土木工程计算机模拟仿真技术应用

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摘要：土木工程规模较大，包含多个项目环节，前期投入较大，涉及到大量人力资源、材料设备的使用，因此，确保工程管理的全面科学，对于土木工程的顺利施工有着积极意义。土木工程的管理体系中，不仅包括成本控制、施工进度管理，还有人力资源的配置、安全事故防控等内容，只有做好管理工作，才能够为企业带来理想的经济效益。将计算机模拟仿真技术应用到土木工程管理中，能够降低管理难度，提高管理效率和质量，是促进施工流程顺利开展的有效方式。本文将对计算机仿真模拟技术进行介绍，并分析了其在土木工程管理中的应用概况。

关键词：土木工程；施工结构；计算机技术；模拟仿真；仿真系统；管理应用

1引言

信息化时代下，各种先进前沿的技术不断涌现，并被广泛地应用到各领域中，促进了社会生产模式的转变，显著地改良了工程建设效果。计算机模拟仿真技术具备多种应用优势，受到了相关人员的青睐和认可。将该技术应用到土木工程管理中，能够有效改善管理质量，解决目前土木工程管理体系中的各种问题。我国土木工程数量不断增多，建设规模也日益扩大，作为城市规划建设中的重要内容，土木工程建设效果关乎到多方面的利益。目前土木工程管理体系中还存在一些缺陷，限制了施工的高效开展。而利用计算机仿真模拟技术，则能够有效改善这一局面。笔者将详细介绍计算机仿真模拟技术的应用原理，以及关键事项，希望能为有关人士提供参考。

2计算机模拟仿真技术概述

计算机仿真模拟技术以各种科学知识为原理，并借助计算机中的相关软件，采用虚拟试验的手段，来分析管理过程中的各种问题，并给出切实可行的解决方案。其在土木工程中发挥作用，主要是通过构建工程的仿真模型，以实际施工中的各项数据为依据，来设置相应的参数。在土木工程正式施工前，通过计算机模拟仿真技术，可以提前对施工过程有所了解，根据模型计算结果，能够知道在施工过程中可能会发生的各种意外事故，并且制定科学合理的施工方案。结合模型分析数据，进行不断的优化改进，这些改变也体现到施工方案的完善上来。分析结果具有一定的定量性，有较高的参考价值。在该技术的实施下，施工人员能够更加顺利地进行施工设计，而且制定的施工方案有较高的可信度，能够为施工提供可靠的指导。并且设置意外事故防控机制，即使真的发生了，也不至于手忙脚乱，影响到正常施工进度。计算机数值模拟实验是在计算机中进行的实验，虽然它不能代替真实的物理实验过程，但确实是一种极其重要的实验方法。它是通过大量“个例”来研究特定的物理过程，能够反复进行，而且能方便地控制和调整参数，在理论研究和实验之间搭起了一座“桥梁”。数值模拟可以研究一些非常复杂的过程，而理论研究必须做出许多简化假设才能处理这些过程，简化则意味着可能丢失许多重要的因素，这就使得数值模拟可以更全面地了解一个物理过程，而且还可能发现新的物理现象。另一方面，数值模拟也能够为实现观测方案提供理论的支持，对大型实验装置进行评估，对实验条件或实验参数进行优化选择，以避免造成极大的经济损失和人力浪费。随着计算机性能的高速发展，数值模拟在各门学科的研究中应用将更加广泛，起到越来越重要的作用。在实验过程中，我们会得到大量的数据，引入计算机编程进行实验数据处理，可以提高实验效果，为各类工程的开展提供准确可靠的分析结果，促进工程高效开展。

3计算机仿真技术的实现

一般的计算机仿真技术的实现和目标这两者是密切相连的，而计算机仿真的研究是模型和分析方法的建立与仿真系统的开发。在系统开发过程中，对数学模型的建立和仿真模型的建立再到仿真的实现这些都要考虑到。在实际应用中，如果采用模型行为组合的仿真实现方案的话，就需要一个有各种数学模型的模库，但是仿真系统的实现要先在考虑模型行为组合研究时才可假设的，同时要选取一个最合适的数学模型，这时如果中间需要更换数学模型，那就得做些复杂的技术处理。

4仿真系统的实现

仿真系统的实现有两个途径，一是运用仿真语言进行二次开发，二是直接运用计算机高级语言进行开发。前者运用性比较强，实现仿真比较方便快捷，但是在处理土木工程建设中比较复杂的问题时因为数学模型的复杂而难度很大。我们一般在选择时采用第二种方法。作为典型的仿真软件的功能覆盖和其他的软件不一样。从功能上说，仿真系统有专用和通用之分，专用只需要具备仿真环境就可以，通用得需要具备仿真语言和程序包，才能满足开放性的需要。

5计算机模拟仿真技术在其他工程中的应用

5.1结构工程施工中的应用

将计算机仿真模拟技术应用到结构工程中，能够事先对施工环节进行演练，尤其是一些事故频发的环节。通过分析结果，施工人员能够掌握引发事故的原因、事故发生后可能造成的影响等，从而可以采取有效的规避措施，提高实际施工过程的规范性，降低意外状况发生的概率，减轻其造成的不良影响。并且以实际施工数据为依据，可以进行定量分析，为施工方案的制定提供更加直观的指导，从而提高结构工程施工水平。

5.2岩土工程施工中的应用

采用模拟仿真技术可以找出不同大小泥沙的沉积区域和对应的厚度，达到观察的目的，这种技术在城市港口设计和河道疏通方面都有重要的指导意义。

6结束语

综上所述，计算机仿真模拟技术的科技性突出，以各种先进的知识为支持，技术体现出极高的应用价值。尤其是在土木工程中，通过构建工程仿真模型，并进行各种分析计算，得到可靠的分析结果。这为施工方案的制定提供了有效参考，消除了传统施工设计中的盲目性，提高了施工方案的科学水平，对于施工而言有着明显的促进作用。计算机软件的更新速度很快，这意味着计算机模拟仿真技术也在趋于完善。相信在不久的将来，计算机仿真模拟技术能为土木工程的发展提供更大助力，并应用到其他领域中。

参考文献

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作者：高田冰 单位：东北大学