计算机仿真技术及其应用

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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著发展，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，2013（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，2014（7）：232-234.

作者：王岩 单位：吉林建筑大学网络信息中心