計算機(jī)仿真技術(shù)論文

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計算機(jī)仿真技術(shù)論文范文第1篇

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得我國的計算機(jī)仿真技術(shù)得到了質(zhì)的變化，并且，它也是當(dāng)前我國信息化社會下的產(chǎn)物。另外，我國本來就是一個制造業(yè)大國，通過把計算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到我國制造業(yè)的發(fā)展中具有非常重要的作用。本論文對系統(tǒng)仿真類型進(jìn)行了簡單介紹，接下來，對計算機(jī)仿真在制造業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的概述，最后對計算機(jī)仿真技術(shù)的熱點(diǎn)以及對我國制造業(yè)的影響進(jìn)行了研究，希望本論文的研究工作能夠?yàn)槲覈嬎銠C(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展提供一點(diǎn)借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)仿真技術(shù) 信息化 制造業(yè)

1 對系統(tǒng)仿真類型進(jìn)行概述

顧名思義，“仿真”就是對現(xiàn)實(shí)世界的物體進(jìn)行模擬的一種狀態(tài)，使其達(dá)到逼真的情形。在工程技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術(shù)來研究相關(guān)事物，如通過系統(tǒng)模型的相關(guān)實(shí)驗(yàn)來研究設(shè)計或者存在的某個系統(tǒng)。表1為系統(tǒng)仿真分類表。

2 對計算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述

由于我國是一個制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展。隨著我國科學(xué)技術(shù)及制造業(yè)的進(jìn)步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術(shù)作為工程領(lǐng)域里面的一個重要手段，其被大量應(yīng)用到我國制造業(yè)進(jìn)行研究及實(shí)踐，從而產(chǎn)生出一些先進(jìn)制造技術(shù)。

對于系統(tǒng)仿真技術(shù)而言，如果從本質(zhì)上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進(jìn)行實(shí)踐模擬的一種先進(jìn)技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)過程主要是由仿真語言、計算機(jī)高級語言、以及計算機(jī)仿真軟件來實(shí)現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示。可以很明@的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環(huán)境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機(jī)仿真軟件的一個發(fā)展情況。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，直到上個世紀(jì)80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮牟l(fā)執(zhí)行機(jī)制，這樣，就非常容易的實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理的基礎(chǔ)之上來對實(shí)驗(yàn)及模型數(shù)據(jù)、以及實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，與此同時，人工智能等相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)也開始應(yīng)用到仿真建模、運(yùn)行以及對仿真的結(jié)果進(jìn)行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關(guān)仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實(shí)現(xiàn)了對制造系統(tǒng)進(jìn)行的非語言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅(qū)動等相關(guān)的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3 計算機(jī)仿真研究的熱點(diǎn)以及對我國制造業(yè)的相關(guān)影響

自從上世紀(jì)末以來，隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導(dǎo)致系統(tǒng)仿真技術(shù)不斷向橫向的方向發(fā)展，在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術(shù)”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機(jī)來模擬整個產(chǎn)品的設(shè)計及制造過程，這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題，并且在產(chǎn)品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術(shù)在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點(diǎn)誕生，即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術(shù)（CE）在對產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行全面的考慮，這樣，對解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)是在并行工程的指導(dǎo)下，把大規(guī)模的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)等進(jìn)行綜合起來，從而進(jìn)一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品的策劃、設(shè)計等，以及預(yù)測產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等，這樣在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計、生產(chǎn)的過程中，可以減少反復(fù)或者變更等的次數(shù)。VPD技術(shù)能夠深入到各種復(fù)雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著計算機(jī)技術(shù)的高度快速發(fā)展，對仿真技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用已由單一的形式向復(fù)雜性的方向進(jìn)行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)（DIS）。對于這種仿真系統(tǒng)來講，它所包括的內(nèi)容有：構(gòu)造實(shí)體、實(shí)體-虛體、真實(shí)方面的實(shí)體等，并且，這些實(shí)體是可以基于不同時期的相關(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠家的相關(guān)技術(shù)等，對于這樣的復(fù)雜情況是允許他們進(jìn)行交換操作的。分布交互化仿真技術(shù)（DIS）通過采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點(diǎn)的仿真設(shè)備進(jìn)行連接起來，這樣便可以通過實(shí)體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構(gòu)成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進(jìn)的仿真技術(shù)。

如今，在我國制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)生了虛擬企業(yè)或者類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學(xué)與香港生產(chǎn)力方面的促進(jìn)局共同構(gòu)建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當(dāng)今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉(zhuǎn)向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來快速響應(yīng)市場需求，這樣才能夠?yàn)槠髽I(yè)獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內(nèi)存在相關(guān)資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場機(jī)會，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來臨時連接成一種動態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。

4 結(jié)束語

隨著我國社會的不斷發(fā)展，導(dǎo)致計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對于整個產(chǎn)品的生命周期來講，仿真技術(shù)都表現(xiàn)出其強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诋?dāng)今制造業(yè)競爭激烈的社會，計算機(jī)仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展在不斷的擴(kuò)展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產(chǎn)、綠色制造等方面不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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計算機(jī)仿真技術(shù)論文范文第2篇

    論文摘 要:實(shí)驗(yàn)室擔(dān)負(fù)著向?qū)W生傳播知識與技術(shù)、培養(yǎng)學(xué)生動手的能力和創(chuàng)新能力的重要使命。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及教學(xué)改革地不斷深入, 實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個教學(xué)體系中的地位越來越突出,實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革已經(jīng)迫在眉睫。本文主要分析了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)模式與存在的問題,并提出了提高電子信息類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法[1]。

    0 引 言

    實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)校教學(xué)活動的重要組成,教學(xué)質(zhì)量的好壞是對學(xué)校人才培養(yǎng)層次與質(zhì)量的直接體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的主要內(nèi)容, 在改善教學(xué)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)室在傳播知識的同時,更重要的作用體現(xiàn)在對學(xué)生的創(chuàng)造性思維與想象力的培養(yǎng)上。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生分析解決問題以及動手能力明顯提高。伴隨教學(xué)改革的日益深入, 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革也越來越引起人們的關(guān)注,以往的教師灌輸式的理論教授方式,學(xué)生被動接受的教學(xué)模式,已無法滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。當(dāng)前,社會需要的是主動型、能力為主的人才培養(yǎng)。加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),必須切實(shí)轉(zhuǎn)變以往重理論教學(xué)輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)的錯誤觀念,重新認(rèn)識實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)校教學(xué)活動中的地位與作用,根據(jù)當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)對人才的要求, 改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,優(yōu)化更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

    1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)模式與存在的問題

    國內(nèi)高校工科教育當(dāng)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著硬件條件不足、硬件實(shí)驗(yàn)條件的發(fā)展與技術(shù)要求不相符,加上近幾年高校擴(kuò)招,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件條件更是供不應(yīng)求。進(jìn)一步加大對教學(xué)硬件條件的投入,豐富實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)條件的改革及建設(shè),在目看來具有特殊的重要性。面對這種情況,我國的教育主管部門采取了一些推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革及建設(shè)的措施。如:在全國高校本科的教學(xué)水平評估中,實(shí)驗(yàn)室基地建設(shè)與建設(shè)投資及其實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革被列為一項重要的指標(biāo)。并且,各高校也逐漸開始響應(yīng)教育部的的這一舉動,紛紛實(shí)行了“雙基”型實(shí)驗(yàn)室,與此同時,建設(shè)了“實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”。當(dāng)前,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)所占比例較大,與綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)之間的比例失調(diào);實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絾我弧?shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊;實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。

    2 提高電子信息類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法

    2.1 實(shí)驗(yàn)中引入相應(yīng)的仿真技術(shù)來進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)

    在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入計算機(jī)仿真技術(shù),能夠充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時,教師能夠通過計算機(jī)技術(shù)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作的全過程進(jìn)行觀察,對學(xué)生進(jìn)行良好的跟蹤與指導(dǎo),更好地進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的采集工作,先進(jìn)科學(xué)的教學(xué)理念與教學(xué)手段對于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平具有重要作用。引入計算機(jī)技術(shù)后,理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師教學(xué)指導(dǎo)與學(xué)生操作、思考融合成一個有機(jī)整體。以往傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中課堂、課時以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備因素的限制作用得到了解決,實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加靈活化,教學(xué)內(nèi)容在時空上得到進(jìn)一步的延伸,更好地激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的熱情。

    將計算機(jī)仿真技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,通過相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行的虛擬實(shí)驗(yàn),為學(xué)生提供了更為靈活開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中獨(dú)立思考能力,增強(qiáng)學(xué)生的的學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識。對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,仿真技術(shù)的應(yīng)用,將虛擬性實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的電路實(shí)驗(yàn)整合成有機(jī)整體,實(shí)驗(yàn)的能動性與趣味性明顯提高,同時實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的充實(shí),有利于學(xué)生綜合實(shí)踐以及探索創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當(dāng)前,已經(jīng)有越來越多的高校重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè),通過計算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的新方向。將與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的計算機(jī)軟件技術(shù)引入到高校實(shí)驗(yàn)室中,為實(shí)驗(yàn)科研提供了良好的平臺,對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性,培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有重要作用。計算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用,一方面能夠改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,另一方面,還能夠明顯降低實(shí)驗(yàn)成本,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。通過單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),能夠發(fā)現(xiàn),教學(xué)過程中引入proteus仿真軟,通過該軟件對單片機(jī)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行模擬,克服了實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中硬件電路固定以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不易改動等因素的限制。實(shí)驗(yàn)設(shè)計全過程,除計算機(jī)外不用再進(jìn)行任何硬件的添加即可實(shí)驗(yàn),這有力地推動了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革,更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。仿真技術(shù)的另一重要應(yīng)用主要表現(xiàn)在學(xué)生的業(yè)余愛好上,如挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計大賽等等,學(xué)生就能夠用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)仿真,首先用計算機(jī)仿真出實(shí)驗(yàn)的模型,再在計算機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的模擬調(diào)試,最終用硬件來實(shí)現(xiàn)。在整個仿真的過程中,學(xué)生可以自由發(fā)揮自己的潛能,通過大量的仿真對比,來達(dá)到設(shè)計目的,也可大膽反復(fù)地調(diào)試,避免了器件的損壞。電子設(shè)計競賽中,由于proteus開發(fā)環(huán)的運(yùn)用,培訓(xùn)過程中不需投入任何硬件的條件下,學(xué)生卻普遍反映,對于單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純理論知識的學(xué)習(xí)更易接受也更易得到提高。事實(shí)證明,運(yùn)用proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真成功后進(jìn)行的實(shí)際制作,可明顯的提高單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計效率。此外,遠(yuǎn)程教學(xué)中仿真教學(xué)的運(yùn)用具體重要的意義,對于教學(xué)改革是一種很好的嘗試。

    2.2 實(shí)驗(yàn)中引入Matlab軟件內(nèi)建的Simulink組件技術(shù)

    目前,我國開設(shè)了電子信息類專業(yè)的高校中,大部分都將Matlab軟件作為重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,對定理以及算法進(jìn)行仿真和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。Simulink組件作為Matlab的重要組成,能夠?yàn)橛脩籼峁┮粋€仿真分析與動態(tài)建模的集成系統(tǒng)環(huán)境。該環(huán)境下,只需利用鼠標(biāo)進(jìn)行簡單直觀的操作,就能夠完成復(fù)雜系統(tǒng)模型的構(gòu)建,在此過程中避免了大量繁雜的書寫程序。由于 Simulink組件具有適應(yīng)性強(qiáng)、效率高,結(jié)構(gòu)仿真精細(xì)、流程清晰且貼近實(shí)際、效率高、使用靈活等諸多優(yōu)點(diǎn),Simulink組件技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于處理數(shù)字信號與控制理論等復(fù)雜的仿真設(shè)計之中。同時Simulink能夠通過連續(xù)、離散采樣時間以及兩種采樣時間混合的的方式進(jìn)行建模,該組件還可支持多速率系統(tǒng),不同的系統(tǒng)組成部分的采樣速率不同。此外,Simulink為動態(tài)系統(tǒng)模型的創(chuàng)建,提供的圖形用戶接口(GUI) ,使在進(jìn)行模型方塊圖的創(chuàng)建時只需通過鼠標(biāo)單擊與拖動鼠等簡單操作即可完成,為用戶提供了一種更便捷、更直接的創(chuàng)建方式,同時能夠立即獲得系統(tǒng)仿真結(jié)果。

    該組件的這一特性,一方面可以使算法的驗(yàn)證更為簡單,減少學(xué)生投入在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中所用的時間,而將大部分精力投入到設(shè)計性、綜合性試驗(yàn)中;另一方面,可以使學(xué)生更快捷的驗(yàn)證新思路、新算法,而不會由于代碼調(diào)試方面的問題影響了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開展。以自適應(yīng)濾波中的經(jīng)典RLS 算法為例,如果直接采用Matlab編程方式,在進(jìn)行代碼調(diào)試時,就會消耗掉大量的精力,代碼長度將達(dá)到200 行以上。而如果采用Simulink組件模塊化設(shè)計的思想,只需要鼠標(biāo)對模型的拖拽,就能以流程圖的形式將濾波器搭建起來。由于Simulink提供了豐富的元件庫,采用圖形化的表示方法,學(xué)生在進(jìn)行算法驗(yàn)證的時候只需調(diào)用成熟的模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)計即可。這樣的實(shí)驗(yàn)方法事半功倍,思路清晰,參數(shù)的調(diào)整也十分便捷,廣受學(xué)生歡迎。由此可見,引入Simulink組件后的實(shí)驗(yàn),既不會影響實(shí)驗(yàn)效果,又能夠提高實(shí)驗(yàn)效率,對學(xué)生模塊化編程的思想也有較好的促進(jìn)作用。

    3 結(jié) 語

    當(dāng)前,社會對人才綜合素質(zhì)的要求不斷提高,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革已經(jīng)迫在眉睫,而大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革又直接影響到學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須能夠跟得上時代的腳步,把計算機(jī)仿真技術(shù)與Simulink組件技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造能力,在學(xué)習(xí)到先進(jìn)技術(shù)的同時,提高學(xué)生對社會的適應(yīng)能力。

    參考文獻(xiàn)

計算機(jī)仿真技術(shù)論文范文第3篇

[論文摘要]物理學(xué)與計算機(jī)科學(xué)關(guān)系密切、互相促進(jìn)、共同發(fā)展，對我們今天的物理教學(xué)提出了更新更高的要求，物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容可以結(jié)合計算機(jī)教學(xué)作一些思考和嘗試，以適應(yīng)新形勢的要求。

一、物理學(xué)與計算機(jī)的密切關(guān)系

電子計算機(jī)是因解決物理問題的需要而產(chǎn)生的，二次大戰(zhàn)期間為了快速計算彈道，被公認(rèn)為世界第一臺電子計算機(jī)ENIAC于1946年研制成功[1]，萬維網(wǎng)的出現(xiàn)是因歐洲核物理學(xué)家們進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的需要而設(shè)計出來的。由此可見，計算機(jī)與物理學(xué)的關(guān)系是非常密切的，物理學(xué)的發(fā)展促成了計算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展，計算機(jī)的出現(xiàn)是二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一，它延伸了人們的思維能力，成功地解決了很多物理、數(shù)學(xué)等方面的難題，沒有計算機(jī)就不可能準(zhǔn)確計算出火箭和衛(wèi)星的軌道位置、就沒有今天的航天成就，計算機(jī)應(yīng)用跨越各個學(xué)科，在工業(yè)技術(shù)、企業(yè)管理、情報信息處理、國民教育等領(lǐng)域引起深刻的變革，在今天幾乎沒有哪一個學(xué)科能夠離開計算機(jī)的應(yīng)用。

作為孕育計算機(jī)誕生與發(fā)展的物理學(xué)，如果說早期物理學(xué)應(yīng)用計算機(jī)主要解決人們的計算速度、強(qiáng)度的技術(shù)問題，那么到了今天，計算機(jī)已在更深刻的層次上促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展，由于在物理學(xué)很多領(lǐng)域中能夠找到精確解的理論問題已經(jīng)不多了，剩下的是大量的復(fù)雜的非線性問題，對這些問題的分析、預(yù)測和求解離開計算機(jī)，人們幾乎無能為力了。另外一個方面，在計算機(jī)出現(xiàn)之前，人們只能夠通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證物理理論的正確性、工程中也往往需要耗費(fèi)巨額資金做實(shí)驗(yàn)來探測某些數(shù)據(jù)和驗(yàn)證方案的可行性。而今天很多實(shí)驗(yàn)可以通過計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)來完成，達(dá)到與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)完全相同的效果，成本低廉且安全環(huán)保，用計算機(jī)來進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)技術(shù)史上革命性的變化。

物理學(xué)與計算機(jī)科學(xué)互相促進(jìn)、共同發(fā)展的情況對我們今天的物理教學(xué)提出了更新更高的要求，物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法必須與時俱進(jìn)，適應(yīng)新形勢的要求。

二、物理教學(xué)中結(jié)合計算機(jī)教學(xué)的一些思考

大學(xué)物理課內(nèi)容很多，結(jié)合不同的專業(yè)，在保證教學(xué)大綱的基本要求的前提下，內(nèi)容上作一些必要的取舍，針對計算機(jī)科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容上適應(yīng)地向?qū)I(yè)傾斜，使基礎(chǔ)課更好地為專業(yè)課服務(wù)，明確基礎(chǔ)課的服務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生明了物理課程對后續(xù)專業(yè)課程的重要性，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性，以取得良好的學(xué)習(xí)效果，具體做法以下幾方面進(jìn)行：

（一）精選典型物理問題用計算機(jī)編程求解

大學(xué)物理課程一般在大一的下學(xué)期和大二的上學(xué)期進(jìn)行，而大多數(shù)專業(yè)的計算機(jī)程序設(shè)計課程也恰好在此階段展開，這就為物理課與計算機(jī)程序設(shè)計課相結(jié)合創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)物理教學(xué)的不同階段，可以精選一些典型的物理問題用計算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解。例如在力學(xué)部分講拋物運(yùn)動時，先按教材講授忽略空氣阻力時的運(yùn)動方程，求出精確解，然后補(bǔ)上空氣阻力二次項，方程就變成非線性的了，讓學(xué)生體驗(yàn)含有空氣阻力時實(shí)際問題求解的難度，再介紹計算機(jī)數(shù)值計算的方法與思路，給出編程示范，作為綜合習(xí)題讓學(xué)生完成程序設(shè)計與調(diào)試，并與計算機(jī)程序設(shè)計課教師協(xié)商，程序調(diào)試可利用計算機(jī)上機(jī)課時間完成，通過這種方式，理論聯(lián)系實(shí)際，既培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理課和學(xué)習(xí)計算機(jī)程序設(shè)計課雙方面的積極性。又例如在振動學(xué)章節(jié)用計算機(jī)演示單擺大角度強(qiáng)迫振動的混沌效應(yīng)；在熱力學(xué)章節(jié)用計算機(jī)模擬二維布朗粒子運(yùn)動；在電磁學(xué)章節(jié)用計算機(jī)編程求解一般位置的電場和磁場分布情況，像載流圓形線圈，根據(jù)畢粵--薩伐爾定律和對稱性，教材上只給出了求線圈軸線上點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但對其它位置的磁場分布情況計算就很難了，因此可在課堂上簡單介紹計算機(jī)積分法，要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上利用計算機(jī)完成求解圓形電流非軸線上點(diǎn)的磁場分布情況，鞏固和加深對物理定律及其適用范圍的理解與把握，學(xué)習(xí)和體會計算機(jī)編程的方法與技巧。 轉(zhuǎn)貼于

通過精選少量典型物理習(xí)題利用計算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解，以小論文或綜合作業(yè)的形式布置練習(xí)，具體實(shí)施中充分征求計算機(jī)相關(guān)教師的意見并請求協(xié)助和參與實(shí)施，加強(qiáng)不同學(xué)科、不同課程之間的交流與協(xié)作，達(dá)到事半功倍的雙贏的教學(xué)效果，充分體現(xiàn)大學(xué)物理課的基礎(chǔ)地位與作用，體現(xiàn)計算機(jī)對物理學(xué)習(xí)和研究的重要性，知道這兩門課程關(guān)系如此密切，學(xué)習(xí)的認(rèn)真態(tài)度和積極性自然就得到了加強(qiáng)和提高。

（二）部分物理實(shí)驗(yàn)利用計算機(jī)仿真課件來進(jìn)行

隨著計算機(jī)仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，大學(xué)物理的計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)也得到普遍的關(guān)注與認(rèn)同，成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一個新的重要手段和工具，一些院校已開發(fā)出很多有特色的大學(xué)物理仿真課件，為我們在實(shí)驗(yàn)方面實(shí)施物理教學(xué)與計算機(jī)教學(xué)結(jié)合創(chuàng)造了另一個有利條件。可將全部物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成三個部分:一部分按原計劃實(shí)施，一部分實(shí)驗(yàn)由計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)取代，還有一部分作為對比實(shí)驗(yàn)，既按真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，又做仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比。將仿真實(shí)驗(yàn)課件安裝在機(jī)房和校園網(wǎng)上，方便學(xué)生操作。仿真實(shí)驗(yàn)雖然不可完全替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)，但真實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密、價格昂貴，不允許學(xué)生反復(fù)操作、隨意拆裝，以剖析儀器性能結(jié)構(gòu)。仿真實(shí)驗(yàn)恰好在這方面能彌補(bǔ)真實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器的不足，豐富了物理實(shí)驗(yàn)的手段與方法，拓廣了學(xué)生的視角，也為以后計算機(jī)的應(yīng)用開發(fā)掌握一些基本概念。

計算機(jī)仿真技術(shù)論文范文第4篇

[摘要]物理學(xué)與計算機(jī)科學(xué)關(guān)系密切、互相促進(jìn)、共同發(fā)展，對我們今天的物理教學(xué)提出了更新更高的要求，物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容可以結(jié)合計算機(jī)教學(xué)作一些思考和嘗試，以適應(yīng)新形勢的要求。

一、物理學(xué)與計算機(jī)的密切關(guān)系

電子計算機(jī)是因解決物理問題的需要而產(chǎn)生的，二次大戰(zhàn)期間為了快速計算彈道，被公認(rèn)為世界第一臺電子計算機(jī)ENIAC于1946年研制成功，萬維網(wǎng)的出現(xiàn)是因歐洲核物理學(xué)家們進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的需要而設(shè)計出來的。由此可見，計算機(jī)與物理學(xué)的關(guān)系是非常密切的，物理學(xué)的發(fā)展促成了計算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展，計算機(jī)的出現(xiàn)是二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一，它延伸了人們的思維能力，成功地解決了很多物理、數(shù)學(xué)等方面的難題，沒有計算機(jī)就不可能準(zhǔn)確計算出火箭和衛(wèi)星的軌道位置、就沒有今天的航天成就，計算機(jī)應(yīng)用跨越各個學(xué)科，在工業(yè)技術(shù)、企業(yè)管理、情報信息處理、國民教育等領(lǐng)域引起深刻的變革，在今天幾乎沒有哪一個學(xué)科能夠離開計算機(jī)的應(yīng)用。

作為孕育計算機(jī)誕生與發(fā)展的物理學(xué)，如果說早期物理學(xué)應(yīng)用計算機(jī)主要解決人們的計算速度、強(qiáng)度的技術(shù)問題，那么到了今天，計算機(jī)已在更深刻的層次上促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展，由于在物理學(xué)很多領(lǐng)域中能夠找到精確解的理論問題已經(jīng)不多了，剩下的是大量的復(fù)雜的非線性問題，對這些問題的分析、預(yù)測和求解離開計算機(jī)，人們幾乎無能為力了。另外一個方面，在計算機(jī)出現(xiàn)之前，人們只能夠通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證物理理論的正確性、工程中也往往需要耗費(fèi)巨額資金做實(shí)驗(yàn)來探測某些數(shù)據(jù)和驗(yàn)證方案的可行性。而今天很多實(shí)驗(yàn)可以通過計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)來完成，達(dá)到與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)完全相同的效果，成本低廉且安全環(huán)保，用計算機(jī)來進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)技術(shù)史上革命性的變化。

物理學(xué)與計算機(jī)科學(xué)互相促進(jìn)、共同發(fā)展的情況對我們今天的物理教學(xué)提出了更新更高的要求，物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法必須與時俱進(jìn)，適應(yīng)新形勢的要求。

二、物理教學(xué)中結(jié)合計算機(jī)教學(xué)的一些思考

大學(xué)物理課內(nèi)容很多，結(jié)合不同的專業(yè)，在保證教學(xué)大綱的基本要求的前提下，內(nèi)容上作一些必要的取舍，針對計算機(jī)科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容上適應(yīng)地向?qū)I(yè)傾斜，使基礎(chǔ)課更好地為專業(yè)課服務(wù)，明確基礎(chǔ)課的服務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生明了物理課程對后續(xù)專業(yè)課程的重要性，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性，以取得良好的學(xué)習(xí)效果，具體做法以下幾方面進(jìn)行：

（一）精選典型物理問題用計算機(jī)編程求解

大學(xué)物理課程一般在大一的下學(xué)期和大二的上學(xué)期進(jìn)行，而大多數(shù)專業(yè)的計算機(jī)程序設(shè)計課程也恰好在此階段展開，這就為物理課與計算機(jī)程序設(shè)計課相結(jié)合創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)物理教學(xué)的不同階段，可以精選一些典型的物理問題用計算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解。例如在力學(xué)部分講拋物運(yùn)動時，先按教材講授忽略空氣阻力時的運(yùn)動方程，求出精確解，然后補(bǔ)上空氣阻力二次項，方程就變成非線性的了，讓學(xué)生體驗(yàn)含有空氣阻力時實(shí)際問題求解的難度，再介紹計算機(jī)數(shù)值計算的方法與思路，給出編程示范，作為綜合習(xí)題讓學(xué)生完成程序設(shè)計與調(diào)試，并與計算機(jī)程序設(shè)計課教師協(xié)商，程序調(diào)試可利用計算機(jī)上機(jī)課時間完成，通過這種方式，理論聯(lián)系實(shí)際，既培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理課和學(xué)習(xí)計算機(jī)程序設(shè)計課雙方面的積極性。又例如在振動學(xué)章節(jié)用計算機(jī)演示單擺大角度強(qiáng)迫振動的混沌效應(yīng)；在熱力學(xué)章節(jié)用計算機(jī)模擬二維布朗粒子運(yùn)動；在電磁學(xué)章節(jié)用計算機(jī)編程求解一般位置的電場和磁場分布情況，像載流圓形線圈，根據(jù)畢粵--薩伐爾定律和對稱性，教材上只給出了求線圈軸線上點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但對其它位置的磁場分布情況計算就很難了，因此可在課堂上簡單介紹計算機(jī)積分法，要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上利用計算機(jī)完成求解圓形電流非軸線上點(diǎn)的磁場分布情況，鞏固和加深對物理定律及其適用范圍的理解與把握，學(xué)習(xí)和體會計算機(jī)編程的方法與技巧。

通過精選少量典型物理習(xí)題利用計算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解，以小論文或綜合作業(yè)的形式布置練習(xí)，具體實(shí)施中充分征求計算機(jī)相關(guān)教師的意見并請求協(xié)助和參與實(shí)施，加強(qiáng)不同學(xué)科、不同課程之間的交流與協(xié)作，達(dá)到事半功倍的雙贏的教學(xué)效果，充分體現(xiàn)大學(xué)物理課的基礎(chǔ)地位與作用，體現(xiàn)計算機(jī)對物理學(xué)習(xí)和研究的重要性，知道這兩門課程關(guān)系如此密切，學(xué)習(xí)的認(rèn)真態(tài)度和積極性自然就得到了加強(qiáng)和提高。

（二）部分物理實(shí)驗(yàn)利用計算機(jī)仿真課件來進(jìn)行

隨著計算機(jī)仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，大學(xué)物理的計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)也得到普遍的關(guān)注與認(rèn)同，成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一個新的重要手段和工具，一些院校已開發(fā)出很多有特色的大學(xué)物理仿真課件，為我們在實(shí)驗(yàn)方面實(shí)施物理教學(xué)與計算機(jī)教學(xué)結(jié)合創(chuàng)造了另一個有利條件。可將全部物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成三個部分：一部分按原計劃實(shí)施，一部分實(shí)驗(yàn)由計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)取代，還有一部分作為對比實(shí)驗(yàn)，既按真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，又做仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比。將仿真實(shí)驗(yàn)課件安裝在機(jī)房和校園網(wǎng)上，方便學(xué)生操作。仿真實(shí)驗(yàn)雖然不可完全替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)，但真實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密、價格昂貴，不允許學(xué)生反復(fù)操作、隨意拆裝，以剖析儀器性能結(jié)構(gòu)。仿真實(shí)驗(yàn)恰好在這方面能彌補(bǔ)真實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器的不足，豐富了物理實(shí)驗(yàn)的手段與方法，拓廣了學(xué)生的視角，也為以后計算機(jī)的應(yīng)用開發(fā)掌握一些基本概念。

計算機(jī)仿真技術(shù)論文范文第5篇

Abstract: The overall milling error prediction model is obtained, including the thermal deformation errors of the workpiece, the tool thermal deformation error, the wear error of the tool and the tool deformation error.

關(guān)鍵詞：工件受熱變形；刀具受熱變形；刀具磨損；刀具受力

Key words: workpiece heating；tool heating；tool wear；tool stress

中圖分類號：TG54文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）23-0026-01

1加工誤差影響因素及分類

在數(shù)控銑削加工過程中，用戶期望生產(chǎn)加工后的工件與設(shè)計人員所設(shè)計的圖紙完全吻合一致，但這只是一個脫離實(shí)際的理論想法。在實(shí)際的生產(chǎn)加工中，由于受到加工操作規(guī)程、加工工藝系統(tǒng)、加工原理、加工測量、工件和刀具的材質(zhì)、工件和刀具的溫度、刀具受力變形、刀具磨損等因素的影響，實(shí)際生產(chǎn)加工后的工件與理論圖紙會存在一定的偏差，進(jìn)而產(chǎn)生了加工誤差。

一般來講，一個完整的數(shù)控銑削加工系統(tǒng)主要由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成，也可以稱之為加工工藝系統(tǒng)。在實(shí)際的數(shù)控銑削加工過程中，存在很多影響因素引起加工誤差，進(jìn)而影響加工工件的質(zhì)量。在前人研究的基礎(chǔ)上，按照誤差的來源可以將加工誤差分為三類：幾何誤差、物理誤差和其它誤差，其中幾何誤差是指機(jī)床或夾具或刀具本身存在的誤差和加工過程中由磨損而引起的誤差；物理誤差是指數(shù)控銑削加工工藝系統(tǒng)由于受熱和受力而產(chǎn)生的彈性變形和塑性形變而引起的誤差；其它誤差包括的范圍較大，隨機(jī)性較強(qiáng)，主要是指加工工人在數(shù)控銑削加工操作過程中，由于采用哪一種加工原理、操作是否嚴(yán)格遵守規(guī)程、重新調(diào)整工藝系統(tǒng)、定位刀具或待加工工件的精確程度、測量的準(zhǔn)確度和加工工人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等因素所引起的誤差。

2單因素加工誤差模型

參考文獻(xiàn)：

[1]周德生.基于計算機(jī)仿真技術(shù)的銑削加工精度控制研究[D].武漢理工大學(xué)，碩士學(xué)位論文，2006.