随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的飞速发展，系统科学研究的深入，计算机仿真技术已经逐渐发展为一门新的学科。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于计算机仿真技术硕士论文范文的内容，欢迎大家阅读参考!
计算机仿真技术硕士论文范文篇1
浅议计算机仿真技术及其应用
摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，计算机仿真技术被逐渐应用到各个领域中，成为分析和设计的重要途径。本文首先从计算机仿真技术的概述出发;总结了计算机仿真技术的步骤和关键技术;最后就计算机仿真技术的应用领域进行了探讨，希望为相关领域的研究者和工作者提供参考和借鉴。
关键词：计算机;仿真技术;应用分析
一、计算机仿真技术的概述
所谓计算机仿真技术，是以计算机技术为基础、以控制论与相似原理为方法，借助系统模型对设想的或真实的系统，进行解析或半实物混合试验研究的一门综合技术。被称为继科学理论和实验研究后的第三种认识和改造世界的工具。该技术主要具有实用性高、灵活、经济以及安全等优点。借助计算机仿真技术能够对一些复杂的系统进行分析、设计以及评估[1]。总而言之，计算机仿真技术就是利用计算机，凭借各种仿真理论来研究对象系统的一种技术。
二、计算机仿真技术的步骤
通常计算机仿真技术主要包含以下几个步骤：
一是建立数据模型。建立数据模型的方法主要有归纳法、综合集成法等分析法。通过建立特定对象有限边界的数学模型，才能进行系统仿真。要建立好该数学模型，就需要慎重考虑到特定对象仿真研究的预定目标、检验知识、观测数据以及特定领域专家的经验等综合因素。
二是实现数学模型。实现数据模型也可以称为数据模型化的程序化。实现数据模型主要包括两个步骤，分别是设计仿真算法和编制仿真程序。由于传统的模型程序化活动具有很强的繁琐性和复杂性，所以实现很困难，但是随着软件技术的不断进步以及大量算法研究成果，当前针对一些特定的领域，已经能够提供面向对象、能够交互操作并且具有自动编程能力和算法库的商品化产品。
三是仿真试验。仿真试验是系统仿真的另一个重要活动内容，仿真试验主要是根据预先设置的试验方案来运行仿真模型，最终得到相关的仿真结果。
三、计算机仿真关键技术分析
1.智能仿真技术
智能仿真技术的前提是建立在知识的基础上，并将人类的思维和思想作为背景的一种智能技术，然后将其引入整个建模和仿真的过程，进而仿造出跟现实接近的景物和物体，满足人们生活所需。
2.面向对象的仿真技术
由于人类自身具备很强的主观意识，通过对图片和动画进行整合，从而清楚地获取信息，最终实现系统的仿真。3.分布交互仿真技术该技术主要指的运用计算机网络实现不同区域中仿真设备的相互连接，成为一个集数学仿真、半实物仿真和人在回路中仿真为一体的交互式的仿真技术。进而构建时间跟空间相互耦合且虚拟的仿真环境。
四、计算机仿真技术的应用分析
1.在军事领域中的应用
纵观我国各大领域，其中最早涉及计算机仿真技术的军事领域，主要体现在各类武器装备的设计环节、研制阶段、生产阶段以及使用和维护阶段。在设计环节，应用计算机仿真技术主要体现在将设计出来的武器装备进行仿真和试验，通过运用该技术成功降低了武器装备的风险;而在研制阶段，计算机仿真技术主要被运用于武器装备的性能检测和调试，以此来减少不必要的生产环节，促进研制的顺利开展;在生产阶段，计算机仿真技术主要是被用来检测武器装备的结构部件和工位，实现了控制武器装备质量的目的;在使用和维护阶段，运用计算机仿真技术来建立仿真模式，有助于根据各种武器装备的具有情况来制定预控措施，有利于全面对武器装备的性能进行评估。
不仅如此，计算机仿真系统还能用于战争环境和军事训练的仿真。仿真战争环境主要利用三维战争环境图像、图形库(如：战争背景、战争场景、武器装备、作战人员)营造逼真、危险的立体作战环境;还可以进行模拟单兵训练以及近战术训练等。总之，将计算机仿真技术应用在军事领域中，不仅有效的节约了武器装备研发所需的时间，减少了不必要的成本投入，还有效保证了武器装备的性能，从而促进了军事领域的快速发展。
2.计算机仿真技术在教育教学领域中的应用
将计算机仿真技术运用在教学领域的根本目的是为了提高课堂教学的质量和效果。具体主要体现在，借助计算机仿真模型具有的动态试验效果跟教学试验仿真二者有效地结合起来，从而能够将那些本来抽象的内容更加形象、直观地展现给学生，便于学生对课程的掌握，从而保证了教学质量[2]。
3.计算机仿真技术在工业领域中的应用
在经历改革开放后，我国工业技术取得显着发展，特别是现代工业的诞生逐渐丰富了工业领域的系统和项目，这也造就了工业领域跟其他领域相比更复杂。然而计算机仿真技术的诞生，不仅提高了工业产品的安全性，还提高了其经济性。这主要因为依赖计算机仿真技术能够更快的发展工业生产项目的规律和特点，从而为提高工业产品的各项性能指标提供了可靠的理论依据。
4.计算机仿真技术在其他领域中的应用
随着计算机仿真技术的不断成熟，其被应用的范围也在逐渐扩大。近年来，计算机仿真技术也被逐渐运用到了医学、交通、旅游等行业中。在医学领域中，主要是应用计算机仿真技术来构建生物学模型和三维视觉模型，不仅便于医学工作人员直观研究，还拓展了生命的研究机理。在交通领域中，主要是利用计算机仿真技术来模拟交通仿真软件平台，从而有助于相关人员对交通规划、设计、工程等全面评估。在旅游领域中运用计算机仿真技术主要体现在用其来预测某一景点的发展前景，也可以仿真景点模型，并借助多媒体软件来播放，以此来吸引游客。
五、结语
综上所述，计算机仿真技术的诞生和应用在很大程度上促进了社会的进步和发展，因此，相关领域还应继续加强对该技术的研究，通过对仿真方法进行深入研究，并积极借鉴并引进国外先进的计算机仿真技术，逐渐提高我国仿真系统的性能，全面提高仿真技术水平，将该项技术应用在更多的领域中。
参考文献：
[1]高云红。计算机仿真技术及其应用[J].软件，(11)：111-111.
[2]沈芳。计算机仿真技术的发展及其应用[J].信息科技，(7)：232-234.
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计算机仿真技术硕士论文范文篇2
浅析汽车领域计算机仿真技术
【摘要】随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的飞速发展，系统科学研究的深入，计算机仿真技术已经逐渐发展为一门新的学科。信息处理技术的突飞猛进，更使得仿真技术得到了迅速发展。计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。本文分析了轿车产品的特点，研究了计算机仿真技术在轿车全生命周期中不同阶段的应用现状，以及相关技术思想的发展。
【关键词】计算机;仿真技术;轿车;发展
一、前言
计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。它具有经济、可靠、实用、安全、灵活、可多次重复使用的优点，已经成为对许多复杂系统进行分析、设计、试验、评估的必不可少的手段。它是以数学理论为基础，以计算机和各种物理设施为设备工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术。
二、计算机仿真技术的发展
计算机仿真技术主要是随着计算机技术、计算技术、图形图像技术、复杂系统建模技术和专业建模技术的发展而发展的。从历史上看，计算机仿真大致经历了四个发展阶段：
2.1模型试验
最原始的仿真思想，其模型试验是基于物理模型进行的，缺乏柔性和精度。
2.2数字化仿真
采用计算机进行分析计算，但是计算结果表达局限于记录文件和图表上，缺乏直观形象。
2.3图像化仿真
大量采用丰富的图形图像技术来表达仿真结果，如三维图形。
2.4虚拟现实技术
不光采用三维图形技术表达计算结果，而且采用特殊装置，如戴上三维数据头盔，触摸仪器等，使人有身临其境的效果。
三、计算机仿真技术的关键
目前，计算机仿真计算的关键技术主要包括：
3.1面向对象的仿真
(object-OrientedSimulation-OOS)其主要是将整个系统的功能设计和实现归属为对对象的操作及对象信息的彼此综合利用来实现，对象间信息的传送引起了系统的活动。
3.2分布交互仿真
(DistributedInteractiveSimulation-DIS)主要是通过计算机网络将分散在各地的仿真设备互连，构成时间与空间互相耦合的虚拟仿真环境。
3.3智能仿真
(IntelligenceSimulation-IS)主要是以知识为核心和人类思维行为作背景的智能技术，引入整个建模与仿真过程，构造各处基本知识的开发途径。是人工智能(如专家系统、知识工程、模式识别、神经网络等)与仿真技术(如仿真模型、仿真算法、仿真语言、仿真软件等)的集成化。
3.4人机和谐仿真
主要包括可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真。[1]
四、计算机仿真技术在汽车领域的应用
汽车产业是我国的支柱产业之一，具有极大的发展潜力。尤其是在轿车生产方面同其他发达国家相比还有很大差距，入世必然会对我国的民族轿车工业产生一定的冲击。为了抵御这种冲击，迫切要求我们认真分析世界轿车工业发展的新趋势，学习和借鉴其中的新思想和新技术，使我国的轿车产业能够顺利地同国际接轨，争取在未来的竞争中处于有利的位置。
目前世界轿车工业的激烈竞争集中反映在降低生产成本上，即以价格优势去争夺市场。围绕着成本的降低，出现了许多新的发展趋势，如开发周期缩短化、生产管理精益化、目标成本控制化、零部件采购全球化等等。在这种情况下，传统的轿车设计开发过程显得周期过长、成本过高、而且效率低下，已经很难适应激烈的市场竞争的需要。为了解决这些问题，各种新的思想和技术纷纷出现，并被各大轿车生产厂家所采用，其中计算机仿真技术就是被广泛应用的技术之一。仿真技术是出自对系统研究的需要，用系统的模型对真实的或设计中的系统进行试验，以达到分析、研究和设计该系统的目的而计算机仿真就是利用现代计算机技术，对待分析的系统进行数字建模，并根据需要编制相应的程序对系统模型进行仿真分析的过程。
计算机仿真技术为轿车产品的设计开发提供了强有力的工具和手段。通过将计算机仿真技术全面应用于轿车产品的设计开发过程，使得在设计阶段即可以对产品的全生命周期进行分析和测，[2]从而保证了产品的制造要求、使用要求、维护要求、销毁要求等。由于其先进性和革命性，计算机仿真技术已经得到汽车界的广泛重视。
如福特公司第一辆样车定型之前，已经完成了全部仿真分析的95%以上，可以在工程开发阶段节省四千多万美元，在制造阶段节省超过十亿美元。通用公司由于在轿车设计开发过程中全面采用了计算机仿真技术，使得开发时间由原来的39个月减少到24个月奔驰汽车公司1998年之前已经完成了数字化轿车的设计，并实现了较强的虚拟显示技术，可以在设计阶段对轿车的总体性能匹配和车身系统布置设计等进行仿真分析、评价和改进。
4.1计算机仿真技术在轿车方案阶段的应用
方案阶段的主要任务是根据市场的发展和客户的需求等信息进行需求定义，包括参考样车选型、系统功能定义、技术经济评价等等。在方案阶段实际系统并不存在，设计人员根据不同的功能模型建立系统的动态模型，以便于比较不同方案的优劣。尽管此时模型的粒度较粗，但仍可为设计人员提供不同方案下的比较分析结果，并为进一步的设计提供决策依据。例如，轿车的技术经济评价就是在方案阶段，对轿车产品的技术质量信息、成本信息以及竞争对手信息进行建模，并在此基础上运用合适的理论方法综合处理这些模型，从而产生出可以对设计、管理与决策提供依据的综合知识。
4.2计算机仿真技术在轿车设计阶段的应用
在轿车的设计阶段，各种CAD/DAE工具已经得到广泛的应用，具有比较完善的数字化基础。因此这个阶段的仿真活动是同这些计算机辅助工具紧密结合的，甚至可以直接将CAD产品模型作为仿真模型输入，即由CAD软件来完成仿真建模工作，实现了部分的信息集成。这种信息集成是以一些图形信息交互标准为基础的，常用的格式有IGES、STEP等。但在实际使用时，由于各种软件对这些标准支持程度的差别，某些情况下CAD模型直接导入到仿真软件中会产生部分信息丢失现象，需要进行必要的修补工作后才能进行仿真分析。随着信息集成技术的发展，这些问题将会得到很好的解决。[3]
4.3计算机仿真技术在轿车制造阶段的应用
这里的制造主要是从技术角度出发，对产品的制造工艺的进行数值模拟与优化，对制造装备的进行数值模拟与改进。典型的如轿车车身覆盖件冲压成型工艺的数值模拟、模具型面抛光仿真等等。以轿车车身覆盖件冲压成型工艺为例，轿车中金属冲压件占到总重量的3/4，整个轿车的开发周期中，近40%的时间用于车身的设计和定型。采用传统的试错方法来解决冲压成型中的工艺问题已经无法满足现代轿车生产的需要。[4]在计算机仿真技术的支持下，通过在计算机上建立数字化模型，用有限元方法进行成型模拟，可以全面了解板料在成型过程中的应力、应变及厚度分布，预测成型缺陷，从而给设计人员提供进行工艺分析和模具设计的科学依据。通常所用的仿真/分析软件有CATIA、ANSYS、ADAMS、SIMPACK等。在西方发达国家，板料冲压成型的数值模拟技术已经称为缩短模具产品研制周期、提高产品质量、降低生产成本的必不可少的手段和工具。
4.4计算机仿真技术在轿车生产线阶段的应用
计算机仿真技术在轿车生产线阶段的主要应用包括确定生产管理控制策略、车间层的设计和调度、库存的规划管理等。其中用于生产管理控制策略的仿真包括确定有关参数以及用于不同控制策略之间的比较;用于车间设计和调度的仿真主要用于对各种可能方案进行分析评价，进而选择出最优方案;用于库存管理的仿真主要目的为确定订货策略、确定订货点和订货批量、确定仓库的分布、以及确定安全库存水平等等。[5]
4.5计算机仿真技术在轿车销售阶段的应用
在轿车的销售阶段，可以根据收集到的客户和对手的信息，通过计算机仿真手段来分析和比较各种方案，进而调整市场价格、制订销售策略等等。[6]
4.6计算机仿真技术在轿车使用阶段的应用
轿车的使用阶段，可以通过计算机仿真技术对用户进行驾驶培训、维修培训等。同生产设计阶段的仿真相比，这种面向用户的仿真大量应用了虚拟现实技术，由计算机全部或部分生成的多维感觉环境，使参与者产生沉浸感。通过这个虚拟环境，人们可以进行观察、感知和决策等活动。[7]
4.7计算机仿真技术在轿车回收阶段的应用
在回收阶段，计算机仿真技术可以用于对产品拆卸分解过程提供决策支持。严格的说，产品的可拆卸性应该是在设计阶段就予以考虑的因素。产品材料的使用和产品结构的合理性，直接影响废旧产品的可拆卸和回收价值。利用计算机仿真技术对产品回拆卸序列的分析和优化，可以对现有产品给出最大回收价值的拆卸方案。[8]
参考文献：
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