計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及應(yīng)用本科畢業(yè)論文
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)科學(xué)的全面開發(fā),結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、圖像技術(shù)、三維技術(shù)等技術(shù)的進(jìn)步,衍生了一門全新的科學(xué)技術(shù)——計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及應(yīng)用本科畢業(yè)論文，供大家參考。
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及應(yīng)用本科畢業(yè)論文篇一
《 化工中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研究 》
摘要：目前，計(jì)算機(jī)逐漸被普及到生活生產(chǎn)各個(gè)方面，并逐漸被拓展至化工行業(yè)內(nèi)應(yīng)用，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)化工行業(yè)內(nèi)應(yīng)用范圍漸漸被擴(kuò)大，某種特殊程度上促進(jìn)化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文由計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)化工行業(yè)應(yīng)用角度闡述該技術(shù)優(yōu)勢，以及對其應(yīng)用必要性，希望可以對相關(guān)工作者帶來一些啟示。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù);化工;應(yīng)用
伴隨科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展進(jìn)步，化工行業(yè)設(shè)施裝置逐漸趨于大型化、復(fù)雜化發(fā)展，自動化水平逐漸提升，操作要求更加嚴(yán)格。需要相關(guān)操作人員與技術(shù)人員漸漸提升自身業(yè)務(wù)能力與水平，不單確保生產(chǎn)設(shè)備能夠穩(wěn)定安全與長期運(yùn)行，還需要有關(guān)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(xùn)體系偏向于師傅帶領(lǐng)徒弟傳幫帶形式，而有關(guān)工作人員對于故障處理的能力，通常要靠長時(shí)間實(shí)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(shí)，但卻受到授培訓(xùn)時(shí)間與周期限制，培訓(xùn)內(nèi)容缺少豐富性，某種程度上有可能增加相關(guān)工作者獨(dú)立上崗時(shí)間，不符合生產(chǎn)技術(shù)可持續(xù)發(fā)展與生產(chǎn)裝置更新所需。
1應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)重要性
化工行業(yè)常需要針對部分具體工程設(shè)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(xùn)，培訓(xùn)工作通常結(jié)合實(shí)物掛圖與微縮器具將知識傳授出去，傳授過程比較枯燥。實(shí)物掛圖與教具基于實(shí)用因素與經(jīng)濟(jì)因素，并不選擇大尺寸，致使所有培訓(xùn)工作人員詳細(xì)掌握相關(guān)操作與原理。結(jié)合3D技術(shù)繪制能夠讓設(shè)備形象更趨于逼真化，可做任意旋轉(zhuǎn)，使培訓(xùn)工作人員可實(shí)現(xiàn)全方位觀察工藝與設(shè)備[1]。結(jié)合Flash技術(shù)制作設(shè)備動畫有效代替掛圖，對設(shè)備動態(tài)進(jìn)行演示的時(shí)候更為生動形象，幫助相關(guān)人員針對設(shè)備工作原理予以掌握，能夠很好帶動培訓(xùn)人員熱情。并且，使用設(shè)備較為方便，對使用要求可以很好滿足。
2基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)化工數(shù)據(jù)模型
結(jié)合計(jì)算機(jī)做仿真模擬，是把化工過程數(shù)理帶入計(jì)算機(jī)當(dāng)中，接下來經(jīng)計(jì)算機(jī)把工藝過程進(jìn)行模擬與反映。所有原理基于人為因素轉(zhuǎn)變，可以得到與之匹配反應(yīng)過程與反應(yīng)結(jié)果變化值。通常情況下它存在下述優(yōu)勢。其一，友好人機(jī)交互界面。當(dāng)前，諸多化工業(yè)模擬軟件設(shè)計(jì)規(guī)則都以微軟公司為基礎(chǔ)，使相關(guān)工作者能快速上手并投入相關(guān)操作中，讓相關(guān)人員感到輕松便捷，培養(yǎng)濃厚實(shí)驗(yàn)興趣，并充分調(diào)動起工作積極性與能動性。其二，對工程裝備的性能反應(yīng)較為真實(shí)[2]。要充分分析化工設(shè)備反應(yīng)過程，建立同它相互匹配模型，憑借實(shí)驗(yàn)把所有過程全權(quán)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(gè)化工工業(yè)常會涉及到的一個(gè)模型，希望可以供相關(guān)操作人員參考。計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)具有許多特點(diǎn)，如重復(fù)、復(fù)雜性和多個(gè)，20世紀(jì)50年代初，西方國家一直在計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性進(jìn)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(jìn)行了一系列的設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以把它看作是非線性的本質(zhì)，及其相對高階的時(shí)候，分析方法和經(jīng)典控制理論，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)在電子數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微積分方程，計(jì)算，介紹了結(jié)合時(shí)域動態(tài)性能指標(biāo)體系，這將最終調(diào)整方案出來。第一，系統(tǒng)是穩(wěn)定的;第二，在數(shù)值計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)的輸入值等于0.0123;第三，在排除干擾因素，把化學(xué)工作在正常狀態(tài);第四，干擾因素考慮在內(nèi)的情況下，各種干擾因素也作為單獨(dú)的個(gè)體來處理。本文通過預(yù)測校正格式，歐拉方法是迭代微分方程數(shù)值積分計(jì)算。
4計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的改進(jìn)方案
當(dāng)前，化工仿真系統(tǒng)應(yīng)用范圍很廣，但由于化工設(shè)備操作和較大的工藝流程不同，當(dāng)前的仿真軟件，仿真機(jī)器，更好的培訓(xùn)新員工無法滿足，因此，未來的新的仿真技術(shù)和仿真軟件的發(fā)展空間仍然是大[4]。未來，應(yīng)該與自動控制理論相結(jié)合，適當(dāng)參考校正環(huán)節(jié)能有效地改善系統(tǒng)動態(tài)性能的質(zhì)量，使其有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力?？梢赃B接到氣體的輸入端仿真系統(tǒng)的微分和積分負(fù)反饋環(huán)節(jié)，最終會使動態(tài)性能大大提高，它相當(dāng)于系列的介紹和鏈接。我們計(jì)算的結(jié)果可以看出，只要相應(yīng)的參數(shù)選擇正確獲得超出預(yù)期的效果。微分和積分部分的結(jié)構(gòu)可以被視為一種天然氣供應(yīng)預(yù)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(gè)手臂，表達(dá)時(shí)間常數(shù)很小，時(shí)間常數(shù)相對較長。仿真系統(tǒng)的輸入結(jié)構(gòu)的負(fù)面反饋鏈接到系統(tǒng)具有更好的動態(tài)性能。基于基本知識理論，修正的鏈接對系統(tǒng)控制精度的影響，通過計(jì)算結(jié)果我們可以看到，只要精心挑選的組件參數(shù)，達(dá)到理想的效果是指日可待。我們提倡這項(xiàng)計(jì)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(gè)傳感器連接到導(dǎo)管，同時(shí)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(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，結(jié)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(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，可以很好的改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。討論上述3種改進(jìn)方案是基于先進(jìn)的理論為基礎(chǔ)，由計(jì)算結(jié)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(zhì)。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(jìn)項(xiàng)目的這些類是基于現(xiàn)有技術(shù)的前提下，沒有相對比較容易實(shí)現(xiàn)的障礙。當(dāng)然，想把他們對實(shí)際系統(tǒng)的引用，還需要很長一段時(shí)間。
5結(jié)語
目前，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)生產(chǎn)與培訓(xùn)方面應(yīng)用比較多，所以，要著重強(qiáng)化對仿真軟件與仿真機(jī)器開發(fā)設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)一步推廣，要對該項(xiàng)技術(shù)加速深化，讓它的應(yīng)用范圍與性能得以提升。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用，促進(jìn)高新技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)加速發(fā)展，同一時(shí)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(dāng)中，化工行業(yè)把握計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用措施，為企業(yè)贏得更多收益。
參考文獻(xiàn)：
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計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及應(yīng)用本科畢業(yè)論文篇二
《 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及其應(yīng)用 》
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)科學(xué)的全面開發(fā)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、圖像技術(shù)、三維技術(shù)等技術(shù)的進(jìn)步，衍生了一門全新的科學(xué)技術(shù)——計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在近些年不斷的發(fā)展，而且科學(xué)家在眾多的領(lǐng)域都聯(lián)合計(jì)算機(jī)機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，并取得了良好的成果。本文通過對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的概況進(jìn)行闡述，探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用。
一、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的定義
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)通過對科研工程人員和系統(tǒng)操作管理人員進(jìn)行研究，利用計(jì)算機(jī)多種軟件分析、設(shè)計(jì)、模擬實(shí)際環(huán)境，進(jìn)行仿真的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)比真實(shí)試驗(yàn)更加省時(shí)省力，大大節(jié)約科研成本。所以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)一經(jīng)推出，就受到人們極大的喜歡。
二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)各階段的發(fā)展及未來發(fā)展的趨勢
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)根據(jù)計(jì)算機(jī)、圖形圖像、建模、三維、系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展可以分為以下四個(gè)階段發(fā)展：
(1)模型試驗(yàn)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(shí)技術(shù)階段計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在這四個(gè)階段里，每個(gè)階段的發(fā)展都各種特色及側(cè)重點(diǎn)。如模型試驗(yàn)階段就是注重試驗(yàn)建模;數(shù)字化仿真就是對計(jì)算機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì);圖像化仿真注重運(yùn)用圖像進(jìn)行表達(dá)設(shè)計(jì);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)采用特色設(shè)置配備三維技術(shù)，是仿真技術(shù)更加逼真。隨著社會的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)合人們的生活需求，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)越來越趨于人性化。在未來，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)會朝著幾個(gè)趨勢進(jìn)行發(fā)展：分布式、協(xié)同式、沉浸式、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境式的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。如分布交互仿真就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把各地分散的仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行串聯(lián)起來構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)站的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。協(xié)同式仿真就是建立配合生產(chǎn)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(luò)環(huán)境式仿真就是建立在虛擬網(wǎng)絡(luò)的仿真模式，這種就更具有普遍性。這幾個(gè)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的要求，這也加快了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的推廣。
三、計(jì)算機(jī)仿真的步驟及技術(shù)核心
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研發(fā)的步驟可以分為三大步：一是建立數(shù)學(xué)模型二是數(shù)據(jù)模型的程序化三是仿真實(shí)驗(yàn)。第一步建立數(shù)學(xué)模型，即是科研這通過多方面的考究分析，建立起一個(gè)特定的具有邊際的數(shù)據(jù)模型來進(jìn)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(jìn)行數(shù)字化及編程化。第三步仿真實(shí)驗(yàn)即是對已經(jīng)建好的模型，進(jìn)行仿真式的模擬實(shí)驗(yàn)，形成一個(gè)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(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵技術(shù)有面向?qū)ο蟮姆抡?、分布交互仿真、智能仿真三個(gè)主要關(guān)鍵技術(shù)。這三大關(guān)鍵技術(shù)，縱橫相互關(guān)聯(lián)的，而且是逐層遞進(jìn)的關(guān)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)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(yīng)用與實(shí)際的生產(chǎn)中。如航空航天、航海、企業(yè)生產(chǎn)、地理勘探、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、教育、軍事國防、還有各項(xiàng)的科研設(shè)計(jì)等等，都應(yīng)用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。我們可以根據(jù)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)使用的功能及范圍，把計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用分為：系統(tǒng)的研發(fā)及理論研究應(yīng)用、產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用、人才培育應(yīng)用。
(一)系統(tǒng)的研發(fā)及理論研究應(yīng)用
在開發(fā)研究新的項(xiàng)目是，都需要到對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就能應(yīng)用在這些項(xiàng)目的研發(fā)中，通過仿真建模，便能對各個(gè)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(shù)的研究應(yīng)用，主要是對火箭、航天飛船等模擬實(shí)驗(yàn)，收集需要的數(shù)據(jù)等。軍事軍方領(lǐng)域應(yīng)用，多先進(jìn)的軍事設(shè)備、戰(zhàn)地環(huán)境進(jìn)行模式實(shí)驗(yàn)。()產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)或者各種產(chǎn)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)中，比如工業(yè)制造行業(yè)的仿真，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品、建立產(chǎn)品模型、測量產(chǎn)品功能、外觀是否能滿足需求。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的仿真，對醫(yī)療設(shè)備或者仿真醫(yī)療試驗(yàn)。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(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真在訓(xùn)練和教育領(lǐng)域中的應(yīng)用可以是多方面的，比如，在學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)中，可以仿真虛擬的企業(yè)見習(xí)，豐富了實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，提高的效率、節(jié)約能源。在如航天員訓(xùn)練等仿真實(shí)驗(yàn)，一方面保證安全、而且還減低了成本，達(dá)到預(yù)期的效果。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)還在進(jìn)一步的開發(fā)中，在未來，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
五、總結(jié)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、系統(tǒng)知識科學(xué)、控制技術(shù)的再發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真新技術(shù)會發(fā)展的突飛猛進(jìn)。而且計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)隱藏著巨大的效益，不管對于哪行哪業(yè)，未來計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)必將達(dá)到產(chǎn)業(yè)化，這就使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域越來越廣泛的應(yīng)用，為人類的發(fā)展，又翻開了一個(gè)全新的篇章。
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及應(yīng)用本科畢業(yè)論文篇三
《 汽車?yán)碚摻虒W(xué)中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用 》
1課程教學(xué)方法探討
汽車?yán)碚撌且婚T涉及內(nèi)容較多、理論性很強(qiáng)、綜合多個(gè)學(xué)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(xué)生普遍反映難以掌握。根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容及其特點(diǎn)，選擇適用的教學(xué)方法是提高教學(xué)效果的關(guān)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(jié)論性的知識點(diǎn)，可以采用多媒體中的文字、圖表和動畫等方法展示，既可達(dá)到直觀明了的效果，又可提高教學(xué)效率。涉及公式推導(dǎo)和受力分析內(nèi)容的，宜采用傳統(tǒng)的黑板板書教學(xué)方式。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的黑板推演過程更能容易引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯思維和抽象思維，對得到的結(jié)論印象也會更加深刻。對于比較復(fù)雜、抽象的教學(xué)內(nèi)容，可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真平臺通過動畫視頻，以及現(xiàn)場調(diào)取模型進(jìn)行分析等方式輔助教學(xué)，將其形象化以提高學(xué)生的感性認(rèn)識，避免了讓教師空洞地陳述、學(xué)生想象地去理解的局面，從而提高教學(xué)效果。對于汽車性能實(shí)驗(yàn)，特別是汽車的操縱穩(wěn)定性和平順性實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制多數(shù)無法開展。而通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以設(shè)計(jì)與實(shí)施一些虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，從而彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的不足。汽車?yán)碚撜n程除理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)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?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，由于課后題目一致、項(xiàng)目任務(wù)單一、可用的計(jì)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(xué)生能力的培養(yǎng)與公正的評價(jià)?？梢钥紤]以項(xiàng)目為驅(qū)動將多種計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)融入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以加深學(xué)生對理論知識的理解，并激發(fā)學(xué)習(xí)和研究的興趣。在教學(xué)過程中，需要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)方法，使其發(fā)揮各自優(yōu)勢才能獲得更好的教學(xué)效果。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用方法探討
在汽車?yán)碚摻虒W(xué)中，合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將對課程的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、對后續(xù)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，以及對學(xué)生工程軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)帶來很大的幫助。下面將從如下幾點(diǎn)探討其應(yīng)用方法：
2.1建立汽車性能仿真分析輔助教學(xué)模型庫
首先應(yīng)根據(jù)汽車?yán)碚摻滩?，結(jié)合學(xué)生的具體理解情況，合理選擇應(yīng)用點(diǎn)，對某些重點(diǎn)、難點(diǎn)以及不易講述的地方，考慮能否應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件建立汽車性能仿真分析實(shí)例庫與模型庫，在課程教學(xué)中可以隨時(shí)調(diào)用視頻錄像與仿真模型，將汽車的一些結(jié)構(gòu)運(yùn)動、參數(shù)調(diào)整、性能分析、曲線變化等復(fù)雜問題在課堂中進(jìn)行動態(tài)仿真演示。這樣老師就可以方便地進(jìn)行講解，并給學(xué)生提供了直觀、形象的過程與結(jié)論，學(xué)生理解起來會更容易。同時(shí)在教學(xué)過程中，向?qū)W生展示計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，還可激發(fā)學(xué)生利用相關(guān)軟件對理論知識進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用，為后續(xù)課外實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。由于課程所涉及的應(yīng)用點(diǎn)可能較多，所以模型庫建設(shè)之初，工作量較大，不過這對學(xué)校精品課程建設(shè)和直接改善課程教學(xué)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(xué)中的優(yōu)勢
根據(jù)不同計(jì)算機(jī)仿真軟件的專業(yè)優(yōu)勢，合理應(yīng)用于汽車?yán)碚摻虒W(xué)中，使復(fù)雜問題的分析變得直觀、清晰，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。Matlab軟件是進(jìn)行汽車性能計(jì)算的常用工具，具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算和圖形功能，可以方便地完成各種汽車性能的計(jì)算;同時(shí)，利用Matlab的數(shù)值計(jì)算函數(shù)和Simulink模塊，可以對汽車?yán)碚撝袕?fù)雜的過程進(jìn)行仿真分析和求解。這些計(jì)算和分析的結(jié)果都可以通過Matlab提供的可視化手段呈現(xiàn)給學(xué)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(shè)計(jì)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(jī)、離合器、變速箱、主減速器等汽車模塊，同時(shí)設(shè)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(jì)算任務(wù)，可方便地進(jìn)行傳統(tǒng)汽車、新能源汽車整車動力性、經(jīng)濟(jì)性計(jì)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(jì)算任務(wù)可以詳細(xì)、方便地進(jìn)行設(shè)置，更加接近汽車實(shí)際模型，計(jì)算結(jié)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(nèi)外汽車行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。ADAMS是一款在汽車行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械系統(tǒng)多體動力學(xué)仿真軟件，其中ADAMS/CAR模塊為一款整車設(shè)計(jì)軟件包，它能夠快速建造高精度的整車虛擬樣機(jī)模型，通過高速動畫，直觀地再現(xiàn)各種虛擬實(shí)驗(yàn)工況下整車的動力學(xué)響應(yīng)，大大減少了對物理樣機(jī)的依賴。在汽車?yán)碚摻虒W(xué)中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動分析，同時(shí)還可進(jìn)行汽車操縱穩(wěn)定性和平順性等相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)，解決了由于客觀條件限制不能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。另外，在汽車仿真技術(shù)研究領(lǐng)域還有ADVISOR，CarSim/TruckSim等工程軟件，憑借自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，應(yīng)用也較為廣泛。2.3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)模式中的作用目前多數(shù)汽車?yán)碚摻虒W(xué)進(jìn)行的課后作業(yè)、課外大作業(yè)和汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)，以Matlab軟件應(yīng)用較為廣泛。通過Matlab軟件進(jìn)行編程計(jì)算可對汽車的多項(xiàng)性能進(jìn)行分析，但是應(yīng)用Matlab使學(xué)生過多偏重于公式計(jì)算與編程，具有一定的局限性。而且，單一的課題任務(wù)往往伴隨大量的抄襲，不利于學(xué)生獨(dú)立解決問題與公正的評價(jià)。以多類課題項(xiàng)目為驅(qū)動將不同計(jì)算機(jī)仿真軟件應(yīng)用于汽車?yán)碚摳鱾€(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可解決上述問題。[5]實(shí)施過程中，需要構(gòu)建多個(gè)貼合汽車實(shí)際使用性能的課題項(xiàng)目，并以同類型仿真軟件的應(yīng)用進(jìn)行分組學(xué)習(xí)和指導(dǎo)，使學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)及完成過程中加深對理論知識的理解及實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生實(shí)際分析問題、解決問題的能力。
3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
3.1Matlab軟件應(yīng)用實(shí)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(qū)動力-行駛阻力平衡圖時(shí)，以往的教學(xué)方法基本是課堂講授曲線的作圖方法，給一個(gè)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(qū)動力的變化?？筛鶕?jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)M合公式、驅(qū)動力計(jì)算公式、行駛阻力計(jì)算公式及車速計(jì)算公式，
3.2CRUISE軟件應(yīng)用實(shí)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(shè)置計(jì)算任務(wù)，對整車動力性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行仿真計(jì)算。同時(shí)，軟件自身也提供了多種汽車模型模板，便于初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)。圖3為軟件自身提供的傳統(tǒng)后輪驅(qū)動汽車(FR)動力傳動系統(tǒng)仿真模型，通過設(shè)置計(jì)算任務(wù)，可得到豐富的有關(guān)汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性的文本和圖表結(jié)果分析文件。為設(shè)置UDC循環(huán)工況后，計(jì)算得到的發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)分布示意圖，可對發(fā)動機(jī)與整車動力裝置參數(shù)進(jìn)行匹配分析提供依據(jù)。
3.3ADAMS軟件應(yīng)用實(shí)例
在汽車?yán)碚摻虒W(xué)中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)汽車操縱穩(wěn)定性和平順性等相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)，解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)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(diào)用共享數(shù)據(jù)庫中的系統(tǒng)或整車模型進(jìn)行仿真分析。以汽車操縱穩(wěn)定性中的單移線實(shí)驗(yàn)為例，對某車整車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行了虛擬仿真?？筛鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件，通過仿真計(jì)算，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果以動畫、曲線圖等方式展現(xiàn)。ADAMS/CAR所提供的仿真實(shí)驗(yàn)平臺，可使學(xué)生方便地進(jìn)行各種有關(guān)操縱穩(wěn)定性、制動性、平順性虛擬實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的不足。
4結(jié)束語
將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到汽車?yán)碚摻虒W(xué)，可以使教學(xué)質(zhì)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(xué)生對理論知識有了深刻的理解，克服了客觀實(shí)際條件對理論教學(xué)的制約，同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生對相關(guān)軟件學(xué)習(xí)的興趣與應(yīng)用能力。當(dāng)然充分利用多種計(jì)算機(jī)仿真工程軟件的優(yōu)勢來輔助教學(xué)，還需要大量的準(zhǔn)備工作，但考慮到對教學(xué)效果的提高改善與學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)，這將是十分必要。
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