計算機仿真技術及應用本科畢業(yè)論文
隨著計算機技術的發(fā)展和系統(tǒng)科學的全面開發(fā),結合計算機技術、控制技術、圖像技術、三維技術等技術的進步,衍生了一門全新的科學技術——計算機仿真技術。下面是學習啦小編為大家整理的計算機仿真技術及應用本科畢業(yè)論文，供大家參考。
計算機仿真技術及應用本科畢業(yè)論文篇一
《 化工中計算機仿真技術研究 》
摘要：目前，計算機逐漸被普及到生活生產各個方面，并逐漸被拓展至化工行業(yè)內應用，計算機仿真技術化工行業(yè)內應用范圍漸漸被擴大，某種特殊程度上促進化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文由計算機仿真技術化工行業(yè)應用角度闡述該技術優(yōu)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：計算機仿真技術;化工;應用
伴隨科學技術逐漸發(fā)展進步，化工行業(yè)設施裝置逐漸趨于大型化、復雜化發(fā)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(yè)務能力與水平，不單確保生產設備能夠穩(wěn)定安全與長期運行，還需要有關工作者對于發(fā)現(xiàn)事故做到盡快合理處理，爭取避免有所損失。在化工行業(yè)里，傳統(tǒng)培訓體系偏向于師傅帶領徒弟傳幫帶形式，而有關工作人員對于故障處理的能力，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周期限制，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(xù)發(fā)展與生產裝置更新所需。
1應用計算機仿真技術重要性
化工行業(yè)常需要針對部分具體工程設備與工藝流程予以操作，才逐漸深入至崗位操作人員，然后通過培訓，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。實物掛圖與教具基于實用因素與經(jīng)濟因素，并不選擇大尺寸，致使所有培訓工作人員詳細掌握相關操作與原理。結合3D技術繪制能夠讓設備形象更趨于逼真化，可做任意旋轉，使培訓工作人員可實現(xiàn)全方位觀察工藝與設備[1]。結合Flash技術制作設備動畫有效代替掛圖，對設備動態(tài)進行演示的時候更為生動形象，幫助相關人員針對設備工作原理予以掌握，能夠很好帶動培訓人員熱情。并且，使用設備較為方便，對使用要求可以很好滿足。
2基于計算機仿真技術化工數(shù)據(jù)模型
結合計算機做仿真模擬，是把化工過程數(shù)理帶入計算機當中，接下來經(jīng)計算機把工藝過程進行模擬與反映。所有原理基于人為因素轉變，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(yōu)勢。其一，友好人機交互界面。當前，諸多化工業(yè)模擬軟件設計規(guī)則都以微軟公司為基礎，使相關工作者能快速上手并投入相關操作中，讓相關人員感到輕松便捷，培養(yǎng)濃厚實驗興趣，并充分調動起工作積極性與能動性。其二，對工程裝備的性能反應較為真實[2]。要充分分析化工設備反應過程，建立同它相互匹配模型，憑借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(yè)常會涉及到的一個模型，希望可以供相關操作人員參考。計算機仿真系統(tǒng)具有許多特點，如重復、復雜性和多個，20世紀50年代初，西方國家一直在計算機仿真系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性進行了研究，并取得了非常重要的影響。仿真系統(tǒng)對我國化工行業(yè)也進行了一系列的設計和研究，但也限于靜態(tài)研究范疇。
3針對電子數(shù)字方面的研究
基于計算機仿真系統(tǒng)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(jīng)典控制理論，計算機模擬在化工系統(tǒng)動態(tài)性能研究是非常困難的[3]。本文通過計算機在電子數(shù)字計算機系統(tǒng)微積分方程，計算，介紹了結合時域動態(tài)性能指標體系，這將最終調整方案出來。第一，系統(tǒng)是穩(wěn)定的;第二，在數(shù)值計算時，系統(tǒng)的輸入值等于0.0123;第三，在排除干擾因素，把化學工作在正常狀態(tài);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，歐拉方法是迭代微分方程數(shù)值積分計算。
4計算機仿真系統(tǒng)的改進方案
當前，化工仿真系統(tǒng)應用范圍很廣，但由于化工設備操作和較大的工藝流程不同，當前的仿真軟件，仿真機器，更好的培訓新員工無法滿足，因此，未來的新的仿真技術和仿真軟件的發(fā)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(huán)節(jié)能有效地改善系統(tǒng)動態(tài)性能的質量，使其有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。可以連接到氣體的輸入端仿真系統(tǒng)的微分和積分負反饋環(huán)節(jié)，最終會使動態(tài)性能大大提高，它相當于系列的介紹和鏈接。我們計算的結果可以看出，只要相應的參數(shù)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傳感器已經(jīng)變成一座橋兩個手臂，表達時間常數(shù)很小，時間常數(shù)相對較長。仿真系統(tǒng)的輸入結構的負面反饋鏈接到系統(tǒng)具有更好的動態(tài)性能?；诨局R理論，修正的鏈接對系統(tǒng)控制精度的影響，通過計算結果我們可以看到，只要精心挑選的組件參數(shù)，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征是它簡單易操作，換句話說，只要其中一個傳感器連接到導管，同時本文串并聯(lián)在同一橋臂上面的。連接到放大器的輸入和先進的網(wǎng)絡，結合線性系統(tǒng)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(wǎng)絡，可以很好的改善系統(tǒng)的動態(tài)品質。討論上述3種改進方案是基于先進的理論為基礎，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(tǒng)的動態(tài)品質。第一種和第二種的系統(tǒng)還可以明顯改善方案來提高抗干擾能力。和改進項目的這些類是基于現(xiàn)有技術的前提下，沒有相對比較容易實現(xiàn)的障礙。當然，想把他們對實際系統(tǒng)的引用，還需要很長一段時間。
5結語
目前，計算機仿真技術生產與培訓方面應用比較多，所以，要著重強化對仿真軟件與仿真機器開發(fā)設計，計算機仿真技術進一步推廣，要對該項技術加速深化，讓它的應用范圍與性能得以提升。計算機仿真技術應用，促進高新技術更進一步發(fā)展，促進科學技術加速發(fā)展，同一時間為化工行業(yè)提供更為廣闊發(fā)展空間。未來可持續(xù)發(fā)展當中，化工行業(yè)把握計算機仿真技術應用措施，為企業(yè)贏得更多收益。
參考文獻：
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計算機仿真技術及應用本科畢業(yè)論文篇二
《 計算機仿真技術及其應用 》
隨著計算機技術的發(fā)展和系統(tǒng)科學的全面開發(fā)，結合計算機技術、控制技術、圖像技術、三維技術等技術的進步，衍生了一門全新的科學技術——計算機仿真技術。計算機仿真技術在近些年不斷的發(fā)展，而且科學家在眾多的領域都聯(lián)合計算機機仿真技術進行開發(fā)，并取得了良好的成果。本文通過對計算機仿真技術的概況進行闡述，探討計算機仿真技術的應用。
一、計算機仿真技術的定義
計算機仿真技術通過對科研工程人員和系統(tǒng)操作管理人員進行研究，利用計算機多種軟件分析、設計、模擬實際環(huán)境，進行仿真的科學實驗的技術。計算機仿真技術比真實試驗更加省時省力，大大節(jié)約科研成本。所以計算機仿真技術一經(jīng)推出，就受到人們極大的喜歡。
二、計算機仿真技術各階段的發(fā)展及未來發(fā)展的趨勢
計算機仿真技術根據(jù)計算機、圖形圖像、建模、三維、系統(tǒng)等技術的發(fā)展可以分為以下四個階段發(fā)展：
(1)模型試驗階段
(2)數(shù)字化仿真階段
(3)圖像化仿真階段
(4)虛擬現(xiàn)實技術階段計算機仿真技術在這四個階段里，每個階段的發(fā)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(shù)字化仿真就是對計算機數(shù)字化設計;圖像化仿真注重運用圖像進行表達設計;虛擬現(xiàn)實技術采用特色設置配備三維技術，是仿真技術更加逼真。隨著社會的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡技術的進步，結合人們的生活需求，計算機仿真技術越來越趨于人性化。在未來，計算機仿真技術會朝著幾個趨勢進行發(fā)展：分布式、協(xié)同式、沉浸式、網(wǎng)絡環(huán)境式的計算機仿真技術。如分布交互仿真就是運用計算機網(wǎng)絡技術把各地分散的仿真實驗進行串聯(lián)起來構建一個網(wǎng)站的仿真實驗環(huán)境。協(xié)同式仿真就是建立配合生產協(xié)同作用。沉浸式仿真就是滿足縱向信息分享的要求，使得數(shù)據(jù)更加直觀，更便于分析。網(wǎng)絡環(huán)境式仿真就是建立在虛擬網(wǎng)絡的仿真模式，這種就更具有普遍性。這幾個計算機仿真技術發(fā)展的方向，從縱向和橫向都有發(fā)展，至于多方位的滿足人們多計算機仿真技術的要求，這也加快了計算機仿真技術的推廣。
三、計算機仿真的步驟及技術核心
計算機仿真技術研發(fā)的步驟可以分為三大步：一是建立數(shù)學模型二是數(shù)據(jù)模型的程序化三是仿真實驗。第一步建立數(shù)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數(shù)據(jù)模型來進行對象研究。第二步數(shù)據(jù)模型的程序化，即是對數(shù)據(jù)模型進行數(shù)字化及編程化。第三步仿真實驗即是對已經(jīng)建好的模型，進行仿真式的模擬實驗，形成一個系統(tǒng)的仿真模式。經(jīng)過這三大步奏，便能得到想要的仿真數(shù)據(jù)。計算機仿真的關鍵技術有面向對象的仿真、分布交互仿真、智能仿真三個主要關鍵技術。這三大關鍵技術，縱橫相互關聯(lián)的，而且是逐層遞進的關系。智能化仿真將是未來的發(fā)展趨勢，更能滿足人們的需求。
四、計算機仿真技術的應用
計算機仿真技術由于它的優(yōu)越性且高性能多樣性，越來越被各行各業(yè)看好，并應用與實際的生產中。如航空航天、航海、企業(yè)生產、地理勘探、交通運輸、農業(yè)、教育、軍事國防、還有各項的科研設計等等，都應用了計算機仿真技術。我們可以根據(jù)計算機仿真技術使用的功能及范圍，把計算機仿真技術的應用分為：系統(tǒng)的研發(fā)及理論研究應用、產品研發(fā)應用、人才培育應用。
(一)系統(tǒng)的研發(fā)及理論研究應用
在開發(fā)研究新的項目是，都需要到對各種數(shù)據(jù)進行分析，而計算機仿真技術就能應用在這些項目的研發(fā)中，通過仿真建模，便能對各個系統(tǒng)的研究，還有理論分析，收集各種數(shù)據(jù)。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，收集需要的數(shù)據(jù)等。軍事軍方領域應用，多先進的軍事設備、戰(zhàn)地環(huán)境進行模式實驗。()產品研發(fā)應用計算機仿真技術應用于企業(yè)產品生產或者各種產業(yè)研發(fā)生產中，比如工業(yè)制造行業(yè)的仿真，根據(jù)企業(yè)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(yī)學領域的仿真，對醫(yī)療設備或者仿真醫(yī)療試驗。這些技能節(jié)約研發(fā)成本，節(jié)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
計算機仿真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，可以仿真虛擬的企業(yè)見習，豐富了實踐教學的內容，提高的效率、節(jié)約能源。在如航天員訓練等仿真實驗，一方面保證安全、而且還減低了成本，達到預期的效果。計算機仿真技術還在進一步的開發(fā)中，在未來，計算機仿真技術在更多的領域得到應用。
五、總結
隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、系統(tǒng)知識科學、控制技術的再發(fā)展，計算機仿真新技術會發(fā)展的突飛猛進。而且計算機仿真技術隱藏著巨大的效益，不管對于哪行哪業(yè)，未來計算機仿真技術必將達到產業(yè)化，這就使得計算機仿真技術在各個領域越來越廣泛的應用，為人類的發(fā)展，又翻開了一個全新的篇章。
計算機仿真技術及應用本科畢業(yè)論文篇三
《 汽車理論教學中計算機仿真技術的應用 》
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(yè)課程，不同于其他汽車專業(yè)課程那么形象直觀，學生普遍反映難以掌握。根據(jù)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。對于基本概念、工作原理、受力分析圖、曲線圖、數(shù)據(jù)表以及一些結論性的知識點，可以采用多媒體中的文字、圖表和動畫等方法展示，既可達到直觀明了的效果，又可提高教學效率。涉及公式推導和受力分析內容的，宜采用傳統(tǒng)的黑板板書教學方式。因為傳統(tǒng)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。對于比較復雜、抽象的教學內容，可以應用計算機仿真平臺通過動畫視頻，以及現(xiàn)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。對于汽車性能實驗，特別是汽車的操縱穩(wěn)定性和平順性實驗，由于實驗條件的限制多數(shù)無法開展。而通過應用計算機仿真技術可以設計與實施一些虛擬仿真實驗，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，一般還附帶課后作業(yè)、課外大作業(yè)、課堂演講以及后續(xù)汽車理論課程設計等環(huán)節(jié)，由于課后題目一致、項目任務單一、可用的計算工具也比較局限(常用Excel或Matlab)，往往造成大量抄襲，不利于學生能力的培養(yǎng)與公正的評價。可以考慮以項目為驅動將多種計算機仿真技術融入實踐教學環(huán)節(jié)，以加深學生對理論知識的理解，并激發(fā)學習和研究的興趣。在教學過程中，需要根據(jù)具體的教學內容選擇恰當?shù)慕虒W手段，結合傳統(tǒng)教學方法與現(xiàn)代教學方法，使其發(fā)揮各自優(yōu)勢才能獲得更好的教學效果。
2計算機仿真技術應用方法探討
在汽車理論教學中，合理應用計算機仿真技術將對課程的教學和學生的學習效果、對后續(xù)課程設計與畢業(yè)設計，以及對學生工程軟件應用能力的培養(yǎng)帶來很大的幫助。下面將從如下幾點探討其應用方法：
2.1建立汽車性能仿真分析輔助教學模型庫
首先應根據(jù)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仿真技術進行輔助教學。應用計算機仿真軟件建立汽車性能仿真分析實例庫與模型庫，在課程教學中可以隨時調用視頻錄像與仿真模型，將汽車的一些結構運動、參數(shù)調整、性能分析、曲線變化等復雜問題在課堂中進行動態(tài)仿真演示。這樣老師就可以方便地進行講解，并給學生提供了直觀、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，向學生展示計算機仿真技術在汽車領域的應用，還可激發(fā)學生利用相關軟件對理論知識進行學習和應用，為后續(xù)課外實踐、課程設計、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)打下基礎。由于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各種仿真軟件在專業(yè)教學中的優(yōu)勢
根據(jù)不同計算機仿真軟件的專業(yè)優(yōu)勢，合理應用于汽車理論教學中，使復雜問題的分析變得直觀、清晰，并能激發(fā)學生的學習興趣。Matlab軟件是進行汽車性能計算的常用工具，具有強大的數(shù)值計算和圖形功能，可以方便地完成各種汽車性能的計算;同時，利用Matlab的數(shù)值計算函數(shù)和Simulink模塊，可以對汽車理論中復雜的過程進行仿真分析和求解。這些計算和分析的結果都可以通過Matlab提供的可視化手段呈現(xiàn)給學生，有助于清晰地闡釋抽象的概念。[4]車輛性能仿真軟件CRUISE是一款專門為汽車傳動系統(tǒng)匹配而設計的整車性能仿真軟件。模塊化的建模方式將整車分為發(fā)動機、離合器、變速箱、主減速器等汽車模塊，同時設有循環(huán)行駛工況、爬坡性能分析、穩(wěn)態(tài)行駛性能分析等計算任務，可方便地進行傳統(tǒng)汽車、新能源汽車整車動力性、經(jīng)濟性計算與動力裝置參數(shù)的匹配分析。與Matlab軟件不同的是，該軟件建模方便，不同的模塊參數(shù)和計算任務可以詳細、方便地進行設置，更加接近汽車實際模型，計算結果也更加精確。該軟件在汽車動力傳動系統(tǒng)仿真方面具有其他仿真軟件無法比擬的專業(yè)性和靈活性，在國內外汽車行業(yè)應用十分廣泛。ADAMS是一款在汽車行業(yè)應用較為廣泛的機械系統(tǒng)多體動力學仿真軟件，其中ADAMS/CAR模塊為一款整車設計軟件包，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(xiàn)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(huán)境中實現(xiàn)懸架、轉向系統(tǒng)的運動分析，同時還可進行汽車操縱穩(wěn)定性和平順性等相關的仿真實驗，解決了由于客觀條件限制不能進行的實驗教學環(huán)節(jié)。另外，在汽車仿真技術研究領域還有ADVISOR，CarSim/TruckSim等工程軟件，憑借自身的優(yōu)勢和特點，應用也較為廣泛。2.3計算機仿真技術在項目驅動實踐教學模式中的作用目前多數(shù)汽車理論教學進行的課后作業(yè)、課外大作業(yè)和汽車理論課程設計，以Matlab軟件應用較為廣泛。通過Matlab軟件進行編程計算可對汽車的多項性能進行分析，但是應用Matlab使學生過多偏重于公式計算與編程，具有一定的局限性。而且，單一的課題任務往往伴隨大量的抄襲，不利于學生獨立解決問題與公正的評價。以多類課題項目為驅動將不同計算機仿真軟件應用于汽車理論各個實踐教學環(huán)節(jié)，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性能的課題項目，并以同類型仿真軟件的應用進行分組學習和指導，使學生在項目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(fā)學生實際分析問題、解決問題的能力。
3計算機仿真技術應用實例
3.1Matlab軟件應用實例
汽車的動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。其中，在繪制一下曲線圖，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(jīng)繪制好的某車型的曲線，然后由曲線分析汽車各檔的驅動力的變化?？筛鶕?jù)發(fā)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軟件應用實例
利用CRUISE軟件模塊庫，可快速搭建傳統(tǒng)汽車及新能源汽車動力傳動系統(tǒng)仿真模型，通過設置計算任務，對整車動力性、經(jīng)濟性等進行仿真計算。同時，軟件自身也提供了多種汽車模型模板，便于初學者進行學習。圖3為軟件自身提供的傳統(tǒng)后輪驅動汽車(FR)動力傳動系統(tǒng)仿真模型，通過設置計算任務，可得到豐富的有關汽車動力性、經(jīng)濟性的文本和圖表結果分析文件。為設置UDC循環(huán)工況后，計算得到的發(fā)動機工作點分布示意圖，可對發(fā)動機與整車動力裝置參數(shù)進行匹配分析提供依據(jù)。
3.3ADAMS軟件應用實例
在汽車理論教學中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)汽車操縱穩(wěn)定性和平順性等相關的仿真實驗，解決實際實驗條件限制帶來的問題。在ADAMS/CAR中用戶可以通過模板自行創(chuàng)建模型，也可調用共享數(shù)據(jù)庫中的系統(tǒng)或整車模型進行仿真分析。以汽車操縱穩(wěn)定性中的單移線實驗為例，對某車整車操縱穩(wěn)定性進行了虛擬仿真?？筛鶕?jù)標準設置實驗條件，通過仿真計算，將實驗結果以動畫、曲線圖等方式展現(xiàn)。ADAMS/CAR所提供的仿真實驗平臺，可使學生方便地進行各種有關操縱穩(wěn)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
將計算機仿真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、生動的仿真模型分析與演示，既便于老師的講述，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(yǎng)學生對相關軟件學習的興趣與應用能力。當然充分利用多種計算機仿真工程軟件的優(yōu)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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