计算机仿真论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇计算机仿真论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

根据多年的高校教学实践研究表明，教学中把就业岗位对学生知识结构的要求作为依据，重视培养学生的动手能力，以知识本位向能力本位的转变为目标，进行教学内容和方法的整合，对于增强学生的学习兴趣、提高学生的实践技能、增强职业竞争能力、提高教学质量有重要意义。计算机仿真教学模式能够真正激发学生的创新思维，帮助学生构建更灵活、更深层次的知识结构体系。有试验结果表明：仿真教学与传统教学进行比较，多数学生在仿真教学环境中学习可以记忆整个课程多于2/3的内容，而在传统教学模式下只能记忆不到1/3的内容。凭借云技术的强大存储功能等，使用计算机仿真模式进行教学，教师引导，学生身临其境，调动学生的积极性，学生自学并反复试验，提高学习能动性，增强创新意识。基于云技术的计算机仿真教学将理论与实践真正相结合，将为高校教学发展带来新的方向。现代计算机技术的普及带动了仿真技术的发展。仿真技术已经能够使用科学方法建构复杂的物理模型提示真实世界的变化规律，在许多领域进行应用。仿真技术已在世界范围内许多知名高校的研究等领域中应用；计算机仿真教学在国内外的许多课程中进行过使用；在我国高校中，应用基于云技术的计算机仿真教学是一种新的教育理念，各高校正在进行积极的探索。2014年4月22日在北京召开了首届京城高校虚拟仿真实践教学研讨会，提出成立首都高校虚拟仿真联盟，建立推进虚拟仿真实践教学和首都高校间资源和经验分享的平台。在我省高校中，计算机仿真教学还处于比较落后的起步阶段，这种新型的教学模式为学生及专业教师提供了教学和研究的新平台，延展了创新的想象空间，有很大的发展空间和很好的发展前景。

2基于云技术的高校计算机仿真教学应用

以电子商务课程为例(Theapplicationofcomputersimulationinteachingofcloudtechnology—acasestudyofECcourses)

2.1电子商务课程的教学现状及存在的问题

电子商务专业虽然已经出现多年，但国内高校没有形成系统完整的专业理论体系。当前高校电子商务专业的教学中然而存在一些不可忽视的问题：课程设置方面。因为缺乏对电子商务相关实际应用的理解，在许多高校中相关课程设置具有极大的随意性，多数只是把相关商务、管理和电子技术方面的课程进行简单的罗列堆砌，不能适合电子商务专业实际需求。专业师资队伍方面。国内高校中从事电子商务教学的教师大多是抽调出来的经管或计算机类教师，知识不够系统专业，缺乏电子商务专业实践经验，很少参与实际电商企业的项目运作，讲授专业课程时不能达到专业知识的外延和拓展。专业实践方面。电子商务专业是一个新型的跨学科的综合专业；培养的是能系统掌握电子商务专业的理论知识和技能、熟悉电子商务业务流程并能从事电子商务活动的应用型复合型人才。虽然许多高校正在加强实训教学，但多数缺乏针对专业就业的连贯性，不能很好的达到针对专业就业的实训目的。

2.2电子商务课程中基于云技术的计算机仿真教学模式的构建

使用基于云技术的计算机仿真教学模式能够为学生构建一个虚拟的仿真模拟环境，模拟电子商务的各项活动，具有仿真性、可操作性和适应性强的特点。学生借助于云端存储的相关软件环境模拟实际电子商务项目环境，模拟参与电子商务实务活动；计算机软件的操作便捷人性化；仿真教学环境能够作为与专业相关课程的实训环境，提高实践技能。根据岗位群开发仿真教学课件，根据专业实训的培养要求进行课程设计，基于云技术开发仿真岗位模拟场景和符合教学需求的互动式教学应用平台，为培养学生的实践动手能力提供更理想更完善的方案。从就业岗位对专业人才知识结构的要求出发，以项目教学为主线进行课程实训内容的整合，采用情景模拟和计算机辅助教学为主要手段。借助于云的强大存储功能平台，针对专业课程内容和特点遵循专业方向和教学内容。计算机仿真和真实装置相结合创建教学的仿真物理场所和软件环境(存储于云空间即用即取)，以就业为导向，用实验、见习、实践的方式进行实践模拟，注重安全要求，集中管理，联合开发，实现资源整合与优化。考核上，仿真模拟教学完成整体项目的过程中，专业技能鉴定与考核等领域以学生的表现为主，附带平时成绩，最终作为评定等级的依据。基于云技术的高校计算机仿真教学可以解决电子商务专业教学上存在的问题，教学系统平台存储于云端，使用三维建模方式模拟电子商务实践环境，数据量小、速度快、精度高、互动性强。平台提供了电子商务专业课程教学中真实模拟互动性的教学和实践环境，让学生在亲身实践的过程中提高学习效率。学生通过实际操作，认知并掌握相关专业知识，通过岗位角色扮演来体验相关工作流程和岗位职责。凭借管理模块任课教师可以掌控教学过程和学生操作情况，进行必要的控制和引导。通过教学系统平台的考核模块教师可以对每个学生进行跟踪及考核评价。

2.3电子商务课程中基于云技术的计算机仿真教学的具体应用

高校电子商务专业教学中使用基于云技术的计算机仿真教学，常见的方法包括：课堂演示，情景模拟，认识实践等。以电子商务专业教学为对象，针对专业性质和教学特点进行具体的规划。凭借云技术的基于网络的仿真教学系统平台、课件、资料库、仿真实训的教学软件(包括教学过程的多媒体课件；操作仿真技能的训练；模拟实际专业岗位的各种学习和工作环境等)；教师和学生在网络PC终端登录使用云空间里存储的相关教学资源；在同一个网络多媒体机房，合法用户可以进行不同的实训练习；集中管理各种资源更安全，添加、修改、上传、下载等使用更方便。构建电子商务交易的真实过程和相应的计算机仿真教学系统，多媒体网络机房能满足现有各种仿真培训系统的要求(电商方、客户方、物流配送方、第三方等)。实现仿真系统与真实电商系统在线连接，将数据通过网络传输到系统中，将系统中的数据信息与真实数据信息进行比较，指导学生的操作。软件技术和Internet支持平台运行，教师与平台中学生实时沟通，实现电子商务完整交易过程的各环节的实时动态信息和数据的交互。采用局域网和Internet结合使用的模式可以方便的对仿真平台系统进行扩充和统一维护管理。包括进行用户注册、远程登录、调试等，所有资源以云技术在“云端”共享。以淘宝、天猫商城等作为实践平台进行仿真教学的案例，如以现有的已经开设的淘宝商铺作为仿真系统中的模拟电商方，学生分组形式进行仿真系统的岗位模拟：部分学生注册淘宝会员并用账户和密码登录作为仿真系统中客户方，部分学生登录商铺作为仿真系统中电商方的客服，部分学生作为仿真系统中电商方的库存管理员，部分学生作为仿真系统中下订单后的在线支付(经过支付宝作)或者电子银行系统(快捷支付)为第三方，部分学生作为模拟的仿真系统中的物流配送方，部分学生作为仿真系统中电商方的售后服务客服方等，模拟各个环节的进程，最终完成项目形式的电子商务完整交易。具体包括：收集相关资料，进行学生分组；申请并注册开设电商方(如淘宝)店铺，注册客户端用户、注册支付宝账户等；制定仿真电商交易完整方案；进行仿真系统进程，学生按部就班地进入岗位角色，展开电子商务过程；教师的总结点评，教学内容的延伸等。

3结论(Conclusion)

篇(2)

我们利用物理系统运行的相关理论框架以及模型来实现物流系统的仿真操作，首先需要对流程有一个具体的分析以及解读，并且要对企业的物流运作流程和机制有一个认识，之后再通过计算机来实现相关软件的规划工作，主要是通过对企业的实际物流操作进行一次次的过程模拟，然后对物流的效果以及仿真技术的机制进行综合评价，对不好的地方进行相应修改，这样就能更好地把计算机仿真技术运用在物流系统之中了。从性质上分析物流系统的仿真技术，它其实是一种较为典型的系统仿真，主要特点是面向物流业务的离散型事件，其最关键的地方就是对于事件的调度以及随机变量和仿真时钟技术的应用，这三个核心技术是物流系统中的关键所在。仿真时钟技术的作用在于对企业物流系统中对于各个离散不连续的物流操作点进行合理的链接以及处理，这样就可以及时地对大型的物流机电系统比较长的运作周期进行调整，从而实现对各个离散事件的业务操作点进行操作，并且还能够把其作为主要研究对象，构建出一整套的物流仿真系统运行机制，把物流业务和对象之间的关联也一并制定下来。随机变量指的是在现实中进行物流操作的时候，对于物流操作的各个环节的细节内容已经各个工件的主要动作进行虚化，通过这些环节里面的受影响因素分析随机变量对物流系统的各方面影响，从而建立起更加完善的仿真系统，是否能够进行准确的评价往往都是依靠随机变量提供的信息，并且能够对基于计算机仿真技术的自动化物流系统进行完善。

2我国的物流运作现状分析

我们通过对2003年的第四次中国物流市场的供需状况调查进行分析，调查出来的结果显示出我国的物流行业运转情况并不是很好。

2.1企业的库存期过长、周转时间太慢

通过该项调查我们可以看出，有百分之八十的企业原材料库存时间在一周到三个月期间，百分之八十四的生产企业产品库存都在三个月以下，百分之七十的商品企业销售库存在一个月以下，这就表明我国的企业产品库存时间太长，周转时间太慢，主要还是物流情况差劲导致的，在此我们也能看出我国的物流情况急需得到相应改善，从而改变现在这种状况。

2.2人们对物流的满意度较低

通过表1我们可以看出，生产企业里面的3PL相比较自理物流来看，在满意度方面差别很大，对于自理物流的评价主要是不完全满意，对第三方的物流评价就不是这么固定了，分布相对分散，满意、不完全满意和不满意都有一部分。而在商业企业中，对物流不完全满意的比例是最大的，这就表明第三方的物流服务是好于自理物流的。再从不满意的原因分析，企业内部对于物流服务的关心侧重在于物流信息的操作质量以及运作能力，对运作成有不满意的评价也占一小部分，这就说明我国的物流系统还是不够完善，物流行业的成本需要进一步降低。通过上述现状我们可以看出，我国现如今的物流运作水平还是比较落后的，所以说我们应该加大对物流系统的优化工作，提高物流系统的服务水平已经在物品运输上的成本的降低，只有这样才能保证我国的物流行业继续发展下去，才能让企业的竞争优势得以凸显。

3基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计

3.1企业内部的生产物流系统

当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时，应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案，然后对这些方案进行分析比较，不论是对哪一套方案进行分析，都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外，我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术，这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言，计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用，主要在原材料的购买、运输以及储存，还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现，它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作，从而能够对生产环节的效率进行提升，还能够降低原材料等物质的运输成本，可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外，通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查，还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度，还有交通工具的有效利用，物流的运输方式和运输路线是否最优，生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来，物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验，能够极大的对物流系统进行完善，在促进其优化方面起着重要的作用。

3.2适用于港口的物流系统

在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术，主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现，即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上，另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题，最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现，包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等，我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析，能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判，对其整体的流程进行有一定的积极影响，此外，还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化，选择最优的改进方案，就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制，这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善，操作起来更加的方便，从而提高了企业的生产效率。

4结论

篇(3)

1.1情景教学

在高频电子线路教学内容中，概念多、难点多、数学推导多，同时还会涉及到非线性分析法，因此学生在学习过程中经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点得到化解。但在实际教学中，因为受到空间和时间条件的限制，在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要找到教学过程中的教学难点、抽象点，要准备例如振荡器平衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验，在课堂情境教学中应用，为学生在认识上提供更加便利的条件，提高教学效率。

1.2课程统筹教学

通常情况下，在高频电子线路教学中，理论课与实验课是分开的，两者相互独立，这样在实际教学过程中难免会出现理论与实践脱节情况，主要表现在时间和内容上脱节，教学过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理解，导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节，这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改革，对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹，课堂教学结束后，应当安排相应的验证性实验；部分理论课程可以在实验课程上进行，可以一边做实验一边传授理论知识。针对每个验证性实验，设计相应的仿真预习，利用计算机仿真代替实验内容，通过预习报告的方式完成。通过实践证明，采用此种教学方式不仅解决了教学时间，而且提高了学生在自我学习中的管理能力。此外，计算机仿真通过计算机对实验条件和环境进行了模拟，学生可以进行多次实验，并且可以对实验过程中的参数进行自行修改，这样不仅缩短了实验时间，而且对实验设备也起到了一定保护作用，避免学生在实验过程中因为操作不当而给设备造成损伤。

2仿真教学应用实例

Multisim11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软件，仿真分析具体步骤如下：依据设计和原理创建电路原理图，然后依据实验情况对电路图选项进行设置，开启仿真开关，使电路运行，再借助仿真仪器，获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分，解调和调制方式对系统的性能有着巨大影响，同时也是在高频电子线路学习中的难点。

2.1普通AM（调幅）信号波形仿真

调幅是振幅调制的简称，调幅包括：抑制载波、普通调幅等，普通调幅是其中最基本的一种，其余调幅都是有普通调幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理，在Multisim11下创建普通调幅电路，开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与普通调幅信号波形对比图。对直流电压V3进行调整，使电路调幅系数进行改变但V3与1V相等时，调幅系数将超过1，则为方正波形，发生调幅现象，已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态，属于严重失真，因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发生。

2.2二极管包络检波器仿真波形

二极管构成的包络检波器性能强，结构简单，因此被广泛应用与检波电路教学中，经过解调后输出的信号能够对输入信号的包络进行合理反映，仿真电路如图4所示。开启仿真，对电路参数进行调整，便可得到获得调解后信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中，如果没有对电路参数进行正确选择，二级管包络检波器在实际工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此，在实际操作过程中要注重电路参数的调整。

3计算机仿真应用需要做好辅助工作

（1）整合教学内容对课堂、实验教学内容进行整合，在使用计算机仿真前，教师需要做大量工作。首先，教师要对教学中的内容进行详细统筹。例如，在教学过程中，哪些部分课堂讲解的内容需要利用计算机仿真代替，哪些教学内容应当通过计算机仿真演示，又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。

（2）编制辅助教学手册对高频电子线路教学内容进行整合后，教学应当精细编制辅助教学手册，对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内容应当通俗易懂，计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言简意赅，便于学生理解和运用。

（3）改革考核制度考核是检验教学成果的主要手段，既然在高频电子线路教学中引入了计算机仿真，那么在考核中也应当有所体现。在考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求，同时也要加入计算机仿真考核。在考核上应当做出合理的改革，主要体现在总成绩的构成上。通过实践应用表明，合理的考核结构，不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用，同时对学生的学习起到了一定督促作用。

4结语

篇(4)

英文名称：Computer Simulation

主管单位：中国航天科技科工集团公司

主办单位：中国航天科工集团公司第十七研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1006-9348

国内刊号：11-3724/TP

邮发代号：82-773

发行范围：

创刊时间：1984

期刊收录：

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

联系方式

篇(5)

【关键词】生产仿真；管道安装仿真；计算机优化

近年来，由于制造业领域三维CAD系统软件的普及，“数字生产”变得非常实用。通过生产前使用三维模型仿真整个生产进程，制造效率以及安全性达到预期效果，并且通过各领域工作台共享信息使得实施管理动态生产成为可能。下面分别介绍复杂船体分段搭载，设备搬运，CRP的安装以及机舱通道等仿真应用实例。

1　生产仿真

1.1　船舶工业仿真技术

计算机仿真主要应用于船舶设计平台，尤其是概念设计以及结构分析。由于船舶生产非常复杂且需要足够经验，计算机仿真很难广泛应用到船舶生产过程中。仿真作用如下：1.提高质量；2.缩短订单与交船时间间隔；3.减少生产成本减少成本，包括材料成本和工资；4.减少制造过程中时间浪费。

在船舶生产中仿真可以应用到如下几个方面：

1.生产进程分析和估计；2.生产计划安排；3.训练特殊技术工种的模拟器，例如线加热、焊接以及校正；4.检测施工安全性。

1.2　船舶生产仿真

随着计算机集成制造的应用，根据设计和生产数据制作产品模型，并在此基础上进行工艺设计。为了提高生产三大主要元素——生产率、质量和安全性，研究各种先进的计算机仿真技术非常重要。

船舶属于大型设备，结构复杂，具有亿万个来自世界各地生产的部件以及各种各样的材料。在建造船舶时，众多部件会聚船厂，考虑船厂环境及设备等相关的信息才能进行有效生产和工序安排。制定生产计划，需要积累丰富的船舶建造经验，以满足多工种协调作业时对效率和质量的要求。三维CAD不仅有效地应用在船舶生产仿真中，而且在自动化和飞机工业中应用也相当成功。近年来，随着计算机容量显著提高，价格也变的便宜。因此，应用软件变的越来越广泛，船舶建造仿真技术越来越简单。除此而外，三维CAD集成了船体和设备所需的所有结构件和部件。近来，IHI新开发了AJSAI系统集成了所有产品数字模型，从直观的角度在计算机上显示了船坞中搭载二周后VLCC结构的三维视图。从而提高了生产效率、安全，以及产品质量。

1.3　计算机优化制造

船舶建造过程中，多工种工人互相依靠、协作制造。随着工作难度等级提高，相关生产难度也随之上升。产品模型是计算机集成制造的核心，设计和生产计划是仿真的基础。在这一领域，基于优化生产的数字制造成为现实。

2　管道安装仿真

在船舶建造中，装配是一个很典型的工作。一般情况，工人仅仅凭借个人经验，根据不含详细说明的粗略图纸进行生产制造。因此，装配工作存在以下问题：1.从粗略图纸中构思整体结构、设计装配工序，必须接受过职业训练、具有工作经验。2.基于经验设计的工序不一定是最佳的3.生产时才能发现设计的错误。4.不可预见的问题时常出现，生产计划经常受影响5.无经验人员不能从事装配工作。近来，随着装配仿真系统的开发，即使无经验的工人也能进行装配工作。装配仿真通过船厂无线局域网将结果显示在工人从事装配场所的个人电脑上。电脑屏幕上装配时组件整体树形结构图通过三维模型图可以从任意角度观察任何想看到的地方，包括货盘名称、部件种类、部件名称、次要部件以及每个组件之间的关系的相关列表。这种模型图形即使没有经验的人们也易于理解。随着便携计算机系统成功开发以及RFID系统的问世，管道安装仿真技术将更进一步发展，尤其管道部件的管理。

3.1　分段搭载

是在机舱里，四周已有的四个分段中间插入另外一个分段的安装过程。插入分段与邻近安装好结构件相对关系非常复杂，因为该分段是在定盘上完成的。在那里，工作环境受其他因素的影响很小，设备尽可能装配在分段上。由于额定载荷为几百吨的大型起重设备同时吊卸分段时各种障碍物随时出现，因此细心而熟练地操作非常必要。只有这样，分段才能非常精确地安装在确定位置。

3.2　设备搬运

这种设备在整个FPSO营运过程中一直不停地运转，有时需要搬运至船外，进行修理、更换损坏部件。通过仿真可以设计出最优搬运路线，在整个运输过程中不会碰撞任何设备以及结构件。多种设备经过这种仿真，效果显著。仿真结果制成使用操作手册供船东检验，得到设计认可。

3.3　CRP的安装

在狭窄船坞中实现螺旋桨精确地安装非常重要。安装螺旋桨旋转轴时，船体里面和外面的安装工人需要协作工作。通过仿真预先互相交流意见、确定安装流程，装配工作才能顺利展开。

3.4　机舱通道

通过借助假想木板确认通道的人性化空间为众多船级社和船东所要求。如果设计时运用三维CAD进行仿真，设备和结构件之间干涉将会避免。这样，设计质量随之提高。

4　结论

篇(6)

关键词：MATLAB；创新实践；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0029-02

创新是民族进步的灵魂，也是大学发展的动力。[1]重庆大学前校长林建华认为，重庆大学未来的特色是以创新创业教育能力培养为特色的学校。有了实践创新能力，毕业生才能更好地适应和驾驭未来。但是，由于有限的大学资源很难惠及所有学生，创新实践能力的培养方案很难全面推广。

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业软件，集成了MATLAB和Simulink两大软件包。[2]它是一种编程语言和仿真工具，依靠其丰富的功能模块、强大的计算能力、灵活的二次开发接口和半实物仿真手段，已广泛应用于电力、金融、生物等众多领域。[3]如同OFFICE软件是日常工作必备的工具，MATLAB/Simulink已成为高校广大师生和研究人员的基本学习和研究工具，对于创新实践具有重要的作用。

一、大学创新实践中存在的问题

第一，一所大学的资源十分有限，面对众多的学生仍然处于“僧多粥少”的状态。以重庆大学开展的各种本科生和研究生创新实践项目来看，大多需要经过层层筛选。尽管可以发现拔尖人才，但也使更多学生失去了创新实践的机会，这与“竞争力的提升要靠一大批有创新能力的优秀的年轻人”的人才培养理念还有差距。

第二，在创新实践项目的实施过程中，多数学生的理论基础不扎实，动手能力差，淡化研究与探索的意识。究其原因，之前缺少实践机会和条件，进而信心不足。

第三，随着信息化和仿真技术的发展，重庆大学针对不同专业开设了各种计算机辅助类课程。但由于课程体系侧重于软件本身的学习，或者采用“面向课程”的教学模式，使得这类辅助课程始于理论，止于仿真，与解决实际问题有很大差距。从近几年的本科生和研究生毕业论文分析可以发现，对于计算机仿真软件产生了过度依赖性，对软件仿真与实践的融合远远不够，这是一种“滥用”计算机仿真技术的不良倾向。“滥用”仿真的真正原因不是软件仿真多了，而是绝大部分学生对于MATLAB/Simulink的掌握远远不够，未能找到实用化的切入点。

针对以上问题，借助教学科研中应用最为广泛的MATLAB/Simulink软件，本文根据近几年在“计算机辅助电路分析”教学、MATLAB/Simulink培训和科研中的经验，对电气工程专业计算机辅助课程的内容体系、教学方法、考核方式和教学效果进行全方位探讨，以期达到有效利用计算机仿真技术和培养创新实践人才的目的。

二、MATLAB/Simulink在教学和研究中的应用

以重庆大学电气工程学院为例，近几年学院在专业基础选修课中开设了两门基于MATLAB的课程：“MATLAB在电气工程中的应用”和“计算机辅助电路分析”。尽管是选修课，但选修率达到了95%以上，仅电气学院每年就有400多名学生选修，还有弘深、机械等学院的学生选修。

通过对电气工程学院每年的本科生毕业设计、硕士研究生学位论文来看，70%以上的同学都使用MATLAB/Simulink软件开展课题的研究。重庆大学创新实践中心每学期都会开设MATLAB/Simulink有关的初级、中级到高级培训，吸引了全校多个学院大量的本科生和研究生参加。

为了进一步掌握MATLAB/Simulink的应用现状和趋势，对MATLAB/Simulink软件在国内外的学术贡献进行了调研，图1和表1分别给出了国内CNKI数据库和国外三大数据库关于MATLAB的论文检索结果。

CNKI数据库中最近10余年涉及MATLAB的学术文章合计41万篇，其中人文社会科学约2600篇、经济与管理科学约2.6万篇，更多用于工程科学、自然科学。文献来源主要来自工科实力较强的高校，如前5名依次为天津大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、重庆大学和浙江大学。

通过对国内外期刊数据库对于MATLAB/Simulink的应用分析表明：更多文章对于MATLAB/Simulink“用而不言”，实际应用量比统计大得多，特别是高水平文章；计算机硬件和软件的发展为MATLAB/Simulink广泛深入应用提供了条件；统计数量增幅放缓，原因之一是现在对软件本身的关注降低，更注重软件的应用效果；预计未来关于MATLAB/Simulink的直接引用量保持现状，但会像人们离不开OFFICE一样，MATLAB正在成为教学研究中的必备工具。

三、MATLAB课程教学实践中存在的缺陷

重庆大学电气工程学院现面向全校开设“MATLAB在电气工程中的应用”和“计算机辅助电路分析”，前者主要包括MATLAB/Simulink的基础知识和电气工程有关的MATLAB函数，后者涉及电路理论通过MATLAB/Simulink来验证的具体应用，但课程的开设存在一些缺陷。

1.课程分为理论课和上机课两部分

理论与上机实践衔接不紧密，理论部分涉及线性代数、矩阵理论、数值计算等知识，而这些往往是高年级甚至研究生的课程，而上机实践课主要针对已经学完的电路原理仿真。这种“面向课程”的教学，是针对已学课程内容的再现和重复，使学生表现“疲劳”，缺少兴趣。

2.学时短，内容多，合班上课学生多

由于学习能力和学习习惯的差异，“吃不饱”和“撑不下”并存的情况严重。

3.学生缺乏学习动力

由于使用MATLAB/Simulink的时间更多是在专业课的学习、创新研究项目和毕业设计阶段，学习在学习时缺乏目的性和兴趣，[4]导致不少同学学完该课程后仅把MATLAB当作一种高级计算器，忽视了更为深入的应用，甚至有硕士生导师报怨研究生连编写和调试简单的MATLAB程序也有困难。

4.考核困难

由于仿真实践需要计算机操作，存在硬件软件故障的不确定性，而且平时作业和上机考试中抄袭现象时有发生。因此，有必要制订出合理的考核方式，公正有效地反映出学生的真实水平。

四、MATLAB课程改革与实践方案

在硬件资源有限的情况下，利用MATLAB/Simulink课程提升学生的创新实践能力和培养出大批的优秀人才。针对现有本科生计算机辅助类课程“过分强调其辅助服务功能”和“与实践脱节”的问题，[5]以“计算机辅助电路分析”课程作为改革的突破口，改进课程内容体系，加强理论、仿真和实践的结合，充分发挥MATLAB/Simulink工具的强大功能，引导学生从单纯的“学习型”到“研究探索型”的意识转变，从“理论仿真”到“具体实现”的行为转变，使学生增加一技之长，提高就业竞争力，同时为毕业设计和研究生深造奠定基础。为此，在以下方面进行了改革和探索。

1.教学大纲的改革

根据创新型、研究型人才的培养需要，将“MATLAB在电气工程中的应用”与“计算机辅助电路分析”合并，新的课程名称改为“计算机辅助电子电路分析”，以适应“电路原理”“模拟电子技术”和“数字电子技术“以及专业课的需要。同时在新教学大纲中，对课程内容体系进行优化。总课时由原两门课的62学时改为52学时，依据课时适当压缩纯课堂理论，增加上机环节学时，将部分理论与上机相结合。

2.教学方法的转变

由“面向课程”的教学，增加专题训练和应用实践环节，拓宽学生知识面，使学生具有解决问题的能力。采取主讲教师专题讲座与研究生助教实践专题报告相结合。研究生助教“现身说法”，探讨MATLAB/Simulink在研究和学习中的应用，开拓学生视野和提升兴趣。针对不同层次学生分类指导，考虑开设基础班和提升班，实行差异化教学。改变教学方法，实现从“学习”到“研究”的思维转变，从“仿真”到“实现”的行为转变，改变过度依赖仿真、始于理论止于仿真的局面，提升学生的上机操作和应用实践能力，以团队的方式布置专题作业，培养团队协作精神。

3.课程开设方式和开设时间的探索，教学计划的制订

课程开设时间延后，学生数学基础和专业基础更好，有利于为毕业设计和深入学习、研究生深造做准备；也可以多学期分段教学，由基础到专业逐步深入，改善教学效果。

4.考核体系的修订

建立合理有效的成绩评定体系和考试考查方式，制订出合理的考核方式，公正有效地反映出学生的真实水平，又能成为激励学生努力学习、勤奋钻研的压力和动力。

五、结束语

通过MATLAB有关课程的改革，把MATLAB/Simulink课程从“辅助”角色提升为重要的创新实践手段，不仅可以大大节约硬件资源，为更多学生提供锻炼机会，同时通过创新实践能力提高，为学术研究提供支撑。

参考文献：

[1]刘翠红，陈秉岩，王建永.基于学生实践和创新能力培养的实验教学改革[J].科技创新导报，2011，（1）.

[2]刘俏.MATLAB辅助化工原理教学的实践[J].高等理科教育，

2006，（5）.

[3]吕峰，张哲，吕鹏.MATLAB在电力电子教学实践中的探究[J].电子世界，2013，（10）.

篇(7)

关键词：水利水电工程 建筑信息模型BIM 可视化仿真

前言

本文以水利水电工程的施工动态过程作为研究对象，使用基于BIM技术的计算机仿真技术和三维可视化技术对水利水电工程的动态施工过程进行演示模拟，并且结合动态可视化信息管理技术和方法对水利水电工程的动态施工过程进行研究。探索基于BIM技术的计算机仿真技术和三维可视化技术应用于模拟水利水电工程的施工动态过程的可行性。本文主要包括了以下内容：1.BIM简介；2. BIM技术在水利水电工程中的应用；3.可视化建模研究。

1.BIM简介

BIM（Building Information Modeling）指的是建筑信息模型，它就是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟的建筑，一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。

BIM技术作为一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，可以利用参数模型对各种项目的相关信息进行整合，并且可以使信息在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中得到共享和传递，让工程技术人员对各种建筑信息加以判断，作出正确的理解并提出高效的应对，使设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体拥有协同工作的基础，达到提高生产效率、节约成本与缩短工期方面的目的。BIM一定是贯穿在建筑整个生命周期中，使设计数据、建造信息，维护信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用。下图显示了在建筑设计、建造、维护的整个过程中，围绕的核心就是BIM。

2. BIM技术在水利水电工程中的应用

2.1 水利水电工程施工导流三维动态可视化仿真方法研究

水利水电工程在对导流进行设计和管理的施工过程中，一般需要使用大量的数据和图形信息。譬如水坝地区的水文、地形、地貌、地质资料和枢纽设计、施工场地布置和施工导流方案设计等各式各样的数据和图纸。如何对这些错综复杂、数量繁多的信息进行高效、快速的取得、管理，是提高设计效率和施工管理水平的关键。施工导流的方案设计作为施工组织设计的重要环节，它的设计过程及其复杂，并且设计出来的导流方案没办法做出实际的、直观的比较。所以在水利水电工程导流设计中实现BIM水利水电工程施工过程可视化仿真技术可以形象直观的表达出导流设计的实际效果，有着重大的现实意义。

2.2 利用BIM可视化仿真展示混凝土坝施工过程的三维动态过程

由于需要注意施工现场温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力等因素的作用，在对混凝土坝进行施工时，需要根据施工现场温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力对将混凝土坝使用一定的原则进行分缝分块浇筑。但是对混凝土坝浇筑的数量大，通常需要浇筑上千上万快混凝土，并且由于混凝土坝进行浇筑的施工约束条件过于复杂，就造成人工安排浇筑顺序和进度是一件难度较高的事。现在通常在一般的水利水电工程中使用的是凭经验用类比的方法，按照每月升高的浇筑层数和混凝土浇筑强度的指标来作为施工计划的参照指标。但是使用每月升高的浇筑层数和混凝土浇筑强度的指标作为参照指标没有系统的定量技术分析，使得在对大坝施工的过程中无法准确的判断施工各阶段的进度和混凝土坝升高过程是否能达到大坝施工的要求。

因为由于计算机和系统仿真技术的出现，特别是系统仿真技术的不断发展，使得我们可以在计算机上将混凝土上坝施工的动态过程真实的模拟出来。通过对不同的混凝土施工方案进行模拟，观察产生的施工动态过程，然后根据不同施工方案下混凝土施工进程的模拟的各项定量指标进行预测，然后制定出一个科学、合理、准确的混凝土坝施工进度计划。通过在计算机系统上输入各种可影响浇筑施工的变量，建立一个混凝土坝的施工系统模型，在这个模型的基础上建立一个可模拟水利水电工程的仿真计算软件。然后使用这个软件对水利水电工程进行模拟建设，通过输入可实行的机械配套方案和相应的施工技术参数，可以计算出机械配套的数量最优比、机械的最优利用率、每月的混凝土浇筑强度，并且还能获取对应的施工方案下对大坝进行浇筑施工的详细规划进度表。

3.可视化建模研究

建立一个能形象的、准确的展示工程施工的动态过程的三维数字模型是能实现水利水电工程动态施工仿真信息的可视化查询和分析功能的一个重要前提。这个数字模型应当具备能够展示施工现场一些静态和动态信息，譬如施工现场的地形地貌、施工工程建筑物和施工设施的分布位置、材料运送途径等具体信息。实现水利水电工程的可视化仿真是利用Navisworks软件和其他建模技术完成的，这种可视化仿真的建立由初数据的收集分析、数字模型的建立，然后使用Navisworks对其进行渲染。水利水电工程建筑的施工技术将直接关联作用到水电水利的效益和产生的影响，它并不只是简单的一个工程而已，它是构成整个水电水利工程的一个重要要素。

结束语：

BIM建筑信息模型在工程中的应用，使得建筑行业引发了第，它在工程中的应用不仅降低了成本，还使得工程从规划设计到施工、运营管理各阶段的质量有所提高。BIM的不断发展，使得水利水电行业也引入了BIM理念。本文通过基于BIM技术对水利水电工程施工进行可视化仿真研究，真实准确的反应出水利水电的工程动态施工过程和仿真数据。

参考文献：

[1] 徐东扬.基于数字技术的建筑方案设计研究：[硕士学位论文].湖南.中南大学.2010