计算机仿真技术

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顾名思义,计算机仿真技术,就是利用计算机强大的计算功能以及友好的图像、声音显示功能,去模拟一个真正的现实上的事物或者系统。当所研究的系统造价昂贵,试验的危险性或者需要很长时间才能了解系统参数变化所引起的后果时,仿真是一种特别有效的研究手段。许多在现实中无法做到的事情,例如原子弹爆炸、驾驶航天飞机等,都可以在计算机模拟出来。

基本概念

顾名思义,计算机仿真技术,就是利用计算机强大的计算功能以及友好的图像、声音显示功能,去模拟一个真正的现实上的事物或者系统。当所研究的系统造价昂贵,试验的危险性或者需要很长时间才能了解系统参数变化所引起的后果时,仿真是一种特别有效的研究手段。许多在现实中无法做到的事情,例如原子弹爆炸、驾驶航天飞机等,都可以在计算机模拟出来。

计算机仿真一般有以下步骤:

  1. 从现实问题抽象出一个数学模型;
  2. 在计算机模拟出一个系统;
  3. 运用计算机试验。

生活中的计算机仿真

应用1-仿真驾驶

刚学车的新手可以先在仿真驾车系统上进行学习,当较为熟练之后再进行实地练习。仿真驾车系统完全模拟现实中的汽车,具有方向盘、刹车、档位等设计,当你进行操作时,前面的屏幕会刷新出当前的路径,就好像真的开车一样。仿真驾驶有利于提高安全性,因为就算新手操作失误,也没有什么损失。特别是驾驶飞机、航天飞机这些领域,真实驾驶往往比较昂贵并且危险,仿真驾驶就是一种效率比较高的练习工具。

应用2-港珠澳大桥的设计

目前中国正在建造一个世界上最长的跨海大桥—港珠澳大桥。一旦建成,从珠海到澳门的车程从四小时降低到半小时。大桥的一部分设计里包含了6.7公里的海底隧道。这么长的隧道一共需要33节重量跟一架航母相当的沉管。它的制作流程是先在工厂里面制作好,然后水运到特定位置,在沉入到深达40米的海里面跟其他沉管对接起来。要完成这样的庞然大物的对接是及其困难的,所以在对接前往往会通过计算机的仿真技术,模拟出沉管系统的结构,选取一定的参数,看是否达到理想的效果,只有在计算机仿真的过程中觉得没有问题了,再进行真正的沉管对接。