计算机仿真范文

计算机仿真范文第1篇

关键词：关键词：计算机技术 虚拟现实 计算机仿真技术

一、计算机仿真发展历史

仿真模拟方法可以追溯到1773年，法国科学家用仿真模拟的方法做物理实验，然而，第一个用这种方法做随机试验的人也许是美国统计学家E.L De forest，那是在1876年。比较早而且著名的蒙特卡罗方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”为笔名时，使用了蒙特卡罗方法来证明他的t分步法；尽管蒙特卡罗法起源于1876年，但是直到约75年后，它才命名为蒙特卡罗法。其原因是直到数字计算机出现以前，这种方法在许多重要问题上不能运用。从1946年到1952年数字计算机在一些科研机构得到发展。

与今天的计算机相比，早期的计算机预算速度慢且不能存储任何东西。现在可并行计算机已成主流。自计算机诞生以来，性能的提高，几乎是每四五年提高100倍，每十年提高1万倍的速度持续发展着。

二、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。

三、需求牵引 技术推动

相互推动

计算机技术作为一个独立的研究领域已有多年的历史，计算机仿真技术随着计算机科学技术的飞速发展，除了本身日趋成熟，并且或得了广泛运用外，目前正面临挑战。

“需求牵引、技术推动“是促使计算机仿真技术在近年内去得飞速发展的重要。计算机仿真的形成是当代科学技术飞速发展的结果。

计算机仿真技术首先可以以高效地处理科学数据和解释科学数据。其次，计算机仿真技术丰富了信息交流手段。

计算机仿真技术的形成推动工业发展、提高工业竞争能力的需要。

四、仿真软件

仿真软件的应用和定义

仿真建模软件系统，是为科研人员进行仿真实验提供支持的系统。如果在计算机上进行仿真实验必做一场军事演习，那么科研人员就是这场军事演习的指挥官，仿真建模系统则为这场演习提供场地和手段。他能为指挥官加工信息、预计结果和进行辅助决策。其用途非常广泛，经济价值极高。仿真软件是一项面向仿真用途的专用软件，他的特点是面向用户、面向问题。仿真软件一般是由模型和描述语言、翻译程序、使用程序、算法库、函数库、模型库、运行控制程序等组成。应具有建模、运行控制、结果处理以及相关的数据库等组成。

五、计算机仿真的基本理论

计算机仿真是由系统工程、现代数学方法和计算机技术相结合的新型学科。

计算机仿真是一种科学方法，科学研究通常有三种途径：理论推导、科学实验和仿真模拟。

计算机与数学学科的相互作用促进了进算计技术的发展。在本质上数学是计算机的灵魂。

在计算机仿真技术中引入人工智能技术，能够优化系统，做到有优化机制自动修改系统参数，并启动仿真模块，最终获得最优解，但在离散事件系统仿真重这种机制还处于研究阶段。

新技术的研究开发、利用，大大提高计算机的仿真软件的功能与性能，解决计算机仿真系统开发的软件瓶颈问题。随着以智能化、集成化、自动化、并行化、开放化以及自然化、为标志的计算机仿真软件新技术的深入研究、开发、利用，不仅是仿真软件的功能与性能迅速提高，而且有可能从根本上解决仿真软件生产率低下的问题。结合软件工程实践，探讨软件理论，有可能从理论弄清楚软件开发的复杂度，进而采取有效的测试进行控制，从理论与实践两方面解决计算机仿真系统开发的软件瓶颈问题。

六、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。

七、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。

参考文献

[1] 尹建璋.《局域网组建实例教程》.西安电子科技大学出版社 2007-8-1出版.

计算机仿真范文第2篇

《计算机仿真》（CN：11-3724/TP）是一本有较高学术价值的大型月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

计算机仿真范文第3篇

1、它是一门综合各类信息并作出处理判断的技术。什么是计算仿真技术？计算机仿真技术就是将现实环境中的声音、画面等三维场景元素通过专门设计的软件转化为二维元素，然后给人们一种极其逼真的视觉感受，几乎以假乱真，真假难辨。尽管起步较晚，但它的发展却相当迅速，已经叩开了各军用、高科技研究领域的大门，并逐渐走向生活，服务大众。消防事业最讲究的一个字就是“快”，每多快一秒，可能就会多救一条人命，多挽救千万财产，所以各种技术都愿意尝试为己用，因此计算机仿真技术与消防领域的结合水到渠成。

2、研究问题要看实质，研究技术更要看实质。科学研究一般避免真实场景，因为那样花费的成本太大，还有可能危及参与实验人员的生命安全。建立模拟场景，进行仿真实验，这个是科学研究的特性决定的，计算机得仿真技术于是应运而生。计算机仿真技术就是利用系统工程、控制工程等其他计算机功能技术，搜集相关数据资料，建立模型，以模型作为虚拟场景进行实验，观测可能发生的结果，对结果进行分析，得出结论、数据，进而指导实际工作。计算机仿真技术凭借其高仿真性，安全性，经济性，可重复性，全面性等诸多特点，迅速为消防科学领域所采用借鉴。

二、消防科学现状

消防科学因其应用领域的特殊性、敏感性，进而表现出复杂性。对这样的领域进行建设，是一个庞杂的工程。需要研究起火原因，火灾性质，周围的地理环境，火灾现场及周边的人群会有什么应激行为。这些繁杂的情况对消防技术提出了极高的要求，并直接促进其不断发展。人命关天，人们的财产不容有失，因此消防技术领域的研究一直处于活跃期，新的成果、技术不断问世，其中计算机仿真技术以其强大的功能特点和实际的应用价值，被广大专业人士所看好。

三、与消防科学领域的结合

1、计算机仿真技术在燃烧方面的应用。水火无情，火灾在人类历史上一直是个严肃而沉重的话题。在全国这个大区域里，每天每时，每分每秒都有人丧身火海，它夺去的不仅仅是个人的生命财产，还让遇难者的朋友亲属受到一辈子难以愈合的情感创伤。火灾具有不确定性，极强的危险性，所以不适宜采用真实模拟训练的方法，计算机仿真技术刚好可以弥补这方面的缺憾。利用计算机仿真技术模拟火灾现场，可以以较小的经济花费得出火灾在燃烧方面的特性。

2、消防人员的消防演练可借助计算机仿真技术来实施。如何提高，实践是检验真理的唯一标准，这就要求有大量的反复的实际训练。然而考虑到火灾的特殊性，实际训练难以真正实施，计算机仿真技术恰恰可以针对性的解决这个问题。消防人员应该具备哪些素质？第一，应急速度快，救火如救人，救人一命胜造七级浮屠。第二，具备专业的知识技能。第三，有集体荣誉感，能同他人默契的配合。第四，具备大局意识，从整体角度思量把损失降到最低点。计算机仿真技术，提供大量的模拟训练场景，在安全有保证的基础上，反复对消防人员进行锤炼，必将收到良好的效果，对处理真正的火灾事故帮助巨大。

3、消防器材会在计算机仿真技术的带动下不断创新。装备是否先进，是打赢战争的一个重要因素，武装到牙齿和装备落后之间的差距是不可相提并论的。消除火灾也是一场战争，相关器材是否齐全，质量是否过关，会在一定程度上决定胜负成败。计算机仿真技术在器材领域可以发挥哪些作用呢？（1）针对火灾特性协助设计质量过关、结构合理的消防器材。（2）模拟现场，让使用人员充分了解器材的特性。（3）可以对废弃或者落伍的器材进行分解改造，降低成本。如此必将带动消防器材的不断创新，更好的服务于灭火事业。

4、预防所花费的成本一般大大低于治理，所以找出火灾生成原因是关键。无论什么事情，都有一个发生、发展、成熟的过程，火灾也是如此，有一个有小变大的过程。如何把火灾隐患扼杀在萌芽阶段，是当前消防领域重点研究的项目。计算机仿真技术可以通过现场模拟，分析发生火灾地区的环境特性，比如逃生路线是否通畅，指示灯安装的数量及位置是否科学，出口是否合理，灭火器的摆放位置是否正确，喷淋系统的最大功效。这些方面的透彻研究，有助于疏散人群，降低财产损失。计算机仿真技术还具备反向推演的能力，系统的还原火灾在形成初、中、后各期发展的情况，为研究火灾特性，提供了理论基础。

四、二者结合是大势所趋

计算机仿真范文第4篇

2010年修订的《中华人民共和国内河船舶船员适任考试、评估和发证规则》、2010年修订的STCW78/10公约马尼拉修正案以及与之相配套的国内法规都要求有关航海培训机构通过运用科学规范、公平公正、高效便民的技能培训模式，使船员在实践上真正达到适任要求，从而确保船舶航行的安全。与旧法规相比，STCW公约马尼拉修正案等最新国内外法规对驾驶人员的动手能力与实践技能提出了更高的要求。以船舶操纵学科为例，对于下列项目：船速与载重量等内部因素对操纵性能的影响、风流等外部因素对操纵性能的影响、进港时的减速过程、船舶交通管理区域的船舶操纵、大风浪中的船舶操纵、碰撞与搁浅等应急操纵、锚泊作业以及靠离码头操纵等，驾驶人员必须从“仿真培训或实践培训”中获取海事主管机关认可的实践能力。[1]2011年6月，中国海事服务中心受交通运输部的委托在洛阳召开船员考核模式改革专家研讨会。与会者一致认为，现行的船员考核模式对于切实提高船员理论水平与实践技能的要求存在较大距离，必须立即实施改革。于是该中心决定：从2012年起，逐步推广基于计算机仿真的多媒体考核方式。由于船员在上岗前必须首先参加海事主管机关组织的船员适任考试，为了适应将来新的考核模式，航海教育机构必须着手对船员开展计算机仿真航海实践培训。

2实船、模拟器与计算机仿真船员培训的比较

2.1实船培训存在的缺陷

实船培训是培养船员专业技能的最佳方式，它还能培养船员在紧急情况下的应急处置能力和心理素质。但问题是：（1）实船培训面临着安全风险大、租船难、成本高和效率低等问题；（2）消耗能源并排放污染，不符合节能减排的时代要求。[2]

2.2模拟器培训存在的缺陷

虽然模拟器能够仿真各种典型通航环境和船舶，从而能确保培训的质量。但问题是：（1）硬件配备需要投入巨额资金；（2）模拟器建设涉及知识产权与专利问题，软件与模型各自封闭；（3）模拟器培训所能容纳的船员数量有限，培训效率低。

2.3计算机仿真培训的优势

提高船员技能的最佳方法是：让船员处于与船员实际工作环境相似的环境之下，并设置类似实际工作可能碰到的问题，培养船员解决问题的能力。基于计算机仿真船员培训模式恰能提供水上实践的真实操作环境，能让船员获得与实际情况几乎一致的身临其境的感受，从而有利于培训的逼真性、针对性；其次，伴随着航海科技的快速发展，驾驶人员对船舶发出的指令都将通过电脑操作来实现，而不再是传统的手工操作方式，因此它代表着航海技术的发展方向和需求。

3计算机多媒体航海场景的创建

3.1计算机多媒体航海场景的创建思路

采用虚拟现实技术开发多媒体航海场景：增设二维动画场景、三维动画场景、（声响信号的）音频、视频、号灯与号型动画等表现媒体，运用这些媒体制作丰富多彩的实践性知识单元，包括“操控船舶”的训练单元。计算机提供虚拟船舶、电子水道图、航行环境等实景演示，船员通过键盘鼠标操作场景中的有关对象，从而实现人机双向交互。也可运用计算机通过互联网或局域网参加远程培训。[3]以计算机网络系统为支撑，创建具有全功能仿真的二维及三维立体可视化软件系统界面。船员通过键盘与鼠标操作便可获得以音频、视频、动画等多媒体形式呈现的航海场景，尤其可获得与实船操控功能几乎相同的仿真操作机会（在计算机上“开船”），实现真正意义上计算机仿真船员培训模式。

3.2平面与立体动画实践场景的设计

①平面动画实践场景设计：例如由计算机动画表现出船舶在电子海图上有四种走法，船员凭借已有的知识储备分析各种走船方法的利弊，点击鼠标选出正确选项；又如在某一水域的电子海图上划出四块区域，让船员根据地理地貌物标等特征识别哪一块是锚地。[4]②立体动画场景设计：例如计算机演示动画（如图1）“一船横越另一顺航道船前方”，要求船员判断两船会遇时的避让行动是否正确，并说出判断的依据是什么。③有关号灯号型动画的场景设计（如图1）：点击电脑上的有关提示窗口，将显示号灯与号型图片，要求船员据此判断是何种类型的船舶，如屏上显示一个圆柱形的号型，应该判断出是“限于吃水的船舶”。

3.3有关音频与视频实践场景的设计

音频：通过操作电脑屏幕上的按键图标倾听“汽笛”，如”五声短而急、一长一短一长一短声、一长声、三短声”，按先后顺序作出判断，答案分别是“怀疑与警告你的意图和行动、同意你船追越我船、周围船舶请注意、我船正在向后推进”。[5]视频：录制典型地段视频，主要用于对船员在主要、重点和险要航段上的培训，掌握本航段的地貌、水文、气象特征。如：播放水面开阔、两山对峙的三峡库区，船员通过观看航段地貌，自然推导出“容易起雾且峡谷风大”的气象特征。录制典型的通航场景视频，用于培养船员的航路选择和操船避让技能。

4智能化船员培训效果检测体系的创建构想

（1）现行船员培训效果检测体系的局限性现行体系主观性较强，不同的教员对同一个船员的评价结果存在着差异，甚至差异很大。因此在对船员进行培训效果检测时，对船员的知识、技能和操作的掌握程度不能进行全面和综合的公正评判[6]（2）创建的技术路线首先改进能模拟人类判断力的计算机软件，然后让计算机把船员的操作指令、次数、时间和效果与机内预先设置的评价标准相对照，从而自动记录和评分。（3）创建航海智能化专家系统（标准答案）（1）创立航海领域的知识库、创建能获取并运用该知识库的机构；构建符合国家海事局培训要求的、符合航行规则要求的、符合船员通常做法要求的、符合船舶通航环境要求的并经计算机优化了的船舶操作方案的数学模型，从而得以作出智能化评价标准；（2）以评价标准为依据构建数据库子系统，即具有模仿专家思维功能的航海智能化专家系统。（4）运用智能化模糊综合评价技术在航海实践中存在着大量的模糊现象，易定性分析而难用量化数据表达，为此应采用模糊数学集合理论，依据船员培训时被计算机录入的各种表现的优劣程度来确定评价值。即以最优表现为基准值1，稍差的为0.99；各种表现依据欠优的程度得到相应的评价值，从而建立表现与评价值之间的隶属度函数综合评价模型，进而展开计算，最后得出船员的培训成绩。（5）智能化船员培训效果检测体系设计：由图2可见：综合运用航海智能化专家系统和智能化模糊综合评价技术，把船员实操步骤及结果与航海智能化专家系统（数据库子系统）比较，运用智能化模糊综合评价技术得出船员培训效果的实际评分。（6）智能化培训评价体系典型案例剖析以考题“丹徒水道航路的确定”为例（如图3），测评船员在江苏定线制水域的走船技术。深水航道宽度为500m，两侧界限分别用左侧标（黑浮）、右侧标（红浮）标示，在深水航道内设置了上、下行通航分道和分隔带，分别占航道宽度的五分之二、五分之二、五分之一。计算机根据船员所摆船位的合适程度打分。如果能把船位控制在靠黑浮一侧200m宽的分道内的最合适位置，以距黑浮100m处得满分，99m处得99分，依次类推，0m处得0分。

5结论与展望

计算机仿真范文第5篇

1关于复杂系统主要内容的概述

关于系统一词，著名科学家钱学森是这样对其定义的：相互依赖、相互作用的多种组成部分之间的相互结合所形成的具有特殊功能的一个整体即为系统。根据其定义可以得出系统的三个要素：一是系统是多种元素的相互结合形成的；二是元素之间相互依赖、相互作用；三是具有特殊功能的一个整体。在系统的复杂性演化过程中主要有三个方面的发展变化。首先是组成系统的元素数量的变化，从最初的少量变为大量，再变成多数量，最后变成无限量；其次是元素之间相互依赖、相互作用的变化，是从线性变化到非线性，最后变成了随机性；最后是某种特殊功能的变化，是从元素直接功能的描述变为组织性的间接描述，最后演变成没有任何形式组织的不可描述形态。对于复杂系统的描述没有明确的规范标准，而组成系统元素数量的庞大，元素之间依赖作用关系的非线性、随机性以及特殊功能不能用部分特性来实现具体化描述等这些特性构成了所谓的复杂系统[1]。

2关于复杂系统计算机分布智能仿真平台的分析

2.1关于自适应Agent仿真平台的分析

自适应Agent仿真平台Swarm是美国研究复杂系统的桑培菲所提出的。这种仿真平台中有着多种单机中的多数进程或者线程组成的具有不同功能的智能主体Agent，这其中主要包含有人与计算机交互所显示控制的Agent、在网络之间实现交互的交互Agent、合理控制时间变化和元素管理以及通信交流的全部或部分Agent，还有就是具备自我适应调节能力的反应Agent。关于具备自我适应调节能力的反应Agent的结构模型，主要是由信息缓冲MB、行为输出MO、信息接口MI、反应体所构成。这其中MB和MI主要是对周边的环境进行良好感知，而反应体主要是在获取感知之后，做出适合的决策。比如，一般金融投资者的证券交易原则，其过程极为简便：他们如果发现证券价格在逐渐上升时，就会将具有上升趋势的多数证券出手；而如果他们发现证券价格在迅速下降时，就会把具有下降趋势的多数证劵买进[2]。

2.2关于智能仿真（DSI）的分析

在经过一段时间的发展之后，分布计算机以及人工智能技术也较为成熟，在这个时候美国桑培菲提出的Swarm自适应仿真平台就显得跟不上时代的发展，再加上智能思维和仿真规范的约束，使得其自适应仿真平台发展相对滞后。在新时期发展下，计算机分布智能仿真平台的设计能够更好的发展进步。计算机分布智能仿真平台中的Agent支撑库主要是对Agent创建结构的支撑，从而有效统计分析仿真结果；对于复杂系统时间的同步以及信息消息的传播技术是通过仿真支撑软件来实现的，面向全局服务化的Agent在整个计算机分布智能仿真平台中只有一个，而且它的存在是为了给各个Agent提供唯一的全局Agent标识，这样便于有效的创建和取消Agent，而且能够对Agent的具置以及具体特征做到准确定位查询。对于Agent的部分控制是在结点机上存在的，而且每个结点机上都有一个，它主要是负责复杂系统时间的变化、做到元素的有效管理、而且负责权限的变革和结点之间的相互信息交流。

3复杂系统的智能主体和HLA/RTI功能

3.1关于复杂系统的智能主体

创建社会系统以及自然描述的基本模型，从而构造智能化主体是分布人工智能的主要研究目的。这种研究为复杂计算机仿真研究提供了基础保障。关于分布式人工智能可以从两个方面来分析，分别是多主体系统和分布问题求解。分布式问题求解系统仅仅是问题的求解，主要把问题作为任务来有效分开完成，这种系统是自上而下的模式。而对于多主体系统而言也是自上而下的模式，实际研究时，需要将自主主体分别定义，而且主体之间的相互作用可能是交流、争论还有可能是敌对关系。面对上述这种情况，智能主体就自然而然的成为复杂系统计算机仿真研究的主要方向。

3.2关于复杂系统的HLA/RTI功能

复杂系统中HLA框架中最为核心的部分就是RTI，它主要是实现仿真系统应用、特定功能、基础通信之间的有效分离。仿真过程中的，复杂系统中的智能主体以HLA所规范的方式实现与RTI数据之间的交换，从而确保主体之间的相互交流。关于RTI的综合管理主要有六个部分功能，分别是主体管理、全局管理、属性管理、数据分发管理、声明管理、时间管理。主体管理是实现主体间的有效控制；全局管理主要是实现全局化的服务，主要内容有动态控制、创建、主体变更等；属性管理是主体属性权限的控制、变化；数据分发管理则是在网络上控制流量，而且利用组播技术有效交流；声明管理是通过声明智能主体，从而实现交互信息的接收；时间管理是在复杂系统中运用合理的方式使其时间变化。

3.3HLA/RTI协议下的多Agent计算机分布仿真平台

HLA框架中的RTI服务能够提供复杂系统仿真环境下的多种特定功能，其中主要包括数据信息传递、信息事件处理、时间控制、控制主体，RTI服务能够为事件处理以及具体状态变革提供良好的依据，而且便于时间的管理。MAE环境利用HLA/RTI作为支撑，能有效发挥HLA模型和RTI的多种服务，更加利于仿真环境的形成。从Agent方面来看，多Agent仿真平台中采用HLA/RTI还不能够使其完善，主要是缺乏Agent之间的交流支持，通过对Agent远程状态进行分析才能对其应用，而且Agent也需要特定通信的支持。在Agent的决策中，最为主要的就是Agent之间的交互通信，而HLA/RTI这一框架并不能满足相关要求。为了能够有效的解决这一问题，需要添加中间层，这个中间层处于RTI和Agent之间。它所起的作用是将作为HLA仿真元素加入到多Agent之间通信进行封装解释，这样有效增加了Agent之间的通信交流，并且为其提供支持保障。在中间层的封装消息，Agent之间数据流也会变多，通过RTI路由空间的限制从而控制数据信息分发数量，这样做到合理约束数据信息，从而保证元素只得到应该获取的信息。通过上述的分析，了解到HLA/RTI比较适用于多Agent仿真环境，随着HLA/RTI的不断扩展壮大，能够更多的构建多Agent计算机分布仿真平台。

4结论

关于复杂系统以及其复杂性的研究分析，在我国社会经济的发展方面有着重要影响。因此，只有对其复杂系统细致合理的分析，才能够对其内部结构以及具体功能有所了解，而计算机仿真的研究与设计能够实现这一目标，通过对复杂系统的模拟来掌握系统关键技术，并且通过合理的设计使其更加符合现代化发展社会，从而为人类提供更好的帮助。

计算机仿真范文第6篇

关键词：计算机；仿真模拟技术；煤矿；生产效率；

0、前言

煤矿生产是国家能源生产的重要组成部分之一，而煤矿生产效率直接关系到煤矿企业的生产成本和社会竞争力。在煤矿生产过程中，应用先进的科学成果能够明显促进煤矿生产的效率。其中，计算机仿真模拟技术在煤矿生产领域已经大放异彩，本研究就针对计算机仿真模拟技术对煤矿生产效率的影响进行探讨。

1、计算机仿真技术的原理分析

随着市场对计算机技术要求的不断提高,越来越多的新型的计算机技术不断出现，其类型大致可以分为软件技术、硬件技术和软硬件结合的技术，三者的应用范围各有不同。对于计算机仿真技术来说，它是属于软件和硬件结合的技术，在日常的生产领域有着广泛的应用，起着提高生产效率和节约生产成本的作用。

1.1计算机仿真技术的技术要求

作为一个软硬件结合的技术，计算机仿真技术需要在软件上进行数据处理和图像仿真，在硬件上主要是使用影像拍摄设备，通过影像采集和数据处理，并实现对事物的还原处理。在计算机仿真技术中，需要外部数据采集设备进行信息输入，内部的仿真软件进行数据转换和识别。在实践应用过程中需要从三方面保证计算机仿真技术保证生产要求。外接设备，主要起到数据采集作用的设备，在进行数据采集的过程中需要保证数据的准备性；仿真软件，在采集到的数据的基础上进行图像处理和数据定位，这些数据的处理为仿真技术的实现打下基础；模拟技术，将处理后的数据进行图像化和定位化，通过一定的计算机处理和数学模型分析，实现对外部事物的仿真模拟。

1.2计算机仿真技术的技术原理

计算机仿真软件的开发是实现仿真技术的最后一步，也是直接影响仿真效果的主要因素，要实现良好的计算机仿真效果就需要通过数学建模，通过对数据进行分析和计算，实现不同的模型架构，从而实现仿真效果。计算机仿真软件一般是在装有Linux的操作系统中进行开发，以此尽可能保证数据的稳定和软件调试工作的便利，在编程语言的选择上一般使用Java语言，因为后期仿真软件开发完成应用时常在Windows操作系统中运行，采用Java是为了方便进行跨平台操作。在仿真软件的开发过程中，需要进行实际的生产需求考察，了解生产实践过程需要什么样的仿真软件，对仿真软件的应用范围和使用条件的要求等，之后在进行软件的针对性开发。在软件的开发和调试过程中可使用数学模型作为处理的样本进行测试。对于不同环境下的生产操作需要建立不同的数学模型，以尽可能适应多种复杂应用条件下的仿真模拟要求。对于外界设备的影像数据采集除了需要保证影像的清晰度，还需要做好外界设备和计算机接口的技术对接，开发能够稳定运行的软件，保证接口能够满足日常高流量的数据传输问题，避免在数据传输过程中出现数据丢失和失真现象，影响最终呈现的计算机仿真效果。在仿真模拟技术的实现上可以分为两个部分，一部分是仿真，另一部分是模拟。仿真过程需要对经过处理的数据进行建模，实现基本的逻辑架构。而模拟技术不同于对现实事物的处理，需要利用三维立体数据处理和图像图形技术对原有的事物进行再现。在计算机模拟技术中，需要的技术指标更加严格，而且适合在包括房地产开发和空间设计等领域应用。因此，可以说模拟技术是仿真技术的升级版，模拟技术是对仿真技术的升华。

2、计算机仿真模拟技术对煤矿生产效率的影响

计算机仿真模拟技术应用在煤矿生产中必然会对生产过程产生积极的影响。在实践应用过程中具体通过以下几个方面提高了煤矿的生产效率。应用计算机仿真模拟技术首先需要对煤矿矿井生产作业的环境进行分析，通过对矿井生产作业面的影像采集，经过计算机传输并通过仿真模拟软件的处理之后产生较明确的仿真模拟图像，能够对井下环境做出细致准确的分析，了解井下的地质条件，从而制定正确的煤矿开采方案，提高煤矿开采的科学性和效率。在传统的井下煤矿开采过程中只能通过技术人员下矿井进行实地的技术勘察，往往受制于井下环境和人员经验的限制，无法准确而全面的对井下环境进行地质勘察，不能真正发挥出指导矿井下生产作业的作用，煤矿生产过程存在一定的盲目性。运用计算机仿真模拟技术后能够将影像资料真实仿真模拟呈现到地面专家团队的屏幕中，集中众人的智慧分析出井下可能存在的地质问题和作业环境问题，从而提出正确的生产设备摆放和生产设备作业强度的要求，在保证井下生产安全的情况下，科学生产保证持续高水平的生产效率，避免因对井下情况不清楚造成的生产进步迟滞的情况。例如在井下通风系统中采用计算机仿真模拟技术通过对网络图进行绘制,首先收集巷道和通风的原始数据,了解巷道的各项基础数据,并据此绘制出通风系统图样,将各个监测点进行编号标注。之后利用计算机仿真模拟技术进行仿真模拟,参数输入完成后根据实际情况进行参数修正和模型完善。计算机仿真模拟技术在煤矿生产中应用进一步推动了矿井的机械化生产水平，通过计算机仿真计算对井下情况的实时传输和仿真模拟，随时随地了解井下的操作情况并指导井下自动化生产机械进行生产调整，原本很多需要人工下井操作的项目通过影像的仿真模拟，用机械代替人工操作，提高了井下作业的效率和机械化程度的提高，从而最大程度的提高煤矿生产的效率。

3、结语

计算机仿真模拟技术直接应用于煤矿生产的关键过程中，外接设备、仿真软件、模拟技术三个部分共同完成了全部的计算机仿真模拟过程，通过对井下地质条件的全面细致勘察指导井下进行科学生产，减少了需要人工下井进行操作的项目，推动了煤矿生产工作的机械化程度，提高煤矿生产的效率。

参考文献

[1]苑颖.计算机仿真模拟技术对煤矿生产效率的影响分析[J].电子制作,2014,20:197-198.

[2]王宝英,彭克发.基于计算机仿真的煤炭矿区节能减排动力学研究[J].煤炭技术,2013,11:13-14.

[3]周耀东,赵怡晴,李仲学,曹志国.基于仿真的矿山生产计划优化研究与工程应用[J].矿业研究与开发,2011,06:79-82.

计算机仿真范文第7篇

将待处理轴承工件放入感应线圈，交变电流磁场作用下会产生感应电动势，其表达式为：，表达式中e为感应电势的瞬时值，Φ为交变电流产生的总磁通，负号表示磁通方向与电势方向相反。工件与感应线圈构成闭合回路，在电势作用下产生涡流，其具体表达公式为：其中R为材料电阻，XL为感抗；此涡流在工件上产生热量可表达为：若轴承与感应圈之间的间隙很小，漏磁损失很少，可把感应圈所产生的磁能看做全被工件吸收而产生涡流，此时涡流If将与通过感应圈的交变电流I大小相等，方向相反，据此，在高为1cm的单匝感应圈中加热工件吸收的功率为：式中Pa为工件吸收的功率，R0为工件半径，ρ为工件材料电阻率，μ为工件材料磁导率，f为交变电流频率。在工件磁场与涡流描述中，感应器加热后工件涡流If从表现到中心呈规律性衰减，从而形成集肤效应，应用麦克斯韦方程组进行求解计算。

二．轴承感应拆装的计算机仿真

以轴承感应器为基础，应用感应加热理论进行计算，应用Matlab软件，以此作出轴承工件内部感应加热后磁场、电场、涡流分布情况，形成仿真图。我们假设仿真过程中感应器线圈电流频率为f，分别在10赫兹、50赫兹和500赫兹时加热轴承内环，以内径、外径Φ分别为128mm与148mm，计算得出磁导率μ和电导率ρ，那么磁场、涡流、电场三者密度分布情况具体如图2所示。从图中数据分布情况来看，轴承工件在加热过程中三者密度分布变换规律基本相同，且随着电流频率的升高集肤效应越显著。轴承感应器拆装过程应用ANSYS软件进行仿真，要先建立拆装器模型，具体包含径向导磁体、空气隙、轴、轴承内环、周向导磁体和三相感应圈。拆装器的感应线圈采用三角形并接的方式对称接到三项电源上，以220KV电压和50赫兹频率进行加热，对拆装器施加荷载后对数据进行网格划分可得到具体仿真磁力线分布图、磁通密度等值分布图和磁场强度与半径分布路径图。在感应加热过程中，涡流分布密度直接影响轴承内环温度场的分布，感应涡流虽然难以检测，但是可以根据加热后内环温度场的分布来间接明晰电磁场分布和涡流密度分布情况。

仿真结果表明，电磁场分布带有显著的集肤效应，磁力线多集中在轴承内环，感应涡流也主要分布在轴承内环，轴内分布较少。这主要是由于拆卸过程中感应加热时，轴承换碰撞但是轴内不受热，导致可轻易将轴承环顺利拆卸[3]。此外，我们对比Matlab仿真结果与ANSYS仿真结果中被加热轴承工件三者密度分布情况与拆装器磁通密度等值分布情况可发现二者具有高度良好的一致性，这无疑证实了集肤效应的存在，并且也验证了轴承感应拆装器实现高效快速拆卸的可能性与可行性，证实轴承电磁场、涡流和电场分布规律的一致性以及所建立模型和计算机仿真结果的准确性[4]。小结轴承感应拆装应用电磁感应加热技术实现内环的无损拆装，本文根据感应器结构应用感应加热理论指导计算，使用Matlab和ANSYS软件完成了轴承感应拆装的计算机模拟，证实集肤效应的存在，验证了轴承感应拆装器实现高效快速拆卸的可能性与可行性，证实轴承电磁场、涡流和电场分布规律的一致性以及所建立模型和计算机仿真结果的准确性。

计算机仿真范文第8篇

1复杂系统概述

1.1复杂系统的含义

目前我国对复杂系统还没有明确的定义，对复杂系统的理解还处于研究阶段。大家所理解的复杂系统主要是指巨大的元素数量组成的系统，而系统各元素之间具有随机性、非线性的依存关系，系统功能难以利用抽象描述、形式化描述体现出来。如金融证券市场就可以视为一个复杂系统，而该复杂系统的组成元素主要包括国家金融、监管机构、上市公司、证券公司、证券参与者等，而这些促成元素之间即相互依存又各自独立。

1.2复杂系统的特点

复杂系统的主要特点有不可计算性、自主性、关联性、开放性。不可计算性主要是指复杂系统的行为难以通过数学的方式描述出来，各元素行为的总和不等同于复杂系统的整体行为。自主性是指元素之间独立自治性较强，各自元素行为通常是自行规划来完成，全局控制在复杂系统中是不存在的。关联性是指元素之间虽然各自独立，但它们相互作用，而且作用的影响相当大，甚至可以影响整个复杂系统的状态、行为。开放性是指系统的元素种类多且数量大，在对复杂系统研究的过程中不能单独的对某元素进行封闭研究，要使用突现、聚集的方法，复杂系统简化常通过元素聚类、集来实现。

2复杂系统计算机仿真的应用

2.1自适应Agent

复杂系统计算机仿真应用平台最具影响力的设计是由美国桑培飞研究提出的自适应Agent仿真平台。不同智能主体Agent通过单机中的若干线程和进程构成，包括反应Agent、交互Agent、控制/显示Agent、局部Agent、全局Agent、对象管理、控制时间推进。而且不同的Agent具有不同的功能，反应Agent具有自适应能力，交互Agent能够完成网络的交互，控制/显示Agent能够完成人机交互，局部Agent或全局Agent能够进行通信。而所有的Agent智能主体都具有反应能力、交互能力、自治性。当仿真感知到信息的时候反映体就会做出决策，例如证券交易原则，对于普通证券交易人员来说则非常简单，当证券价格上升，证券交易人员就出售那些呈现上升趋势证券，反之则买进若干倍的证券。

2.2智能仿真平台

智能仿真平台主要具有两方面内容，一是具有控制/显示Agent、自适应Agent的智能主体，代表复杂系统的基本元素，而这些复杂系统主要是国家、公司、机构、证券交易中的散户。二是全局Agent、局部Agent、交互Agent等实现基本元素关联的智能主体。其具体结构如图1所示.不同RII接口Agent通过网络传输信息，而RII再对其进行综合。实现各个Agent之间的相互作用。

3复杂系统计算机仿真的设计

复杂系统计算机仿真设计主要是从基于HLA框架中RTI的多种智能主体Agent分布的仿真平台。主要包括时间推进、事件处理、信息分发、主体控制。充分发挥HLA框架中RTI的强大功能，而RTI主要功能有数据分析管理、声明管理、时间管理、属性管理、主体管理、全局管理。另外RTI服务应与多Agent仿真环境需求相对应。如对象管理OM和联邦管理FM对应主体控制；时间管理服务TM对应时间；数据分发管理服务DDM、数据管理DM与信息分发相对应。但是这种仿真平台还存在局限，HLA框架中RTI对Agent之间的通信缺少支持，而在Agent中通信服务很重要，而基于HLA框架中RTI服务难以满足其要求，对个元素的关系也无法实现具体描述。因此，为了解决HLA框架中RTI对Agent之间缺少通信支持的问题，可以使用增加ML（中间层）在RTI和Agent软件之间的方法。例如AgentA将信息通过ML传输到RTI，然后RTI进行分析服务，将从ML接收到的信息分为到B的信息、到C的信息，然后在经过ML分别传到AgentB和AgentC。最终实现Agent之间的通信。而ML中间层的主要作用是解释和分装仿真环境中的自适应Agent和HLA中的RTI服务功能之间的通信。增加HLA框架中RTI对Agent的通信支持。由于HLA框架中RTI和Agent之间通过ML中间层解释信息，有可能会增加Agent元素之间的数据流通量，而在这时数据分发的数量可以利用RTI的路由空间进行限制。通过RTI对接受、发送数据的约束，能够为Agent邦元得到所需信息提供保障。例如在同一电台中的不同频道接收、发送信息，频道接受、发出的信息可以由RTI的路由空间进行约束，根据邦元的ID作为路由空间的参数，只允许在这个频道上的不同邦元可以对相关信息进行接收。还可以根据发送者的需求对路由空间进行有选择性的使用。

4结论

综上所述，通过对复杂系统计算机仿真的研究和设计，可以了解到复杂系统的重要性，对我国政治、经济、社会发展等方面具有非常重要的意义。通过应用和设计计算机仿真平台实现对复杂系统的有效描述，从而促进社会经济的发展和科学的进步。