節奏，來料狀態優化加熱爐工藝參數，大幅優化加熱爐空耗與軋制節奏關系，可較大幅度降低加熱爐煤氣消耗，通過仿真結果分析，采用計算機仿真技術，動態優化加熱爐各類燃燒參數，在定制化生產過程中，產生了明顯的效果，通常可降低20%左右的能耗，同時增加了余熱回收。同時，通過計算機仿真技術輔助人工進行現場生產培訓，利用軟件進行加熱爐各類工況運行狀態調整，在操作的過程中，控制方式和顯示變量可以任意選擇，連續和不連續的干擾因素可以設置，可以進行自動或手動操作調整顯示各種參數的靜態和動態變化特征在操作的過程中調整。尤其是針對一些小概率且容易產生較大事故的狀況，極少在實際生產中出現，采用計算機仿真技術模擬此類異常，評測操作人員技能掌握且不會發生問題，起到了較好的作用，是從事加熱爐操作人員較好的輔助培訓工具。
4結語
[關鍵字]計算機模擬技術；系統分析方法；港口工程；設計
1.模擬技術綜述
模擬技術也被稱為仿真技術，按照傳統意義上來講模擬技術主要包括兩類：離散型模擬、連續型模擬。而以下所討論的主要是離散型模擬，近些年來，模擬技術應用到的領域主要有：商業、交通運輸、工業、軍事等一些領域，被用于系統的設計、分析以及預測和診斷評估等諸多方面。因為模擬技術通常較研究的領域的“系統”方面，因此，通常比較復雜，因為構成其的元素較多而且之間的關系也很復雜，它具有不可試驗性和隨機性等特特點。在具體的系統研究模擬技術的時候主要包括以下幾個步驟：
1.1對系統進行分析
對構成系統中的每一個部件中的元素進行數學規律上的系統規則定量化以及描述。
1.2模型構造
對系統分析后的結果來進行概念的模型構造，利用計算機語言把它轉變為仿真模擬模型。
1.3模擬實驗
一般情況下，仿真模擬模型都需要經過大量的實驗來最終得出問題的最佳答案。但是可以結合最小綜合成本的方式來實現和優化設計方案，然而，當計算成本有變化的時候還可以借助直接考察系統的運行效果來進行設計方案的比較。
在建立模擬模型的時候所需要的輔助軟件包括，簡單的編程語言有：SIMAN、GPSS等等；用復雜編程的高級語言如：VB、VC等；無需編程可視化的建模技術主要有Arena等。模擬技術從表現形式上可以分為動畫模擬和數值模擬兩種。其中，動畫模擬又可以分為三維、二維動畫，它和普通的動畫軟件效果不同，它的顯示畫面也是由仿真模擬驅動來完成的，隨著系統中的各個構成單元的變化而發生變化的，可以形成動畫的效果。
2.計算機模擬技術在港口碼頭工程設計中的應用
2.1碼頭裝卸系統模擬技術在我國的應用和發展
上個世紀80年代末期，中交第一個航務工程勘察設計院有限公司的前身——交通部第一航務工程勘察設計院承擔了對秦皇島港媒碼頭二期工程的設計任務，對當時來說是我國最大的一個引進外資建設的港口碼頭工程，因為當時我國處在剛剛改革開放的時候，針對港口工程設計方面還不是很了解，這其中就有計算機模擬技術的應用。因此，南開大學和交通部第一航務工程勘察設計院以及中國科學院應用數學研究所進行合作來進行相關研究，并且在1992年開發出了“煤炭出口碼頭模擬模型”，成功的應用在了秦皇島港媒碼頭的三期工程的設計當中。
另外，在交通部第一航務工程勘察設計院承擔的國內的一些主要集裝箱和散貨碼頭工程的設計中都廣泛的應用了計算機仿真模擬系統，所以，以下是針對黃驊港煤碼頭的三期工程為例子，介紹計算機模擬仿真技術在煤炭出口設計當中的應用。
2.2黃驊港煤碼頭工程的應用實例
因為在環境保護方面黃驊港煤碼頭的要求比較高，因此選用筒倉來代替露天的堆場是首選的方案之一。因為我國在港煤碼頭所采用的筒倉都是以大規模的群為先例，筒倉群的合理運用是有待進步的關鍵技術問題之一。此外，因為考慮到碼頭裝船船體的利用率就會降低，因此設計人員就對煤碼頭的四期建設提出了采取棧橋碼頭兩頭靠船的設計方案，并且在碼頭上配備四臺旋轉式的裝船機器。
2.2.1筒倉的合理規模
在黃驊港碼頭三期工程布置方案的設計條件下，通過對筒倉和碼頭的裝卸工藝系統的仿真模擬，該仿真模擬模型主要包括卸車、裝船以及堆廠等三個子系統，它涉及到泊位的數量、等級以及品種的比例、煤炭運量和到船型的比例、配煤的要求、數量、裝卸設備的數量、類車編組、完好的額定能力和效率，以及對船和車到港所需要的隨機分布函數等一系列的因素。
為了能夠合理的運用筒倉，分別針對每線進行設計筒倉的情況，分為五組進行模擬實驗。方案中的筒倉倉容分別為：84、96、108、120以及132萬t，當筒倉達到一定大的規模以后，筒倉倉容的主要變化量是考卸車系統的作業影響來決定的。不同規模的倉容在進行卸車的時候列車平均等候時間和在港排隊的長度，詳見圖1。
我們從圖1中的模擬實驗結果看來，隨著筒倉倉總倉容的不斷增加；列車在港的平均排隊長度和平均等候時間都相應的減少。根據仿真模擬的試驗來看，當總倉容為84萬t的時候列車的評價在港時間為3.25h／列，很顯然，如果進一步對倉容進行減少的話，將會對卸車系統的運轉帶來不利的影響；而當總倉容超過108萬t的時候，列車在港的排隊等候時間和排隊長度的趨勢將會變得平緩，對卸車系統的影響也相應的減少了。因此，考慮到筒倉建設的費用較高和在管理的過程中會提高水平等，建設總倉容為96萬t33個筒倉的設計方案比較合理。
雖說模擬技術在我國的港口工程設計中有一定的應用，但是還是不是很廣泛。針對國內的一些碼頭裝卸系統來說，在大宗散貨類的碼頭中應用比較廣泛。
而對于集裝箱碼頭來說，多臺裝卸橋進行同時作業，堆場作業往往需要在水平的位置上非配多點的特點。集裝箱船要按照一定的順序來將集裝箱抵達到目的港來重新堆放。由此可見，集裝箱集港的時間和裝卸船的順序不一致，為了避免出現倒箱，碼頭堆場的分配是涉及諸多因素的復雜的一個過程。就目前的國內集裝箱碼頭的裝卸系統模擬模型來說，過程比較簡化，涉及到的堆場作業以及車流組織的模擬結果很難反映出實際的情況。建議對集裝箱碼頭的現場資料調研分析進行加強，并且抽象的歸納出符合實際的概念模型。
關鍵詞：計算機技術；汽車工程；研究分析
引言
科技的不斷變化與發展，使得計算機信息技術不斷地應用于各個領域之中，并獲得了長久的發展與提升。計算機仿真技術，顧名思義就是利用計算機特有的功能，將汽車零部件以及整輛汽車的運行數據，建模方式通過計算機模擬程序進行簡單的實驗研究。將這種模擬技術應用于汽車工程制造之中，可以大大提高其工作效率，通過計算機可以對汽車的任意程序進行技術跟蹤，實驗測試，維護管理，故障檢修等一系列各個階段，縮短產品的開發周期，降低了生產成本，但與此同時，也加速了產品的更新換代，提高了產品的競爭力。
1 基于數值模擬方法的仿真分析
1.1 汽車結構方面的應用
對汽車的整車和部件進行強度分析、剛度分析、運動校核、疲勞耐久性分析及 NVH（Noise，Vibration andHarshness） 分析等。主要使用基于有限元方法、邊界元方法、統計能量分析方法和計算流體力學等開發的軟件。
有限元軟件的開發與利用，不僅僅是因為其計算精準，而是它獨有的適應能力，能夠適應各種復雜的計算程序，特別是對低頻結構的振動模擬與分析。可以結合不同的功能進行靜力學分析，動態學分析，振動等。就目前而言，是比較常見的一種模擬方式，因此被廣泛的運動到汽車結構設計當中，對于汽車工程設計的發展起著至關重要的作用。
SYSNOISE 軟件就是運用有限元方法和邊界元方法進行聲學建模和聲振建模。統計能量分析在預測和分析車內空氣噪聲方面側重于應用，而預測和分析車內結構噪聲方面卻側重于研究，如用統計能量分析方法進行駕駛室模型的動態響應預測。
通過數值模擬方法的分析可以達到提高優化整車及零部件的結構、提高承載能力、延長使用壽命、降低車輛噪聲和減少重量的目的，從而改善整車的動力性、舒適性和經濟性等性能。
1.2 汽車被動安全方面的應用
被動安全主要是指汽車在不可避免的情況下所發生的交通事故，能夠在事故發生時保護車內的駕駛人員以及其他人員的安全，或者將傷害降低到最小，此時，就需要反復的進行計算機試驗研究才能將損害降低最低，達到最大的優化利益。由于這種試驗相對成本較高，所以不能經常性的做實車碰撞試驗，只能根據計算機的方式進行測試，當試驗到一定階段的時候才能進行實車碰撞試驗，這在很大程度上就降低了成本。實車碰撞結果產生的問題，計算機會自動根據實際情況進行安全設計改良與革新，最終將導致研發周期的延長。為此，計算機模擬技術在汽車被動安全中是十分重要的。
2 基于 MATLAB/Simulink 的仿真分析
MATLAB/Simulink 是對動態系統進行建模、仿真和分析的一個軟件包，也可以稱之為一體化仿真環境。它支持線性和非線性系統、連續時間系統、離散時間系統及連續和離散混合系統，而且系統可以是多進程的。
在 MATLAB/Simulink 環境下，系統模型可以根據實際結構搭建，調整方便，結果輸出直觀。Advisor 不僅可以對傳統汽車（ 包括輕型車和重型車） 進行仿真，而且對電動汽車（包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車） 也可以進行仿真分析，可以預測多種循環工況下的車輛性能、能量消耗、排放、控制策略實施情況以及零部件的效率。
3 硬件在環仿真分析
硬件在環仿真，最初應用在結構復雜、價格昂貴的系統的開發和測試上，是將被仿真系統的一部分用數學模型描述，并把它轉化為仿真計算模型，其他部分以實物（或物理模型） 方式引入仿真回路，可以對虛擬運行環境中的設備進行逼真的模擬，其特點是實時性。這種定義比較早的“半實物仿真”定義更準確。
通常硬件在環仿真的輸入和輸出是連續的或模擬的，在這種情況下，連續的輸入必須使用 A/D 轉換器轉換為數字的形式。這種仿真可以充分發揮物理仿真和數學仿真的優越性，避免各自缺點。硬件在環仿真環境實現了物理硬件和軟件模型的互換，從而可以在原型車不存在的情況下進行部件或整車的仿真，也可以對潛在的部件及其組合方案進行評價、篩選，直到確定最優方案。
功能強大的高逼真度 HIL 實時仿真不僅可以縮短開發周期，加快了產品上市速度，而且由于測試期間無需使用實際硬件而降低了設備成本以及相關的維護成本。HIL 仿真最顯著的優點是可以對實際情況進行模擬，而不會產生實際危險。
4 虛擬現實技術
虛擬現實技術是二十世紀八十年代末開始新型的一種實用技術，采用計算機技術進行視聽覺融為一體的，在某種特定環境下，進行的一種虛擬環境試驗，這種試驗就如同親臨現場般一樣真實。隨著科學技術的不斷進步與發展，這種技術不斷地被應用于汽車工程建設之中，并推動了汽車工程建設的發展。利用虛擬技術可以將汽車進行數字化，然后將其模擬的環境結合起來，用真實的駕駛員進行一種仿真模擬駕駛，駕駛員可以真實感受到汽車的振動，噪音等就如同在現實生活中一樣，同時，可以進行各種危險技術的模擬實驗，所有這一系列的數據參數以及結果都將在虛擬技術中得以體現，這樣不僅僅實現了虛擬技術的現代化，更加節省了投資，可以反復的使用，測試，并不存在任何的風險。
5 高層體系結構技術
高層體系結構技術是美國在1995年提出來的一種構件計算機仿真技術的建模技術，最顯著的特征就是可以通過應用層將與環境分離，最大限度的利用新技術進行標準的服務功能，該系統也有較強的適應能力，這種技術在汽車工程中得到了廣泛的使用，隨著不斷變化發展與完善，并逐漸應用于航空航天等事業。無人駕駛飛機就是在該系統的基礎上發展起來的。這種虛擬訓練與交通工程仿真技術不斷的結合，并越來越完善。
6 結束語
隨著科學技術的不斷進步與發展，人們生活水平的不斷提高，對于各種計算機技術的應用越來越廣泛，虛擬技術將不斷的應用于汽車工程建設中，并將作為主要的發展動力推動其向前不斷的變化發展，從某種程度上而言，高層建筑結構體系結構系統太過復雜，為此在汽車工程上還不能廣泛的被使用，但在整個交通系統中卻得到了廣泛的使用與推廣。在汽車工程中不斷的運用計算機仿真技術，可以大大提高汽車工程工作效率，就目前而言，汽車零部件與系統的開發已經成為現代汽車行業競爭的主要兩大元素之一，汽車要想立于競爭的不敗之地，必須提升其硬件技術的水平，將駕駛員與主觀評價等訓練技能相結合在一起，進一步完善與加強虛擬技術的訓練，相信在不久的將來一定會推動汽車行業的發展。
參考文獻
[1]張林波.有限元疲勞分析法在汽車工程中的應用[J].計算機輔助工程，2006.
【關鍵詞】計算機；仿真；發展
1引言
自改革開放以來，計算機技術發展不斷加快，信息處理技術也得到了進一步的提升，讓仿真技術擁有更為廣闊的應用控制。為了更好地做出全面的運行行為分析，需要做好計算機仿真的應用與研究，最終滿足提高計算機仿真技術的目的，使其在各個領域的作用都可以得到良好發揮。
2計算機仿真的發展
隨著圖形圖像技術與計算機技術的發展，計算機仿真技術也有所提高，縱觀歷史發展之河，計算機仿真主要發展分為幾個階段。第一，模型試驗。這屬于一種古老的方式，是基于物理模型的一種試驗，不僅費時費力，還浪費材料。第二，數字化仿真。通過計算機技術做好相應的分析，但是計算機分析的結果卻存在局限性，無法作輔導直觀的表達。第三，圖像化仿真。通過三維圖形技術的利用，將計算結果表達出來，具備重復使用以及科學性的優勢。第四，虛擬現實技術。不但可以利用圖形圖像技術來對仿真結果進行表達；另外，通過觸摸儀器的利用，也可以為人們傳遞逼真的現實環境，讓人們愿意沉浸其中。
3計算機仿真技術特點
第一，根據實際的需求，可以對模型參數進行調整、修改以及補充。人們可以獲取想要的結果，改善研究計劃。相比傳統的物理實驗，仿真技術操作成本更低，不存在風險，而且更加靈活。第二，計算機模擬結果是一個極短時間的仿真，可以及時地提供生產實踐指導。第三，仿真結果不僅準確，而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系統模式是科學合理的，其結果就一定是準確的。傳統的模擬技術屬于迭代的過程，在一定程度上，一個真正系統的性能，抽象的模型，在通過假設與實驗之后，受試者閱讀輸出與驗證模型，根據相關的參數以及模型的變化進行判斷，不僅效率偏低，而且還會受到環境、安全等因素的影響，很難讓仿真結果符合人們的意愿。計算機仿真技術以及科學技術是基于系統仿真結果而建立起來的，在動力模型試驗的條件之下，不會受到過大的環境影響，其效率更高、安全性更高，能夠對時間規模進行改變，進而成為設計、運行、評估、培訓系統，特別是復雜系統的關鍵工具。
4計算機仿真的步驟及關鍵技術
開展計算機仿真的步驟。第一，建立出數學模型。通過專家經驗以及觀測數據表達的分析，利用各種手段做出考慮，然后建立一個數學模型。第二，將數據模型程序化，利用先進的自動編程軟件，通過交互式的操作，就可以將數據模型程序化完成。第三，仿真實驗。在進行仿真實驗之前，需要設計一套實驗方案，并按照實際要求運行仿真模型，以滿足實驗需求。在計算機仿真的計算中，包含幾個關鍵技術。第一，智能化仿真。通過科學技術，在整個仿真過程中植入人類的思維行為，并以知識作為其核心，進行開發研究，通過仿真技術和人工智能的相互結合，就能夠仿照出接近于現實的物體和景物，滿足人們的實際需求。第二，仿真面向具體的對象。由于人們主觀的意識，通過功能設計的研究與發展，對圖片與動畫進行整合，就能夠實現對象對信息的獲取，最終帶動系統活動。第三，人機仿真和諧。站在多媒體、虛擬以及可視化的仿真角度，就可以將計算機仿真的實際作用反映出來。第四，分布交互仿真。通過現代化網絡計算機技術的運用，可以實現仿真設備的互連，讓空間與時間相互配合，這樣就能夠達到仿真環境的虛擬。
5計算機仿真技術的應用
5.1軍事領域
在軍事領域中運用計算機仿真技術，主要是貫穿武器裝備的設計、研制、生產、使用和維護。設計階段，需要針對設計的實物做好仿真模型的試驗，這樣可以將產品設計的風險降低；研制過程，通過仿真技術，可以完成項目的檢測與調試，避免出現不必要的環節，同時，研制進度也能加快；生產階段，通過仿真模型，可以實現武器裝備的測試，以確定產品是否能夠滿足質量標準；維護階段，通過仿真模型可以對產品性能進行綜合化評估，并建立出預控方案。在軍事領域中運用計算機仿真技術，就可以將研制武器裝備的周期加快，這樣也可以節約成本，降低風險，將產品的綜合性能提高到新的高度。
5.2教育教學領域
在教育教學領域中運用計算機仿真技術，可以滿足課堂教學質量與效率的要求。通過仿真模型的教學試驗仿真與動態試驗的相互結合，就可以將抽象化的內容實體化，如此就能讓學生對仿真計算的方法以及網絡模型有一個更深入的了解，最終滿足教學所需。5.3工業領域隨著工業的不斷發展，工業領域涉及到的項目與系統等都具備一定的特殊性與復雜性，通過計算機仿真技術，就可以提高生產的經濟性與安全性，也可以對工業項目生產的機理和規定有更進一步的了解，提供理論依據以支持工業產品的性能指標。一般來說，主要是在石油化工、設備儀器、電子產品和汽車等領域使用。
6計算機仿真技術未來的發展
隨著計算機科學技術的發展，計算機仿真技術發展也在不斷完善。在新的發展空間、發展條件之下，計算機仿真技術發展集中在兩個方面。
6.1網絡化計算機仿真技術
由于當前計算機仿真系統所開發出來的并不兼容，也不能實現相互之間的轉移，導致共享存在一定的難度。由于開發成本過高，并且需要耗費大量的時間，所以一直無法滿足物盡其用的功能。為了將這一部分問題解決，實現網絡化的計算機仿真技術，就能夠達到資源共享的目的。在未來，這一趨勢必定會擁有極為廣闊的發展前景，并且也可以避免因為二次開發所造成的投資成本費用的大幅度增加。另外，在這一過程中，還可以得到一定共享費用的回收，帶來一定的經濟效益。
6.2虛擬制造技術
隨著虛擬制造技術不斷端深入，使得計算機仿真技術也擁有另一個重要的發展方向。在20世紀的末期，虛擬制造技術得以發展。在計算機上運用虛擬制造技術，主要是實現從產品的設計階段到產品的出廠階段以及企業各個級過程的控制與管理，都需要通過計算機仿真技術才能夠將其實現。另外，通過虛擬制造，也使得制造技術不必再對原本的生產經驗過于依賴，可以實現多維度的制造預測，這樣就能夠促進機械制造領域更好、更快的發展下去，讓其擁有更為廣闊的前景。
7結束語
隨著計算機技術的不斷發展，計算機仿真技術發展已經成為計算機領域的一大趨勢，并且在未來的發展道路上也可以獲得提高與完善。所以，以計算機為基礎的仿真技術，再配合上通信技術與計算機技術，就可以促進信息化以及社會現代化的發展，再以此為基礎，就可以推動仿真技術的發展。因此，我們可以清楚地了解到，不斷地擴大計算機仿真技術應用領域，才能夠將其應用效果擴大，讓其擁有更為廣闊的發展空間。
參考文獻
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關鍵詞：建筑施工；虛擬仿真；應用
中圖分類號：TU7文獻標識碼： A 文章編號：
引言：建筑施工行業是傳統行業之一，在當前高新技術高速發展的背景下，其行業應接受高新技術帶來的優勢。在進行復雜大量的建筑施工時，為了保障不間斷地有節奏工作，應使各個施工環節協同運作、步調一致，而要想達到這個目的就必須事先制定準確無誤的組織計劃和施工方案。而運用以往的工具和計算技術，早已難以保障準確地、及時地處理大量繁瑣的施工技術資料。于是本文著重對虛擬仿真技術在建筑施工的運用進行了研究和探討。
一、虛擬仿真技術的概念
虛擬施工技術（VC）是對實際施工過程的模擬。它運用結構仿真和虛擬現實等技術，在計算機等相關設備的支持下，對施工過程中的物品、人員、財產、施工過程進行逼真演練，以便事先發現施工中可能出現的問題，并采取相應的預防措施，在優化與控制能力、縮短工期、增強施工過程中的決策、減少風險和降低成本等方面均有顯著作用。[1]
二、虛擬施工所需的技術支持
虛擬施工需要眾多學科領域來提供技術支持，主要包括為虛擬現實技術、優化與建模技術、計算機仿真技術以及相關的軟硬件技術。具體情況如下：
2.1虛擬現實技術。它綜合了傳感器技術、計算機圖形技術、顯示技術、計算機仿真技術等眾多學科，它為人機對話提供了更直觀和逼真的三維畫面，而且還可以在多維空間上創建一個虛擬環境，以達到身臨其境的感覺。
2.2建模與優化技術。應用此原理進行工程的設計、規劃、管理、施工時可以綜合全面地考慮在時間、經濟和技術上的最佳方案，實現利益的最大化。優化方法也是虛擬施工中的一個重要技術。建模方法實際上是虛擬施工的另一種支撐技術。虛擬施工的模型包括：設計模型、基礎模型和施工模型三大方面。其中施工模型與工藝參數聯系在一起，以反映設計模型與施工模型間的交互作用。因此，施工模型必須具有以下幾大功能：施工數據表、計算機工藝仿真、施工規劃、物理和數學模型、統計模型等。
2.3計算機仿真技術。在土木工程中仿真技術主要運用在施工技術與管理和結構計算。計算機仿真技術是虛擬施工的最重要部分。在結構工程施工方面，內力仿真分析將直接給工程施工安全提供保障。[2]
2.4軟硬件基礎。虛擬施工技術是數據庫技術、CAD技術與計算機仿真技術、計算機網絡技術、虛擬現實技術、人工智能技術等多種學科技術結合而成的。只有當軟件和硬件同時發揮作用才能使仿真技術得到充分利用。
三、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用與現實意義
在建筑施工中虛擬仿真技術的作用不言而喻：首先，它有助于相關管理制度的完善和建筑市場的管理。在招投標時，虛擬仿真技術可以直觀地對投標各方的方法、成效和施工工藝進行比較，從而達到公開、透明、公正、公平的目的。這樣就大幅度減少了不正當行為的出現，對規范建筑市場管理有不可估量的作用。同時，它還能幫助判斷建筑設計的合理性，以便對不合理處進行及時修改，優化設計方案，這對一些重大工程極其重要。因為設計方案畢竟都有一定的局限性，它主要由設計者的知識水平和施工經驗來決定，因此對于同一個施工項目不同的設計師有著不同的方案，這時就需要用到虛擬仿真技術來科學地、直觀展現不同施工方法措施和施工組織的具體效果，以便定量地對各種方案進行對比，真正實現施工方案的優化。運用虛擬施工技術能對整個施工過程進行事先模擬，使技術人員能在施工前最大可能地了解到各個構件在實際工程中的相互關系和相對位置，對施工方案進行相應調整，計算其相應工況應力，對多種施工方法進行實驗分析。這樣對于下面幾個方面將會產生重大的作用：（1）建筑工程施工方案的選擇和優化，我們知道，現在的建筑物因為設計師的不同，所以，基本上每一個建筑都有它自身的風格，這就導致了我們不可能復制建筑工程的施工過程。但是，如果采用施工虛擬仿真技術，我們就可以解決因為在施工經驗的基礎上建立的對于施工組織的選擇和優化以及施工的方法所產生的局限性的問題。同時還可以直接的看到每一種施工組織措施和施工方法相結合時產生的不同的效果。這樣就可以讓我們更直觀的從不同的施工方案中選擇出最適合的施工方法，從而更好的完成施工。（2）施工技術的革新和新技術的引入，對于施工技術人員來說，施工虛擬仿真技術不僅能讓他們更好的發揮出他們的創造性而且還能在成本很低的情況下完成施工新工藝的試驗。這樣，我們不僅降低了其試驗的風險，還能大大的縮短引入和推廣的時間。（3）施工管理，施工管理過程中不可避免的會出現質量、安全等方面的隱患，而施工虛擬仿真技術在模擬施工的過程中就可以讓我們很清楚的看到這些安全隱患，從而在施工過程中能有效的避免或者盡早提出解決方法。（4）安全、生產培訓施工虛擬仿真技術具有實效性、全面性的技術優勢，對操作人員了解操作流程起到了重要作用，保證了施工任務的安全性，同時有效提高施工質量。（5）考察建筑設計的合理性.則也需運用大型工程設計施工虛擬仿真技術，該項技術不僅方便了對需優化部位的修改，更對業主、施工單位、設計單位三方的溝通與設計交底提供了便捷準確的方法。 [3]
四、虛擬仿真技術在建筑施工中存在主要問題：
計算機硬件和仿真軟件本身的發展是仿真技術能否在建筑工程施工領域得以推廣和應用所遇到的主要瓶頸。目前應用虛擬仿真施工系統所面臨的難題有：（1）由于虛擬仿真系統具有需要在較高的專用工作站或實驗室上進行的特點，導致了開發和應用要求的硬件平臺較高，從而導致了企業在自行開發系統的過程中必須投入大量的資金和人力在專用虛擬實驗室的建造以及國外進口設備和軟件的購買上，這勢必影響著企業的資金和人力資源。另外，系統的演示受設備的限制，移動的不方便性都在企業的考慮范圍內。（2）單項工程的開發需要一個方便的開發平臺，這個平臺的提供需要一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統。由于虛擬仿真系統在工程施工中幾乎沒有集成型軟件，導致了在單項工程進行開發時，需要從國外進口相關軟件平臺作為支撐，再加上工程施工中影響因素較多，以上的種種因素成為了開發一個項目所需成本較高的客觀因素。（3）目前，雖然我國一些大型建筑企業集團已成為開發和應用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。他們通過建立自己的設計研究院，為施工企業的技術人才培養創造了條件，而且部分的工程技術人員已具有一定的軟件研發能力和應用水平。但是，無論是施工企業要引進專業軟件人才，還是培養自己的開發骨干，都會給施工企業的開支造成巨大的壓力。[4]
五、總結：隨著虛擬施工技術的進一步發展，虛擬技術在土木工程中的應用將更加深入、普遍，它能大大提高工程管理和施工的效率，保證進度的進展，節約成本，提高安全性，減少工程風險等。在虛擬現實系統的施工組織與管理下，通過建立虛擬模型和虛擬施工過程來實現工程事先模擬，這必定會成為傳統的施工管理的新篇章。
參考文獻
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[2]黃明.虛擬現實技術在建筑施工中的應用 [J] -硅谷2010(8)
摘要：隨著制造業規模化、自動化及復雜化程度的加深，虛擬制造技術應運而生，它是現代科學技術與生產技術發展的產物，它的主要作用是通過計算機虛擬模型來模擬產品的制造過程，進而對產品性能進行預測、檢測和評價。本文首先對虛擬制造技術的內涵及關鍵技術進行分析，然后進一步展望了虛擬制造技術在鋼管行業應用的前景。
關鍵詞：虛擬制造 鋼管行業 仿真
虛擬制造技術是20世紀80年代首先由美國提出的一個新概念，它的作用主要體現在制造系統正式運行之前對其進行評估和預測，對產品的開發、制造、營銷及回收進行監控及協調。隨著社會經濟的發展，鋼管行業也逐漸融入世界市場，面臨著來自世界市場的競爭壓力，虛擬制造技術在鋼管行業的應用將會給鋼管行業帶來新的機遇和調整。
一、虛擬制造的內涵
先進的信息技術、仿真技術和計算機技術是虛擬制造的基礎，其工作思想正是依靠這些技術在產品的設計階段對制造活動中的人物、信息及具體過程進行全面的仿真，以便對制造過程進行有效的評估及預測，并在正式運行之前發現可能存在的問題并采取防范補救措施，最終目的是提高生產效率，降低企業成本，縮短企業的生產周期，進而提高企業的整體競爭力。
虛擬制造是結合多學科、多領域知識的一項技術，在計算機上體現的虛擬制造系統是整個技術的核心，它擁有產品和制造過程的全部信息，包括虛擬設計、制造和控制產生的數據、相關知識和模型信息。按功能分類，虛擬制造系統包括以下三種子環境：
1.虛擬制造設計中心：為虛擬設計、虛擬制造向設計者提供各種工具，以便設計出符合標準的產品模型。2.虛擬制造加工中心：研究開發產品制造過程模型和環境模型，對產品的生產計劃和工藝規劃進行可行性評估。3.虛擬制造控制中心：對產品設計、產品原型、生產計劃、制造模擬和控制策略進行評價。
二、虛擬制造技術的關鍵技術
1.建模技術。虛擬制造系統的建模是生產模型、產品模型、工藝模型的信息系統。生產模型是在加工過程中，各類實體對象模型的集合，它可以分為靜態描述和動態描述兩方面，靜態描述即對系統的生產能力和市場特征的描述，動態描述則是在靜態描述的基礎上對產品生產的全過程進行預測。產品模型包括毛坯、中期產品模型、目標產品模型，完備的產品模型是產品實施過程中全部活動集成的保證。工藝模型是將工藝參數與產品設計數學結合起來，它反應了生產模型和產品模型之間的交互作用。
2.仿真技術。仿真技術就是對復雜的現實系統進行“仿真”，依靠計算機對現實系統進行抽象和簡化并形成仿真模型并運行該模型，得到一系列統計數據。產品仿真和加工過程仿真是產品制造過程仿真的核心，產品仿真就是在產品設計和生產的上游反饋和評估設計結果，加工過程仿真包括切削過程仿真、裝配過程仿真和檢驗過程仿真等。
3.虛擬現實技術。虛擬現實技術營造的是一種動態的虛擬環境，人可以借助一定的借口進入到該虛擬環境，參與和操縱該環境中的仿真物理模型，并且能夠和過去的、未來的甚至虛擬的人物進行交互，這種動態的交互需要更多的技術及設備支持。在生存過程中使用這種虛擬現實技術，使得人從主觀上對虛擬產品和制造過程產生存在感，加深人們對虛擬過程的正確理解和直觀感受。
三、虛擬制造技術在鋼管行業的應用展望
1.虛擬制造技術在軋輥設計與制造中的應用。軋輥在鋼管制造中有重要的地位，它是冷軋或熱軋無縫鋼管或其他各種形式的鋼管的基礎，但是軋輥的設計和制造受到多種因素的制約。虛擬制造技術可以對軋輥的設計、加工、裝配的各個環節統一建模，并實現設計開發建模仿真、設計思維過程和設計交互行為仿真，鍛造過程仿真切削過程仿真及檢驗過程仿真，從而克服傳統軋輥設計制造模式周期長、制造成本高的缺點。虛擬的軋輥設計和制造過程使得鋼管生產廠家不受時間和地域的限制，通過計算機網絡進行設計和加工，共享資源，在軋輥設計與制造的各個環節都能發揮作用，這將有助于提高軋輥設計與制造的效率，進而降低鋼管企業的生產成本。
2.虛擬制造技術在熱軋無縫鋼管生產中的應用。在熱軋無縫鋼管生產中，虛擬制造技術的使用主要體現在管坯加熱工藝模擬和荒管再加熱工藝模擬，管坯加熱和荒管再加熱是熱軋無縫鋼管生產的關鍵環節之一。虛擬制造技術首先要建立以鋼管溫度為對象的控制模型，然后通過仿真系統對加熱爐的溫度和管坯的加熱時間進行仿真，該仿真過程是動態的，在收集實時監測數據的同時進行動態協調，并對加熱速度進行控制，使得達到最佳的管坯穿孔溫度或荒管再加熱溫度，最終實現在生存周期內不斷優化生存過程的目標。
3.虛擬制造技術在冷拔鋼管生產中的應用。虛擬制造技術在冷拔鋼管生產中的應用主要體現在為鋼管的無芯棒拔制生產過程進行建模仿真。為解決金屬在變形過程中因縱向延伸和橫向流動所導致的管壁內層金屬流動不均勻等問題，引入虛擬制造技術可以進行總體協調、動態優化，也可以對材料硬度、彎曲回彈、輪廓尺寸等問題進行仿真模擬。通過計算機模擬的這個模型，可以及時調整各項參數，減少失誤與浪費。
四、總結
虛擬制造技術的運用需要結合多學科、多領域的知識，它的使用離不開制造技術與仿真技術，它涉及到仿真、虛擬現實、數據繼承、優化等多個領域，可見虛擬制造技術在未來還有很大的擴展空間和發展前景，尤其是在鋼管行業中的應用潛力巨大，相信在未來會給鋼管行業的設計與制造帶來新的革命。
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關鍵詞 虛擬制造技術；信息化；仿真技術
中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0010-02
當今隨著科技進步和人類生活水平的提高，消費市場已經逐步進入需求個性化、多樣化、快速響應的時代。在競爭日趨激烈的全球市場環境下，消費產品企業必須能夠更好地滿足市場快速反應的需求，即要以更短的產品開發周期，個性化的產品服務，更高的產品質量，更低廉的制造成本和更好的售后服務來贏得客戶市場。為應對快速變化的產品變更，制造企業的生產加工活動必須與時俱進，具備柔性的生產加工能力。隨著近年來計算機軟硬件技術的快速發展和生產管理理念升級，20世紀90年代以來產生了很多創新的概念和方法，虛擬制造（Virtual Manufacture，VR）就是其中一種全新的制造體系和模式創新方法。在虛擬制造系統中，充分利用信息技術、三維仿真技術、計算機技術對制造系統進行系統化組織與分析，在基礎上采采集相關的數據進行系統建模，從而不斷優化整個設計過程。整個過程采用虛擬制造技術，并沒有制造實物產品，而是利用計算機進行模擬整個制造過程。從而可以做出更為準確的決策與優化方案，大大提高了企業的快速響應和市場開拓能力，降低企業決策風險。
1 虛擬制造技術簡介
1.1 虛擬制造技術簡介
目前，信息技術技術發展日新月異，信息技術的迅猛發展給制造業的發展提供了巨大支持。從世界制造業發展潮流來看，信息技術與制造業的不斷融合是必然的趨勢。在這個領域產生了很多新概念，其中虛擬制造技術引起了廣泛的關注。所謂虛擬制造技術是采用計算機仿真與虛擬現實技術，在高性能計算機及軟件技術的支持下，實現產品設計工藝規劃、制造流程、性能分析、質量檢驗，并進行過程管理與控制。從這個概念我們可以看出，虛擬生產技術并沒有生產出實物產品，這是與傳統的制造加工過程最明顯的不同。虛擬生產技術將傳統的設計加工過程在計算機上進行虛擬演示，在計算機整個模擬過程中，設計師可以清楚看到產品虛擬加工的整個過程，設計人員可以隨時在虛擬的空間中根據市場需要和用戶需求對產品設計進行不斷的修改和完善。虛擬制造技術的出現只有幾年的時間，但對制造業的影響是巨大的，虛擬技術擺脫了傳統制造業設計、生產的不可逆性，優化了產品的設計流程，提高了產品的設計質量，縮短了產品的研發周期，在極短的時間內迎合市場需求，生產出用戶受歡迎的產品，占領市場，贏得競爭優勢。
1.2 虛擬制造的關鍵技術
虛擬制造技術是制造技術的一大突破，也是未來制造技術發展的潮流。事實上，虛擬生產技術涉及范圍很廣，應用也比較廣泛，其核心技術分別是信息技術、仿真技術以及虛擬現實技術。
1.2.1 信息技術
在現代制造技術中的信息技術主要包括管理信息系統（MIS）技術、生產排程系統、倉儲管理系統（WMS）、配送優化系統等。通過虛擬制造系統應用，可以模擬這些系統運行情況，設計合理的系統功能和數據庫結構。
1.2.2 仿真技術
計算機仿真技術是以計算機系統為基礎，根據用戶的要求建立實際系統的數學模型，并使之轉換為仿真模型，在不同的工況下在計算機系統中運行演示，從而真實地展現實際系統運行狀態的過程。仿真技術主要優點有：
1）減少方案設計與開發時間。
2）減少運營瓶頸的風險。
3）降低方案改善成本。
1.2.3 虛擬現實技術
虛擬現實技術是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種科學及時而發展起來的計算機領域的新技術。
它包括以下關鍵技術：
1）動態環境建模技術。
2）三維顯示和傳感器技術。
3）實時三維圖形生成技術。
4）系統集成技術。
2 虛擬制造技術在家電制造業中的應用
家電是制造業中競爭最為激烈的領域之一，我國的家電企業經過短短幾十年的發展，通過人性化的產品設計、敏捷的市場反應能力和低廉的制作成本，目前已經在以高科技為依托的家電市場上找到了立足點，特別是以電視、空調、冰箱為代表的大家電在國內市場占有率超過70%。家電業為了提高產品的市場競爭力，對產品的制造技術的應用力度明顯加大，隨著CAD，CAM等技術的廣泛應用，家電產品在產品設計和質量標準上得到了大大改善，產品更新換代速度加大，市場競爭力不斷加強，其中虛擬制造技術的使用更使得家電產品設計與制造發生了根本性的改變。下面本文分別對虛擬制造技術在家電制造業中的虛擬設計、虛擬產品制造來闡述虛擬制造技術在家電制造業的應用。
2.1 虛擬設計在家電產品設計中的應用
設計階段是家電產品走入市場的最重要階段，這個階段對產品的質量和成本具有重要影響。在家電產品設計階段利用虛擬技術是家電設計領域的一大突破，家電設計師們利用虛擬技術對家電產品這個過程進行計算機模擬，與以往的實物模型設計不同，采用虛擬技術后，設計師們對虛擬的家電產品進行零部件裝配，大大提高了設計效率和質量。還可以通過動畫演示來展示家電產品的性能和結構，發現問題及時進行修改和補充，尤其是對家電產品的零部件進行有限元分析，來對家電產品的可加工性、可采購性、可裝配性等因素進行分析，并參考客戶反饋的意見進行優化綜合優化設計，必要時用快速成型樣機予以驗證。
虛擬產品設計主要包含以下兩類。
1）增強的可視化系統。
利用先行的CAD系統進行建模，在對數據格式進行轉換后輸入虛擬環境系統進行進一步的設計；目前的虛擬設計系統大都屬于這種類型。
2）基于虛擬現實的CAD系統。
CAD技術最早的應用就是在設計中，將虛擬技術用于CAD系統中，創建虛擬現實的集成化CAD系統，這種系統不再是傳統的二維交互手段進行建模，而直接是進行三維設計，用戶可以在這種虛擬環境中進行設計活動，大大提高設計效率。另外，這種系統也支持其它的輸入方法，如語音識別、手勢和眼神跟蹤等。整個系統操作方便、簡單易懂，設計人員經過簡單了解后就可以進行操作，不需要進行專門的培訓，因而擁有廣闊的應用市場。
2.2 虛擬產品制造在家電生產中的應用
虛擬產品制造在家電生產中的應用主要是虛擬家電產品生產線制造流程。利用計算機仿真技術，模擬產品生產整體流程，對生產線規劃方案進行評估，擇優選擇設計方案，大大降低產品生產風險，降低后期生產線改造成本，并對部分難以通過手工分析的復雜控制邏輯模塊進行仿真分析，驗證優化生產線控制邏輯，以實現設備、人員、物料、生產計劃的最優化運作。圖1為虛擬制造分析流程。
圖1 虛擬制造分析流程
進行生產系統仿真分析主要包含以下步驟：系統分析收集數據抽象系統模型建立仿真模型運行仿真模型仿真實驗輸出結果并分析。圖2為仿真技術在生產線規劃中的應用。
2.3 應用虛擬制造技術可以給家電企業帶來的好處
1）為家電制造企業提供高質量的設計產品，虛擬制造技術在家電生產領域的應用，改變了家電產品設計模式，降低了設計成本，設計師們可以在計算機虛擬環境中正確處理家電產品生產成本與效率之間的關系，幫助管理者做出正確的決策，獲取最大利潤。
2）家電產品開發中使用虛擬制造技術，可以在建模方法、虛擬運動仿真中的運動鏈簡化和等價轉換的精度評價等技術或應用上有所創新，
3）家電制造企業采用虛擬制造技術，可以迅速根據市場的發展以及用戶的要求來修改產品設計，實現了家電產品的定制化設計和生產，為家電產品迅速占據市場形成競爭優勢提供了巨大幫助。
圖2 虛擬制造中的生產系統仿真技術
3 總結
結合本文所述和相關文獻知識，虛擬制造技術是制造技術的一大突破，虛擬制造技術在制造行業的使用可以大大提高制造業的生產效率，降低成本。對家電制造行業而言，隨著家電市場競爭的日益白熱化，傳統的家電生產方式已經滯后于家電市場的發展以及用戶的實際需要，急需創造新的制造技術突破口。在這方面，虛擬制造技術的使用更使得家電產品設計與制造發生了根本性的改變，幫助家電企業迅速的適應市場需求、形成競爭優勢。當然，虛擬制造技術在我國發展不過短短幾年，還處于理論研究階段，對于我國制造行業而言，要積極借鑒國外成熟的虛擬制造技術理論，與我國實際相結合，在生產實踐中不斷完善和強化，最終進行大規模的推廣和應用。
參考文獻
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關鍵詞：下雨下雪計算機模擬
0 引言
冬天是下雨和下雪較多的季節，目前很多都是用Flash軟件來模擬下雪和下雨的過程，Microsoft Visual Basic是廣泛應用的通用的可視化編程軟件開發工具，具有非常強大的圖形處理功能，加之VB 簡單易學，使用方便，有許多功能強大的處理圖形圖像的控件與函數，便于實現較為逼真的軟件模擬環境。同時實現此功能的VB程序代碼實現比較容易，而且采用面向對象的編程方法，可以很方便地進行擴展。
1 實現方法
由于是在計算機屏幕上模擬下雨和下雪現象，因此當“雨滴”或“雪花”到達屏幕底部時要進行復原，用Rangomize初始化隨機數發生器，并采用兩種不同的方法觸發：在模擬“下雨”的程序中，利用一個計時器，通過不斷地繪制不同圓心和半徑的小圓來表示“雨滴”。在模擬“下雪”的程序中，采用無限循環，并利用DoEvents函數，當雙擊鼠標左鍵時，才使模擬程序中斷循環，并返回。具體實現流程如圖1和圖2所示。
2 程序實現和模擬效果
定義全局數組Snow(1000，1)表示“雪花”在屏幕上的坐標，Scolor(1000)表示坐標點的顏色，Snumber為設定的“雪花”數量。Rain(1000，1)表示“雨滴”在屏幕上的坐標，Rsize(1000)為“雨滴”大小，Rdelta(1000)為間隔。主要程序如下：
Dim Snow(1000, 1),Scolor(1000), Snumber As Integer
Private Sub Form_Load()
Fsnow.Show
DoEvents
Randomize: Snumber = 400
For j = 1 To Snumber
Snow(j, 0) = Int(Rnd * Fsnow.Width)
Snow(j, 1) = Int(Rnd * Fsnow.Height)
Scolor(j) = 10 + (Rnd * 20)
Next j
Do While Not (DoEvents = 0)
For ls = 1 To 10
For i = 1 To Snumber
oldx = Snow(i, 0)
oldy = Snow(i, 1)
Snow(i, 1) = Snow(i, 1) + Scolor(i)
If Snow(i, 1) > Fsnow.Height Then
Snow(i, 1) = 0
Scolor(i) = 5 + Rnd * 30
Snow(i, 0) = Int(Rnd * Fsnow.Width)
oldx = 0
oldy = 0
End If
coloury = 8 * (Scolor(i) - 10)
coloury = 60 + coloury
PSet (oldx, oldy), QBColor(0)
PSet (Snow(i, 0), Snow(i, 1)), RGB(coloury, coloury, coloury)
Next i
Next ls
Loop
End Sub
Private Sub Form_DblClick()
End
End Sub
運行后得到的效果如圖3所示：
■
Dim Rain(1000,1), Rdelta(1000), Rsize(1000) ,Rnumber As Integer
Private Sub Form_Load()
Randomize
Rnumber=1000
For i = 1 To Rnumber
Rx1 = Int(FRain.Width * Rnd)
Ry1 = Int(FRain.Height * Rnd)
Rdelt1 = Int(500 - (Int(Rnd * 499)))
Rsize1 = 25 * Rnd
Rain(i,0) = Rx1
Rain(i,1) = Ry1
Rdelta(i) = Rdelt1
Rsize(i) = Rsize1
Next
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
For i = 1 To Rnumber
Circle (Rain(i,0), Rain(i,1)), Rsize(i), BackColor
Rain(i,1) = Rain(i,1) + Rdelta(i)
If Rain(i,1) >= Frain.Height Then
Rain(i,1) = 0:
Rain(i,0) = Int(Frain.Width * Rnd)
End if
Circle (Rain(i,0), Rain(i,1)), Rsize(i)
Next
End Sub
Private Sub Form_DblClick()
End
End Sub
運行后得到的效果如圖4所示：
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3 結束語
將常見的天氣現象用圖形化的編程語言實現計算機模擬，取得了較好的效果，本文只是對較普通的現象進行了模擬。由于天氣現象變化無常，要準確及時模擬各種天氣現象，還需要設計復雜的算法和進行高級的編程。總之，通過計算機模擬天氣現象，對自然界的現象有了進一步的理解和認識，為今后進一步的開發研究奠定了基礎。
參考文獻：
[1].基于VB的模擬仿真技術的實現[J].荊門職業技術學院學報，2007年6月.
[2]馮宏偉，羅宏.基于VB的自動繪制立面圖程序的設計[J].城市勘測，2012年1期.
想要玩vr游戲，首先要安裝vr游戲，除了購買vr頭顯之外，還需要購買控制器，對于這一點還是需要了解的。不過需要注意的是，VR設備不能玩傳統3D游戲，主要是因為在游戲制作方面，有很大的區別。
PC端VR頭顯的一個優勢就在于支持位置追蹤，因此需要空間來供你施展，一般情況下幾平米就夠了。在完成VR頭顯與電腦的連接后，根據教程來掃描空間，完成定位安裝就可以了。
對于部分用戶來說，在玩vr游戲的時候，可能會出現頭暈的狀況，若用戶遇到這種情況，在玩vr游戲的時候，建議不要離景物小又多的地方過近，遠一點的話景物移動速度就會降低。
資料拓展：虛擬現實技術(英文名稱VirtualReality，縮寫為VR)，又稱靈境技術，是20世紀發展起來的一項全新的實用技術。
虛擬現實技術囊括計算機、電子信息、仿真技術于一體，其基本實現方式是計算機模擬虛擬環境從而給人以環境沉浸感。隨著社會生產力和科學技術的不斷發展，各行各業對VR技術的需求日益旺盛。
（來源：文章屋網 ）
【關鍵詞】建筑仿真;虛擬現實技術;三維圖形
隨著計算機技術和信息技術等高新技術的快速發展,仿真技術也得到迅速的推動,并在高技術的發展中越顯其重要作用,能夠應用在各個領域。近三十年來視景仿真環境與技術發展歷程展望了視景仿真環境與技術進一步發展的趨勢。
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱 VR)是指為用戶提供一種模擬現實的操作環境,利用計算機生成逼真的三維視覺、聽覺、觸覺的感觀世界,使人們對所研究的對象和環境獲得身臨其境的感受,從而提高人類認知的廣度和深度,拓寬人類認識客觀世界的“認識空間”和“方法空間”,最終達到更本質地反映客觀世界的實質。視景仿真是仿真動畫的高級階段,也是虛擬現實技術的最重要的表現形式,它是使用戶產生身臨其境感覺的交互式仿真環境,實現了用戶與該環境直接進行自然交互。其中,作為表現三維視覺仿真中的建筑技術就顯得非常重要了。
一、建筑仿真有三個非常鮮明的特征
1、運動是實時的,計算機呈現給人們的圖形圖像所表現的場景運動是與人們在現實生活中所見的一樣,運動節奏光滑平穩;
2、建筑是三維的。能夠允許觀察者從不同的角度來瀏覽建筑特征,細節豐富、逼真,滿足人們的視覺感受,使人們產生身臨其境的感覺;
3、它是可交互的。允許通過鍵盤、鼠標或其它計算機輸入設備、計算機程序對建筑瀏覽過程進行實時控制,對其中的物體進行規劃和操作。
二、建筑仿真與虛擬現實技術的應用范圍
建筑仿真與虛擬現實技術可以表現大型工程漫游,展示各種擬建設的工程項目,為國際和國內工程設遨游計投標建立多種層次、細節豐富的虛擬模型,真實再現工程竣工后的情況。用戶可選擇不同路徑進入
該項工程的任意部分;也可為已建設或正在建設的各種工程項目展示其周邊環境、內部、固定設施的配套情況。又可以應用于名勝古跡的仿真旅游,展現名勝古跡的景點,可以任意選擇路徑裝修各景點,樂趣無窮。
三、制作逼真的建筑模型的實現方法
三維計算機表現是采用計算機模擬現實中的三維空間物體。在計算機中構造三維的幾何造型,并賦予表面材料、顏色、紋理等特性,然后,設計造型的運動、變形,燈光的種類、位置、強度及攝像機的位置,焦距,移動路徑等,最終生成圖象,并可以將制作的動畫輸出到其他硬件錄制設備,三維計算機動畫不僅可以模擬真實的三維空間,而且還可以產生現實世界不存在的特殊效果。建筑仿真可以使用3DMAX軟件制作。3DS MAX是美國著名軟件開發公司 AUTODESK 繼 AUTOCAD 后推出的又一力作。該系統軟件在三維造型、場景模擬、視覺效果、動畫制作等各方面具有強大的功能。
一、通過幾何體和二維圖形利用編輯命令完成模型的建立,創建出形象比例精確的建筑模型。3D Studio MAX還可制作出山、水、波紋、波浪、顆粒及非規則形體,如:人體、植物等。利用3D Studio MAX 中豐富的材質和質感,可以對整個實體或部分實體進行顏色、明暗、色裹、反射,凹凸和透明度等進行編輯,再通過設定物體、相機、光源和路徑來制作動畫。物體可進行變位、旋轉、縮放、伸壓等變形,光源可為環境光、泛光燈、聚光燈,并可設置任意多個相機的位置,方向和角度,方便進行靈活調整,在動畫實時預演功能中,及時觀察物體效果。另外,還可以利用3D Studio MAX 中淡入淡出,模糊,光暈,星光閃爍,霧雨,聲等,很多特殊效果,制造特技處理,可產生超乎現實生產的變幻莫測的神奇效果。
二、使用“紋理貼圖”圖片,用來替代詳細的模型。3DMAX軟件中豐富的材質貼圖技術用紋理、不透明、法線凹凸貼圖、光照等技術而不是增加幾何造型復雜度來提高逼真度。用來創建低多邊形數的模型來簡化和減少實時應用的程序要求。在對應位置的多邊形表面上這樣處理可以減少模型的多邊形數目和復雜程度,提高圖像繪制輸出時的顯示速度。達到使用較少的多邊形創建更現實的細節的能力。只要視點不過于靠近實體,紋理貼圖并不會降低場景的逼真程度。比如制作天安門城樓,用相機對五個方向(上、、左、右、前、后) 共拍攝五張照片,通過“展平的UVW貼圖”命令處理成大圖像。計算機可以從這些圖像里產生任意方向的圖像,從而使用戶有身臨其境之感。
三、利用“全景導出器”進行360 度球形全景的渲染。這樣渲染出來的建筑模型,可以從任意的方向觀看建筑。其視點和視角是任意可變的,視點可推進,也可拉遠,可上升,也可降低,視角和轉動的速度完全由用戶自己控制,這跟用戶觀察實景的過程是完全一致的。給人以身臨其境的視覺滿足感。
【參考文獻】
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作者簡介:
關鍵詞：給排水工程設計；計算機仿真技術；應用
Abstract: along with our country's modernization process accelerating, the computer in the use of all walks of life is becoming more and more popular. The computer simulation technology using graphical programming platform, can according to water supply and drainage, water pump related theory of virtual equipment development. It not only guarantees to the production site for effective control, and to make the design of the water supply and drainage engineering to be more convenient, science, also make the engineering efficiency and quality effectively ascension.
Keywords: water supply and drainage engineering design; The computer simulation technology; application
中圖分類號：TB21文獻標識碼： A 文章編號：
隨著計算機技術的不斷更新和發展，這給傳統的給排水工程設計與應用帶來了新的挑戰。根據在排水工程、給水工程、水泵站、水泵等相應理論，總結出了系列虛擬設備。虛擬設備是一種計算機模擬技術應用，其直接代替了儀器儀表設備的實物功能，形象更為直觀，有利于掌握。因此，在具體的設計與應用中，也進行多種仿真模擬嘗試。
給水工程管網輸配
給水管網設計的難點之一在于對環球網的水力計算問題，由于其運算十分復雜、涉及參數較多，需要發揮計算機運算功能進行解決。管網輸配系統如圖1所示：
圖1具有21個環的給水管網結構圖(#0和#5為水源)
多環管網的程序框圖如圖2所示。
圖2環管網的程序框圖
首先對定線的設置要求、管網編號，通過對預處理程序實施運行，進行數據輸入模式，最后取得運算矩陣。虛擬控制器的控制界面上，能夠對32個節點預計52個管段的壓力和流量反映的是右部位置的兩個指示器，在指示器上方是節點編號以及管段。控制界面終端主要對節點和管段特性進行反映，而反映整個統一的管網系統的總水量平衡與否的是界面的左側部位。通過調度水源水量大小，采用比較法得出輸水總功率。
根據不同需求，分布流量的計算可進行可不進行。整個管網控制系統的總流量根據用戶具體需要的節點以及其分布流量進行計算。補充水源水量與控制水源水量有機組合形象總流量。依照管網系統的管長、管徑等參數，管道流量基礎解系eq可以賦予任意初值，將其代入公式方程中對整個管段流量q解析出來，對各管段的阻抗值進行計算。通過調整管段閥門，與管段流量q相結合，對各管段水頭損失hs大小進行計算，然后根據Rhs求得閉合差.當各個環節的所有閉合差絕對值和比給定的精度要小，水力計算完成，要不然得對各個節點的校正流量求出參數值，基礎解系通過對各個環節流量校正后迭代運行在采用Hardy Cross解法，對基礎解系代入方程進行連續反復迭代求解，可以迅速收斂迭代結果，振蕩不會出現在真值附近。同時，依據管段水頭的損失hs將各節點的水壓h計算出來。通過水源節點，計算出管網系統的輸水總功率。
使用計算機虛擬儀器在運行管網中，有重要的作用。首先可以客觀分析排水工程系統平差，讓設計更加科學優化。其次，通過虛擬儀器的高運算，求得的水流與節點的各參數值，能夠對管道進行有效控制，且可以對降壓供水以及管道閥門關閉可能產生的影響進行及時預報。此外，預報技術方案的改造，能夠更好的控制管理管網系統，相比人工實施，更具有客觀準確性，同時也降低了投入成本，比較經濟。
送水泵站的配置和調度
根據用戶需要，水泵站的配置方案需要通過水泵特性和管理性能來確定。送水泵站在進行工作過程中，為了在保障充足的供水資源的基礎上，可以最大限度的節約能源，應根據具體外部環境的變化進行靈活調度。
多泵多塔多節點供水問題
影響水源供水系統水力平衡的重要因素在于多泵多塔多節點的供水問題。虛擬設備操作程序：首先對泵、塔以及節點系統的基本情況進行統計，對節電和管段進行編號，了解水泵以及水頭的特性，確定管段長和管徑，確定流動的正方向，進行矩陣銜接。然后建立表格數據庫，進行初始化程序設置，根據初值以及閥門開啟程度計算出各管段的阻抗值，對矩陣轉置銜接，設計出n個節點水壓，計算出管段流量，根據連續方程，將管段流量計算出來，然后比較管段流量與給定的精度，根據具體需要，進一步對水壓進行校正，然后設立水點水壓，再次反復進行管段流量計算。
活性污泥處理污水系統
虛擬設備運用到活性污泥處理水系統中操作流程見圖3。
圖3活性污泥處理污水虛擬設備程序框圖
其中，由單元操作的子程序組成處理流程的主程序，充氧模塊的溶解氧濃度值是根據風壓、風量、曝氣器、水溫以及污水中氧傳輸需用量及特性等因素的影響計算出來的。溶解氧濃度、污泥負荷、水溫以及其他阻礙反應的毒物因子的函數表現為底物的降解速度。微生物反應定力學與模塊初始設定值科研通過曝氣反應對池中運行狀態進行計算，得出底物的變化和污泥量。二沉池模塊通過對水量和污泥沉淀特性進行配置，得出回流污泥濃度值，結合回流比，對池中的運行狀態造成影響。計算機虛擬設備采用的是循環結構模式，通過迭代方式得出真值。其中曝氣池中微生物以及底物的變化遵循的是底物降解動力學以及微生物生長動力學。由于處理對象存在差異，所以得出的動力學與模型機構常數值也不一樣。計算機仿真虛擬設備的迭代操作和循環結構同時可以對具有交互作用的多個底物控制的問題。水質變化的記錄通過設備右側的示波動器完成。
結語
隨著社會主義現代化水平越來越高，計算機技術的快速發展對給排水系統工程帶來了新的機遇和挑戰。根據排水工程、給水工程以及水泵站、水泵的相關理論，進行一系列虛擬設備的開發。計算機的這種仿真虛擬技術，能夠對管網工程管理、污水處理工藝以及水泵配置等的設計帶來重大促進作用。在調度生產中，計算機的作用也能充分展現，使工作效率和工程質量得到進一步改進和提高。計算機仿真技術應用到給排水工程設計中十分必要。
參考文獻：
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