計算機仿真論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇計算機仿真論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

根據多年的高校教學實踐研究表明，教學中把就業崗位對學生知識結構的要求作為依據，重視培養學生的動手能力，以知識本位向能力本位的轉變為目標，進行教學內容和方法的整合，對于增強學生的學習興趣、提高學生的實踐技能、增強職業競爭能力、提高教學質量有重要意義。計算機仿真教學模式能夠真正激發學生的創新思維，幫助學生構建更靈活、更深層次的知識結構體系。有試驗結果表明：仿真教學與傳統教學進行比較，多數學生在仿真教學環境中學習可以記憶整個課程多于2/3的內容，而在傳統教學模式下只能記憶不到1/3的內容。憑借云技術的強大存儲功能等，使用計算機仿真模式進行教學，教師引導，學生身臨其境，調動學生的積極性，學生自學并反復試驗，提高學習能動性，增強創新意識。基于云技術的計算機仿真教學將理論與實踐真正相結合，將為高校教學發展帶來新的方向?，F代計算機技術的普及帶動了仿真技術的發展。仿真技術已經能夠使用科學方法建構復雜的物理模型提示真實世界的變化規律，在許多領域進行應用。仿真技術已在世界范圍內許多知名高校的研究等領域中應用；計算機仿真教學在國內外的許多課程中進行過使用；在我國高校中，應用基于云技術的計算機仿真教學是一種新的教育理念，各高校正在進行積極的探索。2014年4月22日在北京召開了首屆京城高校虛擬仿真實踐教學研討會，提出成立首都高校虛擬仿真聯盟，建立推進虛擬仿真實踐教學和首都高校間資源和經驗分享的平臺。在我省高校中，計算機仿真教學還處于比較落后的起步階段，這種新型的教學模式為學生及專業教師提供了教學和研究的新平臺，延展了創新的想象空間，有很大的發展空間和很好的發展前景。

2基于云技術的高校計算機仿真教學應用

以電子商務課程為例(Theapplicationofcomputersimulationinteachingofcloudtechnology—acasestudyofECcourses)

2.1電子商務課程的教學現狀及存在的問題

電子商務專業雖然已經出現多年，但國內高校沒有形成系統完整的專業理論體系。當前高校電子商務專業的教學中然而存在一些不可忽視的問題：課程設置方面。因為缺乏對電子商務相關實際應用的理解，在許多高校中相關課程設置具有極大的隨意性，多數只是把相關商務、管理和電子技術方面的課程進行簡單的羅列堆砌，不能適合電子商務專業實際需求。專業師資隊伍方面。國內高校中從事電子商務教學的教師大多是抽調出來的經管或計算機類教師，知識不夠系統專業，缺乏電子商務專業實踐經驗，很少參與實際電商企業的項目運作，講授專業課程時不能達到專業知識的外延和拓展。專業實踐方面。電子商務專業是一個新型的跨學科的綜合專業；培養的是能系統掌握電子商務專業的理論知識和技能、熟悉電子商務業務流程并能從事電子商務活動的應用型復合型人才。雖然許多高校正在加強實訓教學，但多數缺乏針對專業就業的連貫性，不能很好的達到針對專業就業的實訓目的。

2.2電子商務課程中基于云技術的計算機仿真教學模式的構建

使用基于云技術的計算機仿真教學模式能夠為學生構建一個虛擬的仿真模擬環境，模擬電子商務的各項活動，具有仿真性、可操作性和適應性強的特點。學生借助于云端存儲的相關軟件環境模擬實際電子商務項目環境，模擬參與電子商務實務活動；計算機軟件的操作便捷人性化；仿真教學環境能夠作為與專業相關課程的實訓環境，提高實踐技能。根據崗位群開發仿真教學課件，根據專業實訓的培養要求進行課程設計，基于云技術開發仿真崗位模擬場景和符合教學需求的互動式教學應用平臺，為培養學生的實踐動手能力提供更理想更完善的方案。從就業崗位對專業人才知識結構的要求出發，以項目教學為主線進行課程實訓內容的整合，采用情景模擬和計算機輔助教學為主要手段。借助于云的強大存儲功能平臺，針對專業課程內容和特點遵循專業方向和教學內容。計算機仿真和真實裝置相結合創建教學的仿真物理場所和軟件環境(存儲于云空間即用即取)，以就業為導向，用實驗、見習、實踐的方式進行實踐模擬，注重安全要求，集中管理，聯合開發，實現資源整合與優化?？己松?，仿真模擬教學完成整體項目的過程中，專業技能鑒定與考核等領域以學生的表現為主，附帶平時成績，最終作為評定等級的依據?；谠萍夹g的高校計算機仿真教學可以解決電子商務專業教學上存在的問題，教學系統平臺存儲于云端，使用三維建模方式模擬電子商務實踐環境，數據量小、速度快、精度高、互動性強。平臺提供了電子商務專業課程教學中真實模擬互動性的教學和實踐環境，讓學生在親身實踐的過程中提高學習效率。學生通過實際操作，認知并掌握相關專業知識，通過崗位角色扮演來體驗相關工作流程和崗位職責。憑借管理模塊任課教師可以掌控教學過程和學生操作情況，進行必要的控制和引導。通過教學系統平臺的考核模塊教師可以對每個學生進行跟蹤及考核評價。

2.3電子商務課程中基于云技術的計算機仿真教學的具體應用

高校電子商務專業教學中使用基于云技術的計算機仿真教學，常見的方法包括：課堂演示，情景模擬，認識實踐等。以電子商務專業教學為對象，針對專業性質和教學特點進行具體的規劃。憑借云技術的基于網絡的仿真教學系統平臺、課件、資料庫、仿真實訓的教學軟件(包括教學過程的多媒體課件；操作仿真技能的訓練；模擬實際專業崗位的各種學習和工作環境等)；教師和學生在網絡PC終端登錄使用云空間里存儲的相關教學資源；在同一個網絡多媒體機房，合法用戶可以進行不同的實訓練習；集中管理各種資源更安全，添加、修改、上傳、下載等使用更方便。構建電子商務交易的真實過程和相應的計算機仿真教學系統，多媒體網絡機房能滿足現有各種仿真培訓系統的要求(電商方、客戶方、物流配送方、第三方等)。實現仿真系統與真實電商系統在線連接，將數據通過網絡傳輸到系統中，將系統中的數據信息與真實數據信息進行比較，指導學生的操作。軟件技術和Internet支持平臺運行，教師與平臺中學生實時溝通，實現電子商務完整交易過程的各環節的實時動態信息和數據的交互。采用局域網和Internet結合使用的模式可以方便的對仿真平臺系統進行擴充和統一維護管理。包括進行用戶注冊、遠程登錄、調試等，所有資源以云技術在“云端”共享。以淘寶、天貓商城等作為實踐平臺進行仿真教學的案例，如以現有的已經開設的淘寶商鋪作為仿真系統中的模擬電商方，學生分組形式進行仿真系統的崗位模擬：部分學生注冊淘寶會員并用賬戶和密碼登錄作為仿真系統中客戶方，部分學生登錄商鋪作為仿真系統中電商方的客服，部分學生作為仿真系統中電商方的庫存管理員，部分學生作為仿真系統中下訂單后的在線支付(經過支付寶作)或者電子銀行系統(快捷支付)為第三方，部分學生作為模擬的仿真系統中的物流配送方，部分學生作為仿真系統中電商方的售后服務客服方等，模擬各個環節的進程，最終完成項目形式的電子商務完整交易。具體包括：收集相關資料，進行學生分組；申請并注冊開設電商方(如淘寶)店鋪，注冊客戶端用戶、注冊支付寶賬戶等；制定仿真電商交易完整方案；進行仿真系統進程，學生按部就班地進入崗位角色，展開電子商務過程；教師的總結點評，教學內容的延伸等。

3結論(Conclusion)

篇(2)

我們利用物理系統運行的相關理論框架以及模型來實現物流系統的仿真操作，首先需要對流程有一個具體的分析以及解讀，并且要對企業的物流運作流程和機制有一個認識，之后再通過計算機來實現相關軟件的規劃工作，主要是通過對企業的實際物流操作進行一次次的過程模擬，然后對物流的效果以及仿真技術的機制進行綜合評價，對不好的地方進行相應修改，這樣就能更好地把計算機仿真技術運用在物流系統之中了。從性質上分析物流系統的仿真技術，它其實是一種較為典型的系統仿真，主要特點是面向物流業務的離散型事件，其最關鍵的地方就是對于事件的調度以及隨機變量和仿真時鐘技術的應用，這三個核心技術是物流系統中的關鍵所在。仿真時鐘技術的作用在于對企業物流系統中對于各個離散不連續的物流操作點進行合理的鏈接以及處理，這樣就可以及時地對大型的物流機電系統比較長的運作周期進行調整，從而實現對各個離散事件的業務操作點進行操作，并且還能夠把其作為主要研究對象，構建出一整套的物流仿真系統運行機制，把物流業務和對象之間的關聯也一并制定下來。隨機變量指的是在現實中進行物流操作的時候，對于物流操作的各個環節的細節內容已經各個工件的主要動作進行虛化，通過這些環節里面的受影響因素分析隨機變量對物流系統的各方面影響，從而建立起更加完善的仿真系統，是否能夠進行準確的評價往往都是依靠隨機變量提供的信息，并且能夠對基于計算機仿真技術的自動化物流系統進行完善。

2我國的物流運作現狀分析

我們通過對2003年的第四次中國物流市場的供需狀況調查進行分析，調查出來的結果顯示出我國的物流行業運轉情況并不是很好。

2.1企業的庫存期過長、周轉時間太慢

通過該項調查我們可以看出，有百分之八十的企業原材料庫存時間在一周到三個月期間，百分之八十四的生產企業產品庫存都在三個月以下，百分之七十的商品企業銷售庫存在一個月以下，這就表明我國的企業產品庫存時間太長，周轉時間太慢，主要還是物流情況差勁導致的，在此我們也能看出我國的物流情況急需得到相應改善，從而改變現在這種狀況。

2.2人們對物流的滿意度較低

通過表1我們可以看出，生產企業里面的3PL相比較自理物流來看，在滿意度方面差別很大，對于自理物流的評價主要是不完全滿意，對第三方的物流評價就不是這么固定了，分布相對分散，滿意、不完全滿意和不滿意都有一部分。而在商業企業中，對物流不完全滿意的比例是最大的，這就表明第三方的物流服務是好于自理物流的。再從不滿意的原因分析，企業內部對于物流服務的關心側重在于物流信息的操作質量以及運作能力，對運作成有不滿意的評價也占一小部分，這就說明我國的物流系統還是不夠完善，物流行業的成本需要進一步降低。通過上述現狀我們可以看出，我國現如今的物流運作水平還是比較落后的，所以說我們應該加大對物流系統的優化工作，提高物流系統的服務水平已經在物品運輸上的成本的降低，只有這樣才能保證我國的物流行業繼續發展下去，才能讓企業的競爭優勢得以凸顯。

3基于計算機仿真技術的自動化物流系統設計

3.1企業內部的生產物流系統

當企業內部開始安排并且計劃著在生產領域實行物流系統并且提出運行的總體方案時，應該根據企業內部的實際情況以及生產出的產品的需求多設計出幾套不同的物流方案，然后對這些方案進行分析比較，不論是對哪一套方案進行分析，都需要在企業內部的產品生產系統中采集需要的樣品進行分析。此外，我們可以在這一流程里面融入計算機仿真技術，這樣就能夠對多套方案進行實際情況下的運作模擬操作、物流運作的績效評估以及企業產品的生產試驗等等。一般而言，計算機仿真技術在企業的物流系統中加以應用，主要在原材料的購買、運輸以及儲存，還有整套產品的生產流水線以及產品的加工、出庫這些方面有所體現，它能夠對上述的過程進行動態化的仿真模擬操作，從而能夠對生產環節的效率進行提升，還能夠降低原材料等物質的運輸成本，可以讓企業內部的物流系統各項指標得到改善。此外，通過計算機仿真技術的物流系統我們可以有效地對生產設備的功能進行檢查，還可以檢驗企業的訂單要求和生產環節的匹配程度，還有交通工具的有效利用，物流的運輸方式和運輸路線是否最優，生產物資的原材料經過的環節是否達到了最簡等等。現在看來，物流系統中融入自動化計算機仿真技術可以有效地對企業物流的各個方面進行檢驗，能夠極大的對物流系統進行完善，在促進其優化方面起著重要的作用。

3.2適用于港口的物流系統

在港口的物流系統中加以應用計算機仿真技術，主要是在港口物流系統的環節以及相關領域的規劃方面得以體現，即船舶泊位設計、貨柜堆場設計、裝運搬卸工藝設計等的合理分配和資源優化上，另外對于現實港口管理系統的策略制定和優化方面也是計算機仿真系統要解決的一個重點問題，最主要的目標就是想對港口物流作業的調度進行實時化的實現，包括港口生產調度、貨柜堆場作業控制、車輛作業路線等，我們對這些線路環節進行仿真操作以及分析，能夠對港口的物流作業系統有一個科學合理的評判，對其整體的流程進行有一定的積極影響，此外，還能實現對于物流系統整體的錢能診斷以及深入分析。我們在分析之后的基礎上對港口物流系統進行改進優化，選擇最優的改進方案，就能達到最好的改進效果。目前計算機仿真技術在港口物流貨柜堆場的管理中已經實現了實時立體化全景象管理和控制，這在很大程度上對各種貨柜的存放、搬運以及出入情況進行了改善，操作起來更加的方便，從而提高了企業的生產效率。

4結論

篇(3)

1.1情景教學

在高頻電子線路教學內容中，概念多、難點多、數學推導多，同時還會涉及到非線性分析法，因此學生在學習過程中經常會覺得枯燥、難學。通過實驗展示可以使教學中的難點得到化解。但在實際教學中，因為受到空間和時間條件的限制，在實際教學中實物演示受到了制約。在高頻電子線路教學中要找到教學過程中的教學難點、抽象點，要準備例如振蕩器平衡的調制系數、穩定條件等多個仿真實驗，在課堂情境教學中應用，為學生在認識上提供更加便利的條件，提高教學效率。

1.2課程統籌教學

通常情況下，在高頻電子線路教學中，理論課與實驗課是分開的，兩者相互獨立，這樣在實際教學過程中難免會出現理論與實踐脫節情況，主要表現在時間和內容上脫節，教學過程中的驗證性試驗無法在及時的加深學生對教學內容的理解，導致了教學效果大大降低。在教學過程中為了完整性經常會對一些操作簡單、結論明顯的實驗也安排相應的實驗環節，這浪費了實驗課程。在教學過程中應當對這一現象進行合理改革，對課堂教學和實驗教學中的內容進行統籌，課堂教學結束后，應當安排相應的驗證性實驗；部分理論課程可以在實驗課程上進行，可以一邊做實驗一邊傳授理論知識。針對每個驗證性實驗，設計相應的仿真預習，利用計算機仿真代替實驗內容，通過預習報告的方式完成。通過實踐證明，采用此種教學方式不僅解決了教學時間，而且提高了學生在自我學習中的管理能力。此外，計算機仿真通過計算機對實驗條件和環境進行了模擬，學生可以進行多次實驗，并且可以對實驗過程中的參數進行自行修改，這樣不僅縮短了實驗時間，而且對實驗設備也起到了一定保護作用，避免學生在實驗過程中因為操作不當而給設備造成損傷。

2仿真教學應用實例

Multisim11是高頻電子線路教學中經常被應用的一種軟件，仿真分析具體步驟如下：依據設計和原理創建電路原理圖，然后依據實驗情況對電路圖選項進行設置，開啟仿真開關，使電路運行，再借助仿真儀器，獲取理想的仿真結果。解調、調制電路是組成通信設備的重要部分，解調和調制方式對系統的性能有著巨大影響，同時也是在高頻電子線路學習中的難點。

2.1普通AM（調幅）信號波形仿真

調幅是振幅調制的簡稱，調幅包括：抑制載波、普通調幅等，普通調幅是其中最基本的一種，其余調幅都是有普通調幅演變來的。依據調幅信號形成的基本原理，在Multisim11下創建普通調幅電路，開啟仿真后可以可在雙蹤示波器上看到低頻調制信號與普通調幅信號波形對比圖。對直流電壓V3進行調整，使電路調幅系數進行改變但V3與1V相等時，調幅系數將超過1，則為方正波形，發生調幅現象，已調波在經歷檢波后將無法恢復到原有的形態，屬于嚴重失真，因此在實際教學中應當盡量避免此現象的發生。

2.2二極管包絡檢波器仿真波形

二極管構成的包絡檢波器性能強，結構簡單，因此被廣泛應用與檢波電路教學中，經過解調后輸出的信號能夠對輸入信號的包絡進行合理反映，仿真電路如圖4所示。開啟仿真，對電路參數進行調整，便可得到獲得調解后信號與輸入信號兩者的對比。但在對電路參數調整過程中，如果沒有對電路參數進行正確選擇，二級管包絡檢波器在實際工作中極有可能發生負峰切割失真和惰性失真。因此，在實際操作過程中要注重電路參數的調整。

3計算機仿真應用需要做好輔助工作

（1）整合教學內容對課堂、實驗教學內容進行整合，在使用計算機仿真前，教師需要做大量工作。首先，教師要對教學中的內容進行詳細統籌。例如，在教學過程中，哪些部分課堂講解的內容需要利用計算機仿真代替，哪些教學內容應當通過計算機仿真演示，又有哪些內容使需要通過計算機仿真對學生進行指導。

（2）編制輔助教學手冊對高頻電子線路教學內容進行整合后，教學應當精細編制輔助教學手冊，對進行過程進行指導。輔助教學手冊中的內容應當通俗易懂，計算機仿真的思路、目的、步驟等內容要言簡意賅，便于學生理解和運用。

（3）改革考核制度考核是檢驗教學成果的主要手段，既然在高頻電子線路教學中引入了計算機仿真，那么在考核中也應當有所體現。在考核過程中不僅要涵蓋大綱的教學要求，同時也要加入計算機仿真考核。在考核上應當做出合理的改革，主要體現在總成績的構成上。通過實踐應用表明，合理的考核結構，不僅能夠使計算機仿真教學在高頻電子線路教學中起到更好的作用，同時對學生的學習起到了一定督促作用。

4結語

篇(4)

英文名稱：Computer Simulation

主管單位：中國航天科技科工集團公司

主辦單位：中國航天科工集團公司第十七研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1006-9348

國內刊號：11-3724/TP

郵發代號：82-773

發行范圍：

創刊時間：1984

期刊收錄：

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

篇(5)

【關鍵詞】生產仿真；管道安裝仿真；計算機優化

近年來，由于制造業領域三維CAD系統軟件的普及，“數字生產”變得非常實用。通過生產前使用三維模型仿真整個生產進程，制造效率以及安全性達到預期效果，并且通過各領域工作臺共享信息使得實施管理動態生產成為可能。下面分別介紹復雜船體分段搭載，設備搬運，CRP的安裝以及機艙通道等仿真應用實例。

1　生產仿真

1.1　船舶工業仿真技術

計算機仿真主要應用于船舶設計平臺，尤其是概念設計以及結構分析。由于船舶生產非常復雜且需要足夠經驗，計算機仿真很難廣泛應用到船舶生產過程中。仿真作用如下：1.提高質量；2.縮短訂單與交船時間間隔；3.減少生產成本減少成本，包括材料成本和工資；4.減少制造過程中時間浪費。

在船舶生產中仿真可以應用到如下幾個方面：

1.生產進程分析和估計；2.生產計劃安排；3.訓練特殊技術工種的模擬器，例如線加熱、焊接以及校正；4.檢測施工安全性。

1.2　船舶生產仿真

隨著計算機集成制造的應用，根據設計和生產數據制作產品模型，并在此基礎上進行工藝設計。為了提高生產三大主要元素——生產率、質量和安全性，研究各種先進的計算機仿真技術非常重要。

船舶屬于大型設備，結構復雜，具有億萬個來自世界各地生產的部件以及各種各樣的材料。在建造船舶時，眾多部件會聚船廠，考慮船廠環境及設備等相關的信息才能進行有效生產和工序安排。制定生產計劃，需要積累豐富的船舶建造經驗，以滿足多工種協調作業時對效率和質量的要求。三維CAD不僅有效地應用在船舶生產仿真中，而且在自動化和飛機工業中應用也相當成功。近年來，隨著計算機容量顯著提高，價格也變的便宜。因此，應用軟件變的越來越廣泛，船舶建造仿真技術越來越簡單。除此而外，三維CAD集成了船體和設備所需的所有結構件和部件。近來，IHI新開發了AJSAI系統集成了所有產品數字模型，從直觀的角度在計算機上顯示了船塢中搭載二周后VLCC結構的三維視圖。從而提高了生產效率、安全，以及產品質量。

1.3　計算機優化制造

船舶建造過程中，多工種工人互相依靠、協作制造。隨著工作難度等級提高，相關生產難度也隨之上升。產品模型是計算機集成制造的核心，設計和生產計劃是仿真的基礎。在這一領域，基于優化生產的數字制造成為現實。

2　管道安裝仿真

在船舶建造中，裝配是一個很典型的工作。一般情況，工人僅僅憑借個人經驗，根據不含詳細說明的粗略圖紙進行生產制造。因此，裝配工作存在以下問題：1.從粗略圖紙中構思整體結構、設計裝配工序，必須接受過職業訓練、具有工作經驗。2.基于經驗設計的工序不一定是最佳的3.生產時才能發現設計的錯誤。4.不可預見的問題時常出現，生產計劃經常受影響5.無經驗人員不能從事裝配工作。近來，隨著裝配仿真系統的開發，即使無經驗的工人也能進行裝配工作。裝配仿真通過船廠無線局域網將結果顯示在工人從事裝配場所的個人電腦上。電腦屏幕上裝配時組件整體樹形結構圖通過三維模型圖可以從任意角度觀察任何想看到的地方，包括貨盤名稱、部件種類、部件名稱、次要部件以及每個組件之間的關系的相關列表。這種模型圖形即使沒有經驗的人們也易于理解。隨著便攜計算機系統成功開發以及RFID系統的問世，管道安裝仿真技術將更進一步發展，尤其管道部件的管理。

3.1　分段搭載

是在機艙里，四周已有的四個分段中間插入另外一個分段的安裝過程。插入分段與鄰近安裝好結構件相對關系非常復雜，因為該分段是在定盤上完成的。在那里，工作環境受其他因素的影響很小，設備盡可能裝配在分段上。由于額定載荷為幾百噸的大型起重設備同時吊卸分段時各種障礙物隨時出現，因此細心而熟練地操作非常必要。只有這樣，分段才能非常精確地安裝在確定位置。

3.2　設備搬運

這種設備在整個FPSO營運過程中一直不停地運轉，有時需要搬運至船外，進行修理、更換損壞部件。通過仿真可以設計出最優搬運路線，在整個運輸過程中不會碰撞任何設備以及結構件。多種設備經過這種仿真，效果顯著。仿真結果制成使用操作手冊供船東檢驗，得到設計認可。

3.3　CRP的安裝

在狹窄船塢中實現螺旋槳精確地安裝非常重要。安裝螺旋槳旋轉軸時，船體里面和外面的安裝工人需要協作工作。通過仿真預先互相交流意見、確定安裝流程，裝配工作才能順利展開。

3.4　機艙通道

通過借助假想木板確認通道的人性化空間為眾多船級社和船東所要求。如果設計時運用三維CAD進行仿真，設備和結構件之間干涉將會避免。這樣，設計質量隨之提高。

4　結論

篇(6)

關鍵詞：MATLAB；創新實踐；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0029-02

創新是民族進步的靈魂，也是大學發展的動力。[1]重慶大學前校長林建華認為，重慶大學未來的特色是以創新創業教育能力培養為特色的學校。有了實踐創新能力，畢業生才能更好地適應和駕馭未來。但是，由于有限的大學資源很難惠及所有學生，創新實踐能力的培養方案很難全面推廣。

MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業軟件，集成了MATLAB和Simulink兩大軟件包。[2]它是一種編程語言和仿真工具，依靠其豐富的功能模塊、強大的計算能力、靈活的二次開發接口和半實物仿真手段，已廣泛應用于電力、金融、生物等眾多領域。[3]如同OFFICE軟件是日常工作必備的工具，MATLAB/Simulink已成為高校廣大師生和研究人員的基本學習和研究工具，對于創新實踐具有重要的作用。

一、大學創新實踐中存在的問題

第一，一所大學的資源十分有限，面對眾多的學生仍然處于“僧多粥少”的狀態。以重慶大學開展的各種本科生和研究生創新實踐項目來看，大多需要經過層層篩選。盡管可以發現拔尖人才，但也使更多學生失去了創新實踐的機會，這與“競爭力的提升要靠一大批有創新能力的優秀的年輕人”的人才培養理念還有差距。

第二，在創新實踐項目的實施過程中，多數學生的理論基礎不扎實，動手能力差，淡化研究與探索的意識。究其原因，之前缺少實踐機會和條件，進而信心不足。

第三，隨著信息化和仿真技術的發展，重慶大學針對不同專業開設了各種計算機輔助類課程。但由于課程體系側重于軟件本身的學習，或者采用“面向課程”的教學模式，使得這類輔助課程始于理論，止于仿真，與解決實際問題有很大差距。從近幾年的本科生和研究生畢業論文分析可以發現，對于計算機仿真軟件產生了過度依賴性，對軟件仿真與實踐的融合遠遠不夠，這是一種“濫用”計算機仿真技術的不良傾向?！盀E用”仿真的真正原因不是軟件仿真多了，而是絕大部分學生對于MATLAB/Simulink的掌握遠遠不夠，未能找到實用化的切入點。

針對以上問題，借助教學科研中應用最為廣泛的MATLAB/Simulink軟件，本文根據近幾年在“計算機輔助電路分析”教學、MATLAB/Simulink培訓和科研中的經驗，對電氣工程專業計算機輔助課程的內容體系、教學方法、考核方式和教學效果進行全方位探討，以期達到有效利用計算機仿真技術和培養創新實踐人才的目的。

二、MATLAB/Simulink在教學和研究中的應用

以重慶大學電氣工程學院為例，近幾年學院在專業基礎選修課中開設了兩門基于MATLAB的課程：“MATLAB在電氣工程中的應用”和“計算機輔助電路分析”。盡管是選修課，但選修率達到了95%以上，僅電氣學院每年就有400多名學生選修，還有弘深、機械等學院的學生選修。

通過對電氣工程學院每年的本科生畢業設計、碩士研究生學位論文來看，70%以上的同學都使用MATLAB/Simulink軟件開展課題的研究。重慶大學創新實踐中心每學期都會開設MATLAB/Simulink有關的初級、中級到高級培訓，吸引了全校多個學院大量的本科生和研究生參加。

為了進一步掌握MATLAB/Simulink的應用現狀和趨勢，對MATLAB/Simulink軟件在國內外的學術貢獻進行了調研，圖1和表1分別給出了國內CNKI數據庫和國外三大數據庫關于MATLAB的論文檢索結果。

CNKI數據庫中最近10余年涉及MATLAB的學術文章合計41萬篇，其中人文社會科學約2600篇、經濟與管理科學約2.6萬篇，更多用于工程科學、自然科學。文獻來源主要來自工科實力較強的高校，如前5名依次為天津大學、哈爾濱工業大學、華中科技大學、重慶大學和浙江大學。

通過對國內外期刊數據庫對于MATLAB/Simulink的應用分析表明：更多文章對于MATLAB/Simulink“用而不言”，實際應用量比統計大得多，特別是高水平文章；計算機硬件和軟件的發展為MATLAB/Simulink廣泛深入應用提供了條件；統計數量增幅放緩，原因之一是現在對軟件本身的關注降低，更注重軟件的應用效果；預計未來關于MATLAB/Simulink的直接引用量保持現狀，但會像人們離不開OFFICE一樣，MATLAB正在成為教學研究中的必備工具。

三、MATLAB課程教學實踐中存在的缺陷

重慶大學電氣工程學院現面向全校開設“MATLAB在電氣工程中的應用”和“計算機輔助電路分析”，前者主要包括MATLAB/Simulink的基礎知識和電氣工程有關的MATLAB函數，后者涉及電路理論通過MATLAB/Simulink來驗證的具體應用，但課程的開設存在一些缺陷。

1.課程分為理論課和上機課兩部分

理論與上機實踐銜接不緊密，理論部分涉及線性代數、矩陣理論、數值計算等知識，而這些往往是高年級甚至研究生的課程，而上機實踐課主要針對已經學完的電路原理仿真。這種“面向課程”的教學，是針對已學課程內容的再現和重復，使學生表現“疲勞”，缺少興趣。

2.學時短，內容多，合班上課學生多

由于學習能力和學習習慣的差異，“吃不飽”和“撐不下”并存的情況嚴重。

3.學生缺乏學習動力

由于使用MATLAB/Simulink的時間更多是在專業課的學習、創新研究項目和畢業設計階段，學習在學習時缺乏目的性和興趣，[4]導致不少同學學完該課程后僅把MATLAB當作一種高級計算器，忽視了更為深入的應用，甚至有碩士生導師報怨研究生連編寫和調試簡單的MATLAB程序也有困難。

4.考核困難

由于仿真實踐需要計算機操作，存在硬件軟件故障的不確定性，而且平時作業和上機考試中抄襲現象時有發生。因此，有必要制訂出合理的考核方式，公正有效地反映出學生的真實水平。

四、MATLAB課程改革與實踐方案

在硬件資源有限的情況下，利用MATLAB/Simulink課程提升學生的創新實踐能力和培養出大批的優秀人才。針對現有本科生計算機輔助類課程“過分強調其輔助服務功能”和“與實踐脫節”的問題，[5]以“計算機輔助電路分析”課程作為改革的突破口，改進課程內容體系，加強理論、仿真和實踐的結合，充分發揮MATLAB/Simulink工具的強大功能，引導學生從單純的“學習型”到“研究探索型”的意識轉變，從“理論仿真”到“具體實現”的行為轉變，使學生增加一技之長，提高就業競爭力，同時為畢業設計和研究生深造奠定基礎。為此，在以下方面進行了改革和探索。

1.教學大綱的改革

根據創新型、研究型人才的培養需要，將“MATLAB在電氣工程中的應用”與“計算機輔助電路分析”合并，新的課程名稱改為“計算機輔助電子電路分析”，以適應“電路原理”“模擬電子技術”和“數字電子技術“以及專業課的需要。同時在新教學大綱中，對課程內容體系進行優化。總課時由原兩門課的62學時改為52學時，依據課時適當壓縮純課堂理論，增加上機環節學時，將部分理論與上機相結合。

2.教學方法的轉變

由“面向課程”的教學，增加專題訓練和應用實踐環節，拓寬學生知識面，使學生具有解決問題的能力。采取主講教師專題講座與研究生助教實踐專題報告相結合。研究生助教“現身說法”，探討MATLAB/Simulink在研究和學習中的應用，開拓學生視野和提升興趣。針對不同層次學生分類指導，考慮開設基礎班和提升班，實行差異化教學。改變教學方法，實現從“學習”到“研究”的思維轉變，從“仿真”到“實現”的行為轉變，改變過度依賴仿真、始于理論止于仿真的局面，提升學生的上機操作和應用實踐能力，以團隊的方式布置專題作業，培養團隊協作精神。

3.課程開設方式和開設時間的探索，教學計劃的制訂

課程開設時間延后，學生數學基礎和專業基礎更好，有利于為畢業設計和深入學習、研究生深造做準備；也可以多學期分段教學，由基礎到專業逐步深入，改善教學效果。

4.考核體系的修訂

建立合理有效的成績評定體系和考試考查方式，制訂出合理的考核方式，公正有效地反映出學生的真實水平，又能成為激勵學生努力學習、勤奮鉆研的壓力和動力。

五、結束語

通過MATLAB有關課程的改革，把MATLAB/Simulink課程從“輔助”角色提升為重要的創新實踐手段，不僅可以大大節約硬件資源，為更多學生提供鍛煉機會，同時通過創新實踐能力提高，為學術研究提供支撐。

參考文獻：

[1]劉翠紅，陳秉巖，王建永.基于學生實踐和創新能力培養的實驗教學改革[J].科技創新導報，2011，（1）.

[2]劉俏.MATLAB輔助化工原理教學的實踐[J].高等理科教育，

2006，（5）.

[3]呂峰，張哲，呂鵬.MATLAB在電力電子教學實踐中的探究[J].電子世界，2013，（10）.

篇(7)

關鍵詞：水利水電工程 建筑信息模型BIM 可視化仿真

前言

本文以水利水電工程的施工動態過程作為研究對象，使用基于BIM技術的計算機仿真技術和三維可視化技術對水利水電工程的動態施工過程進行演示模擬，并且結合動態可視化信息管理技術和方法對水利水電工程的動態施工過程進行研究。探索基于BIM技術的計算機仿真技術和三維可視化技術應用于模擬水利水電工程的施工動態過程的可行性。本文主要包括了以下內容：1.BIM簡介；2. BIM技術在水利水電工程中的應用；3.可視化建模研究。

1.BIM簡介

BIM（Building Information Modeling）指的是建筑信息模型，它就是通過數字化技術，在計算機中建立一座虛擬的建筑，一個建筑信息模型就是提供了一個單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫。

BIM技術作為一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，可以利用參數模型對各種項目的相關信息進行整合，并且可以使信息在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中得到共享和傳遞，讓工程技術人員對各種建筑信息加以判斷，作出正確的理解并提出高效的應對，使設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體擁有協同工作的基礎，達到提高生產效率、節約成本與縮短工期方面的目的。BIM一定是貫穿在建筑整個生命周期中，使設計數據、建造信息，維護信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個生命周期中得以重復、便捷地使用。下圖顯示了在建筑設計、建造、維護的整個過程中，圍繞的核心就是BIM。

2. BIM技術在水利水電工程中的應用

2.1 水利水電工程施工導流三維動態可視化仿真方法研究

水利水電工程在對導流進行設計和管理的施工過程中，一般需要使用大量的數據和圖形信息。譬如水壩地區的水文、地形、地貌、地質資料和樞紐設計、施工場地布置和施工導流方案設計等各式各樣的數據和圖紙。如何對這些錯綜復雜、數量繁多的信息進行高效、快速的取得、管理，是提高設計效率和施工管理水平的關鍵。施工導流的方案設計作為施工組織設計的重要環節，它的設計過程及其復雜，并且設計出來的導流方案沒辦法做出實際的、直觀的比較。所以在水利水電工程導流設計中實現BIM水利水電工程施工過程可視化仿真技術可以形象直觀的表達出導流設計的實際效果，有著重大的現實意義。

2.2 利用BIM可視化仿真展示混凝土壩施工過程的三維動態過程

由于需要注意施工現場溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力等因素的作用，在對混凝土壩進行施工時，需要根據施工現場溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力對將混凝土壩使用一定的原則進行分縫分塊澆筑。但是對混凝土壩澆筑的數量大，通常需要澆筑上千上萬快混凝土，并且由于混凝土壩進行澆筑的施工約束條件過于復雜，就造成人工安排澆筑順序和進度是一件難度較高的事。現在通常在一般的水利水電工程中使用的是憑經驗用類比的方法，按照每月升高的澆筑層數和混凝土澆筑強度的指標來作為施工計劃的參照指標。但是使用每月升高的澆筑層數和混凝土澆筑強度的指標作為參照指標沒有系統的定量技術分析，使得在對大壩施工的過程中無法準確的判斷施工各階段的進度和混凝土壩升高過程是否能達到大壩施工的要求。

因為由于計算機和系統仿真技術的出現，特別是系統仿真技術的不斷發展，使得我們可以在計算機上將混凝土上壩施工的動態過程真實的模擬出來。通過對不同的混凝土施工方案進行模擬，觀察產生的施工動態過程，然后根據不同施工方案下混凝土施工進程的模擬的各項定量指標進行預測，然后制定出一個科學、合理、準確的混凝土壩施工進度計劃。通過在計算機系統上輸入各種可影響澆筑施工的變量，建立一個混凝土壩的施工系統模型，在這個模型的基礎上建立一個可模擬水利水電工程的仿真計算軟件。然后使用這個軟件對水利水電工程進行模擬建設，通過輸入可實行的機械配套方案和相應的施工技術參數，可以計算出機械配套的數量最優比、機械的最優利用率、每月的混凝土澆筑強度，并且還能獲取對應的施工方案下對大壩進行澆筑施工的詳細規劃進度表。

3.可視化建模研究

建立一個能形象的、準確的展示工程施工的動態過程的三維數字模型是能實現水利水電工程動態施工仿真信息的可視化查詢和分析功能的一個重要前提。這個數字模型應當具備能夠展示施工現場一些靜態和動態信息，譬如施工現場的地形地貌、施工工程建筑物和施工設施的分布位置、材料運送途徑等具體信息。實現水利水電工程的可視化仿真是利用Navisworks軟件和其他建模技術完成的，這種可視化仿真的建立由初數據的收集分析、數字模型的建立，然后使用Navisworks對其進行渲染。水利水電工程建筑的施工技術將直接關聯作用到水電水利的效益和產生的影響，它并不只是簡單的一個工程而已，它是構成整個水電水利工程的一個重要要素。

結束語：

BIM建筑信息模型在工程中的應用，使得建筑行業引發了第，它在工程中的應用不僅降低了成本，還使得工程從規劃設計到施工、運營管理各階段的質量有所提高。BIM的不斷發展，使得水利水電行業也引入了BIM理念。本文通過基于BIM技術對水利水電工程施工進行可視化仿真研究，真實準確的反應出水利水電的工程動態施工過程和仿真數據。

參考文獻：

[1] 徐東揚.基于數字技術的建筑方案設計研究：[碩士學位論文].湖南.中南大學.2010