計算機仿真技術在機械行業(yè)應用

計算機仿真技術在機械行業(yè)應用

14級在職機械工程碩士 劉中華

摘 要: 計算機仿真技術是以多種學科和理論為基礎，以計算機及其相應的軟件為工具，通過虛擬試驗的方法來分析和解決問題的一門綜合性技術。計算機仿真(模擬)早期稱為蒙特卡羅方法，是一門利用隨機數(shù)實驗求解隨機問題的方法。

關鍵詞:計算機 仿真 機械

計算機模擬技術其原理可追溯到 1773 年法國自然學家 G.L.L.Buffon為估計圓周率值所進行的物理實驗。根據(jù)仿真過程中所采用計算機類型的不同,計算機仿真大致經(jīng)歷了模擬機仿真、模擬－數(shù)字混合機仿真和數(shù)字機仿真三個大的階段。20世紀50年代計算機仿真主要采用模擬機;60年代后串行處理數(shù)字機逐漸應用到仿真之中,但難以滿足航天、化工等大規(guī)模復雜系統(tǒng)對仿真時限的要求;到了70年代模擬－數(shù)字混合機曾一度應用于飛行仿真、衛(wèi)星仿真和核反應堆仿真等眾多高技術研究領域;80 年代后由于并行處理技術的發(fā)展,數(shù)字機才最終成為計算機仿真的主流。現(xiàn)在,計算機仿真技術已經(jīng)在機械制造、航空航天、交通運輸、船舶工程、經(jīng)濟管理、工程建設、軍事模擬以及醫(yī)療衛(wèi)生等領域得到了廣泛的應用。 1 計算機仿真的實現(xiàn)

對于需要研究的對象,計算機一般是不能直接認知和處理的,這就要求為之建立一個既 能反映所研究對象的實質(zhì),又易于被計算機處理的數(shù)學模型。數(shù)學模型將研究對象的實質(zhì)抽象出來,計算機再來處理這些經(jīng)過抽象的數(shù)學模型,并通過輸出這些模型的相關數(shù)據(jù)來展現(xiàn)研究對象的某些特質(zhì),當然,這種展現(xiàn)可以是三維立體的。由于三維顯示更加清晰直觀,已為越來越多的研究者所采用。通過對這些輸出量的分析,就可以更加清楚的認識研究對象。通過這 個關系還可以看出,數(shù)學建模的精準程度是決定計算機仿真精度的最關鍵因素。從模型這個角度出發(fā),可以將計算機仿真的實現(xiàn)分為三個大的步驟:模型的建立、模型的轉換和模型的仿真實驗。

1.1 模型的建立

對于所研究的對象或問題,首先需要根據(jù)仿真所要達到的目的抽象出一個確定的系統(tǒng), 并且要給出這個系統(tǒng)的邊界條件和約束條件。在這之后,需要利用各種相關學科的知識,把 所抽象出來的系統(tǒng)用數(shù)學的表達式描述出來,描述的內(nèi)容,就是所謂的“數(shù)學模型”。這個模

總結

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