仿真技術(shù)及其應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

1.1現(xiàn)階段維修汽車維修實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本分析

1）實(shí)訓(xùn)室成本

現(xiàn)代“理論-實(shí)踐一體化”汽車維修類專業(yè)教學(xué)的關(guān)鍵就是將實(shí)訓(xùn)室變成教室，而能真實(shí)模擬汽車維修企業(yè)的實(shí)訓(xùn)室由以下幾個(gè)部分組成，首先是場(chǎng)地，其次是場(chǎng)地裝修。對(duì)于有些汽車總成或部件，需要對(duì)其進(jìn)行切割改裝，這類教學(xué)用部件由于額外的改裝費(fèi)用比購(gòu)買這些總成部件的費(fèi)用更為昂貴。另外還需要為展示這些教學(xué)設(shè)備購(gòu)置如支架，電子操作平臺(tái)等。除了上述設(shè)備外，還需要購(gòu)置用于檢測(cè)、拆裝和維修的配套工具。主要的檢測(cè)工具是與車型相匹配的車用檢測(cè)儀，主要的維修、拆裝工具是原廠工具和通用工具。一套完整的檢測(cè)、維修專用工具價(jià)格都在數(shù)十萬元左右。

2）教學(xué)材料成本（日常使用）

教學(xué)材料成本主要由油耗和易耗品組成。在油價(jià)日益上漲的情況下，成本上升也逐步顯現(xiàn)。帶有緊固部件的相關(guān)配件，如：汽油濾清器、機(jī)油濾清器在日常教學(xué)中因反復(fù)拆裝，而導(dǎo)致的損耗也是非常大的。

3）師資成本

在理論教學(xué)過程中，一名教師可以完成一個(gè)班級(jí)的理論講授。而在進(jìn)入到實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)后，往往會(huì)將學(xué)生分為若干小組，每個(gè)小組配備一名專業(yè)教師，同時(shí)授課，師資成本則相應(yīng)提高。

1.2傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的主要問題在現(xiàn)階段傳統(tǒng)汽車實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段下或多或少都存在以下一些問題：

1）實(shí)訓(xùn)設(shè)備損耗大，投入成本大

從實(shí)訓(xùn)教學(xué)的角度來看，學(xué)生要掌握汽車維修某一項(xiàng)技能，都要經(jīng)歷“初步認(rèn)知—基本完成—熟練操作—靈活運(yùn)用”四個(gè)階段。其中，學(xué)生畢業(yè)后在生產(chǎn)崗位上經(jīng)過一定時(shí)間的維修經(jīng)驗(yàn)積累才能達(dá)到第四階段，本文對(duì)此暫不做討論。從上述的成本分析來看，由于維修工藝不熟悉、工具使用不恰當(dāng)、誤操作等原因，使學(xué)生在第一、二階段中必須經(jīng)過反復(fù)多次實(shí)際操作才能達(dá)到第三階段水平，因此一、二階段中所投入的成本是最高的。

2）實(shí)訓(xùn)教學(xué)安全性不足

由于汽車大多部件為金屬材料，且可進(jìn)行高速的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，加上學(xué)生對(duì)知識(shí)探求而產(chǎn)生的好奇心理，容易導(dǎo)致盲目操作而發(fā)生教學(xué)事故。另外，由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備有限、學(xué)生人數(shù)眾多，造成教師在教學(xué)過程中不能全面管理而產(chǎn)生疏忽導(dǎo)致事故發(fā)生。

1.3應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)優(yōu)勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。相關(guān)職業(yè)院校近年來已經(jīng)在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)上取得了一定的成果。各院校大多具備有一定規(guī)模的多媒體教學(xué)設(shè)施，教師可以在教學(xué)中使用專業(yè)相關(guān)的多媒體課件，學(xué)生樂于接受多媒體教學(xué)這一手段。但是大多數(shù)的多媒體教學(xué)課件，僅能在教學(xué)中起到演示作用，缺乏與學(xué)生的互動(dòng)功能，僅能理解為對(duì)傳統(tǒng)板書的影像演示。利用計(jì)算機(jī)仿真手段，制作類似于3D游戲的系統(tǒng)操作界面，使用人機(jī)交互的方式，將汽車，如發(fā)動(dòng)機(jī)，各個(gè)部件的拆卸，檢修，裝配，調(diào)整等實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬操作。學(xué)生通過該平臺(tái)可模擬汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝檢修、整車排故等操作，同時(shí)可配備了大量的教學(xué)資源以供學(xué)生在拆裝過程中隨時(shí)查閱，從而更好的掌握實(shí)際操作的要領(lǐng)及操作步驟。由計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開發(fā)的模擬系統(tǒng)，可具有較好的擴(kuò)展性，根據(jù)不同的需求，進(jìn)行相應(yīng)的修改即。如根據(jù)車型更新、等級(jí)工考核、企業(yè)員工培訓(xùn)等方面的變化進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。從而為解決教育投入不足，而引起的學(xué)生人數(shù)與實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不匹配等問題提供具有可行性的解決途徑。

2可行性分析

2.1計(jì)算機(jī)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)涉眾及用戶類型分析

1）涉眾分析：

該平臺(tái)的涉眾主要包括對(duì)應(yīng)部門管理者，使用的教師及學(xué)生。

2）用戶分析：

該平臺(tái)用戶類型主要包括學(xué)生及教師，用戶說明及職責(zé)等見表2簡(jiǎn)述。

2.2系統(tǒng)開發(fā)簡(jiǎn)述

利用AS3作為開發(fā)工具，以SWF動(dòng)畫文件的呈現(xiàn)系統(tǒng)界面，穩(wěn)定性較高。在系統(tǒng)中涉及的零件及工具模型可使用3DMAX三維建模完成，導(dǎo)入flash庫(kù)中作為元件，立體感強(qiáng)，外形逼真。在開發(fā)過程中，類文件獨(dú)立，分別與源文件綁定，完成相應(yīng)功能。源代碼及源文件建檔清晰易查。在系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，類文件以及部分源文件可以繼續(xù)使用（場(chǎng)景、元件等），進(jìn)而降低了維護(hù)成本。在硬件方面，用戶單機(jī)版對(duì)用戶機(jī)要求不高，普通的計(jì)算機(jī)都能夠滿足需求。

3小結(jié)

第2篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

【 關(guān)鍵詞 】 仿真技術(shù)；電氣信息類專業(yè)

Application of Simulation Technology In the Aelectric and Information Specialty

Yang Zeng-zhi

(Hubei Unversity of Technology HubeiWuhan 430068)

【 Abstract 】 With the development of computer simulation software in electronic information specialty, there are a lot of the birth and development of simulation software. The use of simulation software teaching can greatly improve the flexibility of teaching and students' sense of innovation, and the use of simulation software can greatly improve work efficiency, shorten the development cycle. this paper mainly introduces the electrical engineering simulation software, introduces the application of MATLAB in electrical engineering.

【 Keywords 】 simulation technology; electronic information specialty

1 引言

為提高教學(xué)質(zhì)量,針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式中所存在的問題,提出了將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于電氣信息類專業(yè)的理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)中。并結(jié)合具體的晶閘管-直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)例,對(duì)系統(tǒng)的PID控制作用進(jìn)行了分析。實(shí)踐證明,恰當(dāng)、靈活地運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),既可豐富教學(xué)手段,使抽象的教學(xué)形象直觀,又可提高教學(xué)的綜合效益。仿真技術(shù)不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析、綜合應(yīng)用和解決實(shí)際問題的能力,還對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起很好的促進(jìn)作用,是一種行之有效的現(xiàn)代教育方式。

2 電氣工程中所用到的仿真軟件

隨著計(jì)算機(jī)事業(yè)的不斷發(fā)展，各個(gè)計(jì)算機(jī)方向也發(fā)展迅速，其中仿真方向是近幾年的熱潮。市面上誕生的仿真軟件各種各樣，其中電氣信息類專業(yè)方向所用到的仿真軟件有很多，如專門用于危機(jī)系列的通用電路分析程序Pspice，用于電路設(shè)計(jì)的Protel仿真軟件，用于電網(wǎng)仿真的Powerworld程序，還有各類的PLC仿真軟件、autoCAD仿真軟件、Simulink仿真軟件等。如圖1所示。

3 Matlab在電氣信息類專業(yè)方面的作用

3.1 Matlab軟件介紹

MATLAB是由美國(guó)Mathworks公司的一種功能強(qiáng)大的仿真軟件。它的版本從Matlab1.0發(fā)展到目前的Matlab7.10，功能逐步完善，內(nèi)容不斷更新。Matlab主要針對(duì)科學(xué)計(jì)算的可視化環(huán)境，它是交互式的程序設(shè)計(jì)仿真環(huán)境。它將從設(shè)計(jì)，建模到數(shù)據(jù)分析與計(jì)算等集成在一個(gè)大環(huán)境中，提供易于使用的視窗環(huán)境。適用于非常復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建模和仿真過程。為與數(shù)值計(jì)算相關(guān)的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域提供了一種全面便捷的解決方案，如科學(xué)研究領(lǐng)域、電力工程領(lǐng)域、電氣信息工程領(lǐng)域、模擬仿真領(lǐng)域等。與傳統(tǒng)用c、c++等語(yǔ)言編寫仿真軟件有很大程度上的不同，在Matlab中僅僅可以根據(jù)鼠標(biāo)拖拽控件就可以自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的代碼。

3.2 Matlab的優(yōu)點(diǎn)

Matlab的界面操作簡(jiǎn)單，你僅僅在個(gè)人計(jì)算機(jī)中使用，還應(yīng)用在超級(jí)計(jì)算機(jī)上。Matlab中定義了上百個(gè)命令和API調(diào)用，還可以根據(jù)用戶所需進(jìn)行自定義擴(kuò)展。Matlab的命令都很強(qiáng)大，在Matlab中通過一個(gè)單一命令便可求解線性系統(tǒng)。Matlab有各種工具，如二維圖形工具和三維圖形工具。Matlab的兼容性很好，能夠和其他仿真或非仿真軟件一起集成使用。如Matlab可以和VC++集成到一起，也可以和ANSYS 軟件進(jìn)行集成。Matlab的功能特點(diǎn)如圖2所示。

3.2 Matlab在電氣方面的應(yīng)用

Matlab在電氣信息類專業(yè)中的作用主要體現(xiàn)在仿真計(jì)算功能上面，在電氣項(xiàng)目中，可以利用Matlab搭建系統(tǒng)的模型，然后對(duì)系統(tǒng)的物理變量、控制器設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)模型等進(jìn)行計(jì)算，Matlab可以為工程人員在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)節(jié)省大量的時(shí)間與人力物力，是一個(gè)非常實(shí)用的軟件。

Matlab可以顯示電氣工程中的數(shù)據(jù)走勢(shì)和一些流程走勢(shì)。如圖3所示。

使用Matlab可以很容易的表現(xiàn)上述兩種圖，在電氣信息專業(yè)中，我們可以制作很多仿真課題，來模擬電路設(shè)計(jì)、建模等環(huán)節(jié)，將很多由于現(xiàn)有條件不足，不能進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)的電氣項(xiàng)目用仿真軟件來完成，可以大大提高學(xué)生參與度，提高學(xué)生創(chuàng)造性。

3.4 simulink在電氣信息類專業(yè)方面的作用

第3篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:交通運(yùn)輸;汽車檢測(cè)診斷技術(shù)

Abstract: This article mainly from the automobile examination diagnosis outline， the method and the standard， the application and the development direction carries on the elaboration.

Key words: transportation; automobile examination diagnosis technology

汽車檢測(cè)診斷技術(shù)是指在整車不解體情況下，通過對(duì)汽車進(jìn)行檢查、測(cè)試、分析，確定汽車的技術(shù)狀況，查明故障原因和故障部位的汽車應(yīng)用技術(shù)，包括汽車故障診斷技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)。近年來，隨著我國(guó)汽車業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)迅猛不斷地發(fā)展，汽車已成為人們工作、學(xué)習(xí)、生活不可缺少的運(yùn)載工具?，F(xiàn)代汽車狀況檢測(cè)診斷技術(shù)廣泛應(yīng)用就顯得尤為重要，為汽車安全提供了保障。尤其是我國(guó)檢測(cè)診斷技術(shù)的研發(fā)，設(shè)備的規(guī)格，品種較為齊全，性能優(yōu)良可靠，它促進(jìn)了我國(guó)汽車檢測(cè)技術(shù)的水平進(jìn)一步提高。為此，本文將重點(diǎn)談?wù)勂嚈z測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用。

1汽車檢測(cè)診斷概述

1.1汽車檢測(cè)診斷技術(shù)的地位

汽車檢測(cè)診斷技術(shù)，是檢查、鑒定車輛技術(shù)狀況和維修質(zhì)量的重要手段;是促進(jìn)維修技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)視情修理的重要保證;是提高維修效率、監(jiān)督維修質(zhì)量的迫切需要;是確保行車安全的重要手段。

1.2汽車檢測(cè)診斷技術(shù)的目的

1.2.1安全環(huán)保檢測(cè)

其目的是在汽車不解體的情況下，建立安全和公害監(jiān)控體系，確保汽車具有符合要求的外觀、良好的安全性能和符合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的排放性能，在安全、高效和低污染下運(yùn)行。

1.2.2綜合性能檢測(cè)

其目的是在汽車不解體的情況下，確保運(yùn)輸車輛的工作能力和技術(shù)狀況，對(duì)維修車輛實(shí)行質(zhì)量監(jiān)督，以保證運(yùn)輸車輛的安全運(yùn)行，提高運(yùn)輸效能及降低消耗，使運(yùn)輸車輛具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.2.3故障的檢測(cè)診斷

其目的是在不解體的情況下，對(duì)運(yùn)行車輛查明故障部位、故障原因進(jìn)行的檢查、測(cè)量、分析和判斷。故障被診斷出來后，通過調(diào)整和修理的方法排除，以確保車輛在良好的技術(shù)狀況下運(yùn)行。

1.2.4汽車維修時(shí)的檢測(cè)

其目的是找出汽車技術(shù)狀況與標(biāo)準(zhǔn)值相差的程度，以便視情維修;確診故障的部位和原因，提高維修質(zhì)量及維修效率;檢測(cè)汽車的使用性能是否得到恢復(fù)，控制維修質(zhì)量。

2汽車檢測(cè)診斷的方法及標(biāo)準(zhǔn)

2.1汽車檢測(cè)診斷的方法

(1)人工經(jīng)驗(yàn)診斷法:不需專用的儀器設(shè)備，但對(duì)診斷人員的經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)，診斷速度慢，準(zhǔn)確性差，不能定量分析。

(2)現(xiàn)代儀器設(shè)備診斷法:其診斷速度快、準(zhǔn)確性高、能定量分析，但該方法需占廠房，投資過大。

(3)自診斷法:是利用汽車電控單元的自診斷功能，通過故障代碼的輸出表征故障的部位的一種方法。

2.2汽車檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

(1)側(cè)滑:機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量，用側(cè)滑儀檢測(cè)時(shí)，其值不得超過5 m/km。

(2)車速表:車速表允許誤差范圍為-5 %～+20 %。即當(dāng)實(shí)際車速為40 km/h，汽車車速表指示值應(yīng)為38 km/h～48 km/h。超出上述范圍車速表的指示為不合格。

(3)轉(zhuǎn)向:汽車方向盤應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、操縱方便、無阻滯現(xiàn)象;汽車在平坦、硬實(shí)、干燥、清潔的水泥或?yàn)r青路面上，應(yīng)以10 km/h速度在5 s內(nèi)由直線行駛過度到直徑為24 m的圓周行駛，其施加于方向盤外緣的最大圓周力應(yīng)小于等于245 N。

(4)發(fā)動(dòng)機(jī):應(yīng)動(dòng)力性能良好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，怠速穩(wěn)定，無異響，機(jī)油壓力正常。發(fā)動(dòng)機(jī)功率不允許小于標(biāo)牌(或產(chǎn)品使用說明書) 標(biāo)明的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的75 %。

(5)噪聲:車內(nèi)最大允許噪聲級(jí)不大于82 dB;汽車駕駛員耳旁噪聲級(jí)應(yīng)不大于90 dB;機(jī)動(dòng)車?yán)嚷暭?jí)在距車前2 m、離地高1.2 m處測(cè)量時(shí)，其值應(yīng)為90 dB～115 dB。

3汽車檢測(cè)診斷技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容

汽車檢測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用須運(yùn)用汽車檢測(cè)診斷設(shè)備來完成和實(shí)現(xiàn)，通過汽車綜合性能檢測(cè)站來進(jìn)行不解體減壓和測(cè)試。則其應(yīng)用的主要內(nèi)容有:

3.1安全性

(1)制動(dòng)力檢測(cè)程序:采用汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，當(dāng)電腦確定汽車進(jìn)入制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)后，采集汽車左右車輪的最大制動(dòng)力，然后通過電腦將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，以判斷制動(dòng)是否合格。

(2)側(cè)滑:汽車以3 km/h～5 km/h的速度垂直側(cè)滑板駛向側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)，使前輪平穩(wěn)通過滑動(dòng)板;當(dāng)前輪完全通過滑動(dòng)板后，從指示裝置上觀察側(cè)滑方向并讀取、打印最大側(cè)滑量。

(3)轉(zhuǎn)向:做轉(zhuǎn)向試驗(yàn)，進(jìn)行轉(zhuǎn)向沉重的故障確診;檢查輪胎氣壓是否充足;檢查轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套、軸承和縱、橫拉桿各連接處的情況;檢查轉(zhuǎn)向器有無故障;檢查轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷;用四輪定位儀檢查前輪定位參數(shù);當(dāng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重的故障時(shí)，應(yīng)先檢查油泵傳動(dòng)皮帶的松緊度和供油量，必要時(shí)再拆檢或更換動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵等。

(4)前照燈:采用前照燈檢驗(yàn)儀對(duì)前右燈和前左燈進(jìn)行發(fā)光強(qiáng)度和光速照射方向的檢測(cè)，從前照燈檢測(cè)儀的顯示屏上分別測(cè)量左右遠(yuǎn)、近光束的水平和垂直照射方位的偏移值。

3.2可靠性

汽車的可靠性的檢測(cè)主要包括汽車的異響、磨損、變形、裂紋等檢測(cè)。

3.3動(dòng)力性

(1)檢測(cè)車速。將汽車開上車速表試驗(yàn)臺(tái)，待汽車的驅(qū)動(dòng)輪在滾筒上穩(wěn)定后，掛入最高檔，松開駐車制動(dòng)器，踩下加速踏板使驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)滾筒平穩(wěn)地加速運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)汽車車速表的指示值達(dá)到規(guī)定檢測(cè)車速(40 km/h)時(shí)，讀出試驗(yàn)臺(tái)速度指示儀表的指示值;或當(dāng)試驗(yàn)臺(tái)速度指示儀表的指示值達(dá)到檢測(cè)車速時(shí)，讀取車速表的指示值。

(2)檢測(cè)加速能力。

(3)檢測(cè)底盤輸出功率。

(4)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況變化的主要外觀癥狀有:動(dòng)力性下降，燃料與油消耗量增加，起動(dòng)困難，漏水、漏油、漏氣、漏電以及運(yùn)轉(zhuǎn)中有異常響聲等。

(5)檢測(cè)扭矩和供給系。

(6)檢測(cè)點(diǎn)火系狀況。點(diǎn)火系的主要故障有無火、缺火、亂火、火弱及點(diǎn)火正時(shí)失準(zhǔn)等，檢測(cè)時(shí)，主要是對(duì)點(diǎn)火系線路和點(diǎn)火控制器進(jìn)行檢測(cè)。

點(diǎn)火系線路檢測(cè):檢測(cè)時(shí)使用萬用表，采用逐點(diǎn)搭鐵檢測(cè)法可確診斷路部位，采用依次拆斷檢測(cè)法可確診短路搭鐵部位。檢測(cè)程序可從前向后，也可從后向前，或從中間向前、向后依次選擇各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。重點(diǎn)檢測(cè)低壓線路，包括點(diǎn)火控制器和霍爾信號(hào)發(fā)生器的檢測(cè);檢測(cè)高壓線路時(shí)，主要是用萬用表檢測(cè)高壓線的通斷、阻值以及其連接接頭情況。

點(diǎn)火控制器檢查:應(yīng)進(jìn)行點(diǎn)火控制器電源電壓檢查、通斷檢查、輸出電壓檢查和霍爾信號(hào)發(fā)生器檢查。

3.4經(jīng)濟(jì)性

主要指車輛的燃油消耗，常通過燃油消耗檢測(cè)儀測(cè)定燃油消耗量的容積或質(zhì)量來表示，以此來評(píng)價(jià)在用汽車狀況和維修質(zhì)量的綜合性參數(shù)。

3.5噪聲和廢氣排放狀況

(1)汽車噪聲的檢測(cè):采用聲級(jí)計(jì)進(jìn)行汽車噪聲檢測(cè)。

(2)檢測(cè)汽車廢氣。汽油車排氣污染物的測(cè)量，采用怠速法或雙怠速法，規(guī)定各排氣組分均應(yīng)采用不分光共外線吸收型(NDIR)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行;柴油車自由加速煙度的測(cè)量，采用濾紙煙度法，規(guī)定采用濾紙式煙度計(jì)進(jìn)行等。

4汽車檢測(cè)診斷技術(shù)的發(fā)展方向

4.1汽車檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)規(guī)范化

隨著汽車業(yè)和交通業(yè)的不斷發(fā)展，汽車檢測(cè)診斷技術(shù)的不斷完善，將來應(yīng)重點(diǎn)開展汽車檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)規(guī)范化，進(jìn)一步完善與硬件相配套的檢測(cè)技術(shù)軟件，如制定和完善汽車檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)方法和限值標(biāo)準(zhǔn);制定營(yíng)運(yùn)汽車技術(shù)狀況檢測(cè)評(píng)定細(xì)則，統(tǒng)一規(guī)范全國(guó)各地的檢測(cè)要求和操作技術(shù);制定用于綜合性能檢測(cè)站的大型檢測(cè)設(shè)備的形式認(rèn)證規(guī)則，以保證綜合性能檢測(cè)站履行其職責(zé)。

4.2加快高新技術(shù)在汽車檢測(cè)診斷上的應(yīng)用步伐

4.2.1光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的運(yùn)用

目前國(guó)外的汽車檢測(cè)設(shè)備已大量應(yīng)用光、機(jī)、電一體化技術(shù)，并采用計(jì)算機(jī)測(cè)控，能對(duì)汽車技術(shù)狀況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)，并能診斷出汽車故障發(fā)生的部位和原因，引導(dǎo)維修人員迅速排除故障。因此，我國(guó)應(yīng)盡快將光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)運(yùn)用于汽車檢測(cè)診斷技術(shù)上，如將光電技術(shù)運(yùn)用于前照燈的檢測(cè)上，以提高光軸定位，光度測(cè)試的精度。

4.2.2汽車檢測(cè)設(shè)備智能化

國(guó)外的有些汽車檢測(cè)設(shè)備具有專家系統(tǒng)和智能化功能，而目前我國(guó)的汽車檢測(cè)設(shè)備在采用專家系統(tǒng)和智能化診斷方面與國(guó)外相比還存在較大差距，如四輪定位檢測(cè)系統(tǒng)，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀等，還主要依靠進(jìn)口。因此，今后我們要在汽車檢測(cè)設(shè)備智能化方面加快發(fā)展速度。

4.2.3顯示技術(shù)、高精度傳感器的應(yīng)用

在汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)上，已完全淘汰了測(cè)力彈簧，而代之高精度的應(yīng)變計(jì)(壓力傳感器)，具有很高的現(xiàn)行精度。而這種高精度傳感器，由于其通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、清晰化程度大大提高，已成為檢測(cè)設(shè)備顯示方式今后的發(fā)展方向。隨著顯示技術(shù)的進(jìn)一步計(jì)算機(jī)化，通過圖形、數(shù)據(jù)來動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量值的方式，將使得人們更為直觀、清晰的理解檢測(cè)數(shù)據(jù)。

4.2.4向綜合化方向發(fā)展

為了節(jié)省汽車檢測(cè)的費(fèi)用、場(chǎng)地、人員和提高汽車的檢測(cè)效率，當(dāng)前汽車檢測(cè)設(shè)備的功能正從單機(jī)單功能向單機(jī)多功能的綜合測(cè)試臺(tái)方向發(fā)展。

4.3監(jiān)控和汽車技術(shù)狀況的預(yù)測(cè)

現(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)在汽車技術(shù)狀況監(jiān)控和預(yù)測(cè)方面進(jìn)行研究，如預(yù)測(cè)汽車制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄的配合、汽缸活塞、活塞環(huán)的配合狀態(tài)方面，不久將會(huì)有新的進(jìn)展和突破，并將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到系統(tǒng)狀態(tài)和元件狀態(tài)的預(yù)測(cè)。因此，當(dāng)前我國(guó)也應(yīng)向監(jiān)控和汽車技術(shù)狀況的預(yù)測(cè)方向發(fā)展，以提高汽車的綜合性能，延長(zhǎng)汽車的使用壽命。

4.4汽車檢測(cè)管理網(wǎng)絡(luò)化

目前我國(guó)的汽車綜合性能檢測(cè)站已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)檢測(cè)，但由于各個(gè)站的計(jì)算機(jī)測(cè)控方式千差萬別，尤其是數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，不符合全國(guó)檢測(cè)行業(yè)大網(wǎng)絡(luò)的要求。因此，隨著現(xiàn)代技術(shù)和管理的進(jìn)步，汽車檢測(cè)要利用好信息高速的平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化(局域網(wǎng))，從而做到信息資源共享、硬件資源共享、軟件資源共享，提高檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)化管理效率。

參考文獻(xiàn)

1 陳良清.淺析汽車檢測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展方向[J].實(shí)用汽車技術(shù)，2008(1)

第4篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

小兒氣管、支氣管異物多發(fā)生于5歲以下兒童，是耳鼻喉科較為常見的疾病之一，占全部氣管異物患者的80%～90%[1]。如果治療不夠及時(shí)，嚴(yán)重者可引發(fā)死亡。因此，小兒氣管、支氣管異物的檢出率和正確率是降低意外事故發(fā)生率的關(guān)鍵所在。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的技術(shù)日益完善，放射影像技術(shù)在小兒氣管、支氣管異物診斷中得到了廣泛的應(yīng)用。我們對(duì)2014年1月-2016年1月我院收治的小兒氣管、支氣管異物患兒采用CT掃描和X線檢查法，現(xiàn)報(bào)道如下。

1.資料與方法

1.1 一般資料：對(duì)2014年1月-2016年1月我院收治的96例小兒氣管、支氣管異物患兒的臨床資料進(jìn)行分析，其中男56例，女40 例。年齡1歲-8歲，平均年齡（5.3±1.1）歲；發(fā)病距就診時(shí)間 1h-4d，平均距就診時(shí)間（1.5±0.5）d；患兒臨床表現(xiàn)為嗆咳、陣發(fā)性咳嗽、喘憋和呼吸困難等。將96例患者隨機(jī)分為兩組，每組各48例，即觀察組和對(duì)照組。兩組患兒在年齡、性別和癥狀等方面無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），具有可比性。所有患兒的診斷及治療方法均取得家長(zhǎng)知情同意。

1.2 檢查方法：所有患兒在檢查4h前禁食，觀察組患者采用常規(guī)CT掃描檢查，對(duì)照組患者采用手術(shù)前透視檢查和X線檢查法。檢查時(shí)注意安撫患兒情緒，所有患兒取仰臥位，對(duì)患兒肺部、氣管和支氣管位置等位置進(jìn)行檢查。比較兩患兒的檢出率及異物間接征象。所采集的圖像由3名副主任醫(yī)師共同分析，當(dāng)有2 名或 2 名以上的醫(yī)師診斷結(jié)果一致時(shí)，確定診斷結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 19.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。計(jì)數(shù)資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，量資料比較采用t 檢驗(yàn)， P

2.結(jié)果

2.1 兩組患兒異物檢出率比較：患兒異物大多為花生、瓜子、四季豆、雞肉和筆帽等。對(duì)照組患兒有40例檢出異物，檢出率為83.3%，直接提示異物和間接提示異物分別為18例和22例。觀察組檢出率為100%，直接提示異物和間接提示異物所占比例分別為95.8%和4.2%。觀察組患兒的異物檢出率顯著高于對(duì)照組（P

2.2 兩組患兒異物征象比較：我們對(duì)患兒縱隔位置改變、支氣管阻塞、肺氣腫、肺炎的異物征象進(jìn)行分析，觀察組的檢出率顯著高于對(duì)照組（P

3.討論

小兒氣管、支氣管是臨床中常見和多發(fā)的急癥之一，尤其是5歲以下兒童。主要是由于患者年紀(jì)較小，好奇心較重，自制能力差，容易將玩具和難以吞咽的食物放于口中，加之，小兒咀嚼功能、吞咽功能及喉防御反射功能不完善，一旦誤食，容易發(fā)生氣管、支氣管異物。可導(dǎo)致患兒呼吸不暢、咳嗽和嘔吐，甚至可引起的窒息死亡 [2]。因此，及時(shí)準(zhǔn)確的診斷顯得尤為重要。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)及影像學(xué)的發(fā)展，影像學(xué)檢查則能夠較為準(zhǔn)確的診斷患兒是否存在氣管、支氣管異物，并且能夠較為全面和真實(shí)地顯示患兒異物征象，對(duì)臨床治療方法的選擇具有指導(dǎo)作用[3-4]。目前，臨床醫(yī)師常結(jié)合患兒臨床癥狀和體征，及X線和CT檢查法等影像學(xué)檢查來進(jìn)行診斷。但是由于由于患兒哭鬧，呼吸氣相難于掌握，因而對(duì)于臨床診斷帶來一定的影響，如有患兒部分異物氣管、支氣管出現(xiàn)不完全阻塞時(shí)和肺氣腫程度較輕等，易導(dǎo)致漏診，并且不能直接顯示異物的存在及部位[5]。因此，為了盡量減少和避免這些因素的影響，在診斷前對(duì)患兒的情緒進(jìn)行安撫，并相對(duì)的訓(xùn)練呼吸。

我們將2014年1月-2016年1月我院收治的96例小兒氣管、支氣管異物患兒隨機(jī)觀察組和對(duì)照組，分別采用CT掃描和X線檢查法，比較兩種檢測(cè)方法的檢出率及異物間接征象。結(jié)果顯示，對(duì)照組和觀察組異物檢出率分別為83.3%和100%，觀察組患兒的異物檢出率顯著高于對(duì)照組（P

綜上所述，采用CT掃描法對(duì)小兒氣管、支氣管異物進(jìn)行檢查，具有準(zhǔn)確率高和異物間接征象顯示完全等特點(diǎn)，對(duì)于患兒治療方法的選擇具有重要的作用，值得臨床參考和使用。

參考文獻(xiàn)

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[3]孟憲安. 放射影像技術(shù)在小兒氣管、支氣管異物中的應(yīng)用[J]. 吉林醫(yī)學(xué)，2012，33（16）：3488-3489.

第5篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

（西安郵電大學(xué)電子工程學(xué)院，陜西西安710121）

摘要：針對(duì)顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出利用Proteus 軟件作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段，并以驅(qū)動(dòng)2個(gè)4位LED數(shù)碼管為例，具體闡明了Proteus 軟件和Keil軟件在顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)教學(xué)中的聯(lián)合運(yùn)用方法。實(shí)踐證明，Pro?teus軟件的使用能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生驅(qū)動(dòng)原理及應(yīng)用的理解，鍛煉學(xué)生進(jìn)行軟硬件綜合開發(fā)能力，加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，從而發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力。

關(guān)鍵詞 ：Proteus軟件；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；顯示器件驅(qū)動(dòng)；學(xué)習(xí)潛力

中圖分類號(hào)：TN41；TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004?373X（2015）14?0124?03

收稿日期：2015?01?08

基金項(xiàng)目：西安郵電大學(xué)青年教師科研基金資助項(xiàng)目（101?1215；101?0473）；西安郵電大學(xué)教改創(chuàng)新項(xiàng)目（JGB201314）

0 引言

顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)是西安郵電大學(xué)光電信息工程專業(yè)的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課，共48學(xué)時(shí)，其中16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)作用是使學(xué)生掌握各種顯示器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要內(nèi)容涉及單片機(jī)（51系列STC89RC52）與常見顯示器件接口電路的控制和應(yīng)用單片機(jī)C51語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)顯示。在以往的傳統(tǒng)教學(xué)中，采取的方法是“先講解驅(qū)動(dòng)原理，再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)”，但是實(shí)驗(yàn)效果并不好。原因是傳統(tǒng)教學(xué)中存在教、學(xué)、做受到條件的限制，學(xué)習(xí)效率不高等問題，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生的時(shí)間都用來調(diào)試程序代碼，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中引入高性能的軟件作為課程教學(xué)的輔助手段[1]，能夠有效解決傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的這些問題。

Proteus 軟件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電子信息類課程中[1?7]，也取得了良好的教學(xué)效果；所以在顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)這門課中，選擇了Proteus 仿真軟件作為教學(xué)的輔助工具，使得學(xué)生在課后可以按照自己的思路去設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，完成絕大多數(shù)軟、硬件實(shí)驗(yàn)，不受實(shí)驗(yàn)電路、開發(fā)板等硬件設(shè)備的限制。本文將以LED數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)為例，具體介紹Proteus 軟件在顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)課程中的應(yīng)用。實(shí)踐證明，Proteus 仿真軟件的應(yīng)用有助于學(xué)生對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的理解，解決了課外沒有硬件開發(fā)板的問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極和創(chuàng)造性。實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)度和教學(xué)效果也大幅度提高。

1 Proteus 軟件介紹

Proteus 軟件是英國(guó)Labcenter Electronics 公司出版的EDA 工具軟件，具有Proteus 原理圖繪圖、布圖、中之所以選中它，因?yàn)樗悄壳氨容^好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。與其他電子仿真軟件相比較，它除了能仿真單片機(jī)的工作情況，還能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其他電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。從某種意義上講，這種仿真彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾。

在教學(xué)中選擇Proteus 軟件，還有一個(gè)原因就是它能和Keil，Matlab 等軟件聯(lián)合使用，使得學(xué)生可以在設(shè)計(jì)中直接編輯修改源代碼，并實(shí)時(shí)觀察運(yùn)行效果。

2 教學(xué)案例介紹

本文通過“在2個(gè)4位共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示自己生日”這一具體實(shí)驗(yàn)要求，介紹Proteus軟件在教學(xué)中的應(yīng)用。

2.1 硬件電路構(gòu)建

首先，打開Proteus軟件的原理圖繪制ISIS軟件，繪制52單片機(jī)的最小系統(tǒng)及數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，如圖1所示。

在顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)這門課中引入Proteus 軟件，主要目的是促進(jìn)同學(xué)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的理解及方便驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)試，課程采用的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路是完全按照實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有開發(fā)板上的原理圖設(shè)計(jì)的，數(shù)碼管是2個(gè)4位共陽(yáng)極的數(shù)碼管。數(shù)碼管采用的是動(dòng)態(tài)掃描的方式，所有數(shù)碼管的A~G 和DP 端連接在一起構(gòu)成段選來確定顯示什么字形碼；每個(gè)數(shù)碼管的公共端，即圖中2個(gè)4位數(shù)碼管的1~4腳作為位選確定選擇那位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，共需要16個(gè)I/O管腳來控制。89C52單片機(jī)有4個(gè)并行I/O口P0~P3，其中段碼由P0 口的8 個(gè)引腳P0.0~P0.7 來控制；因?yàn)槭枪碴?yáng)極的數(shù)碼管，位選需要提供高電平，但是單片機(jī)的I/O口驅(qū)動(dòng)能力有限，提供給數(shù)碼管的電壓不一定能滿足點(diǎn)亮數(shù)碼管所需要的電壓電流，所以位選由P2口通過PNP型的三極管9012來控制，三極管在這里起到一個(gè)開關(guān)的作用；R1~R16是限流電阻。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

在程序設(shè)計(jì)時(shí)，如果要讓某個(gè)數(shù)碼管亮，就必須給該數(shù)碼管送入選通信號(hào)，然后給某個(gè)字母所對(duì)應(yīng)的筆段送入低電平時(shí)，該筆段就會(huì)被點(diǎn)亮，顯示出效果。簡(jiǎn)單地說就是“ 開位選，送段選”。根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體要求，在Keil C編譯軟件下編寫的C51程序具體如下：

#include <reg52.h>

unsigned int i=0；

unsigned char code table1[]={0x7f，0xbf，0xdf，0xef，0xf7，0xfb，

0xfd，0xfe}；

unsigned char code table2[] ={0xf9，0x90，0x90，0x92，0xc0，

0x80，0xa4，0x82}；

void delay（unsigned int ）；

void main（void）

{

while（1）

{

for（i=0；i<8；i++）

{

P2=table1[i]； //開位選

P0=table2[i]； //送段碼

delay（40）；

}

}

}

void delay（unsigned int j） //delay

{

while（j??）；

}數(shù)

碼管在輪流顯示過程中，數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間由delay函數(shù)決定，要求比較短1~2 ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。

2.3 仿真調(diào)試

Proteus軟件仿真可以用2種方法，得到如圖2所示的仿真結(jié)果。

（1）加載hex 執(zhí)行文件：在Keil C 軟件中編譯生成*.hex 文件，在Proteus 軟件中雙擊單片機(jī)，在“ProgramFile”選項(xiàng)中加載相應(yīng)的hex文件，如圖3所示，然后啟動(dòng)仿真過程。如果顯示有問題，終止仿真過程，返回KeilC軟件里調(diào)整，重新生成hex文件，在Proteus軟件中重新仿真。這個(gè)方法因?yàn)楹推匠?shí)驗(yàn)中步驟相似（生成hex文件，下載到開發(fā)板觀察結(jié)果），被大多數(shù)同學(xué)所接受。

（2）用Proteus 和Keil C 聯(lián)合仿真：在Proteus 的官網(wǎng)下載聯(lián)調(diào)的安裝驅(qū)動(dòng)“VDMAGDI.EXE”，在Proteus的debug 菜單中選中use remote debug monitor；進(jìn)入Keil的project 菜單Option for Targe‘t Target1’，在Output 選項(xiàng)下的create hex file 選項(xiàng)前打鉤，在Debug 選項(xiàng)欄右上角Use 選項(xiàng)右邊的下拉框中，選中Proteus VSM Mon?itor ?51 Driver 。再進(jìn)入setting，如果是單機(jī)聯(lián)調(diào)，IP 為127.0.0.1，如圖4 所示；如不是單機(jī)則填另一臺(tái)機(jī)的IP地址，端口號(hào)均為8000。在Keil C中啟動(dòng)調(diào)試“DebugStart/StopDebugSession”，在Proteus中觀察直接結(jié)果。

3 結(jié)語(yǔ)

在顯示器件驅(qū)動(dòng)技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入Proteus仿真軟件，向?qū)W生展示了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試過程。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法彌補(bǔ)了學(xué)生在課前預(yù)習(xí)課后復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏開發(fā)板不足的問題，消除了課堂上開發(fā)板損壞等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)顯示器件驅(qū)動(dòng)原理的理解，利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用技巧，明顯地提高了教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：ANSYS Workbench；CFD；旋渦氣泵；CFX

中圖分類號(hào)：TH123.4；TP391.7

在旋渦氣泵的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是按照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)――加工樣機(jī)――實(shí)驗(yàn)――修正樣機(jī)的設(shè)計(jì)程序來進(jìn)行。這種方法造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、材料浪費(fèi)大、性能指標(biāo)低，限制了產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率，難以滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的需求。

Workbench是Ansys求解實(shí)際問題的新一代產(chǎn)品，它無縫集成了建模、網(wǎng)格劃分、前處理、求解以及后處理等模塊。這種環(huán)境為CFD系統(tǒng)和設(shè)計(jì)提供了全新的平臺(tái)，保證了最好的CAE結(jié)果。利用Workbench這一平臺(tái)，可以快速地進(jìn)行氣泵關(guān)鍵參數(shù)的仿真，為氣泵的設(shè)計(jì)提供了高效的運(yùn)作環(huán)境。

1 利用ANSYS CFX進(jìn)行氣泵的流場(chǎng)分析

1.1 利用Workbench的DesignModeler建立旋渦氣泵的流體模型

將在Solidworks中建立的氣泵模型導(dǎo)入DesignModeler，由于氣泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以不采用Fill的方式來建立流體域，而是通過Enclosure和Slice兩項(xiàng)操作形成所需的氣泵流體域。

1.2 利用Workbench的Meshing模塊劃分網(wǎng)格

在Meshing模塊中對(duì)建立的流體域進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分。Workbench的Meshing模塊具有強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分和先進(jìn)的網(wǎng)格編輯功能。由于旋渦氣泵的內(nèi)部流體域非常復(fù)雜，如果采用六面體網(wǎng)格劃分需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。盡管六面體網(wǎng)格具有網(wǎng)格生產(chǎn)速度快，質(zhì)量高的特點(diǎn)。在誤差允許的情況下，基于四面體網(wǎng)格的很強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)流體域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)劃網(wǎng)同樣也可以取得很好的結(jié)果。

網(wǎng)格劃分完畢之后，通過Mesh Metric的Skewness選項(xiàng)來判別網(wǎng)格質(zhì)量。對(duì)于較差的網(wǎng)格，可以通過合適的處理來提高網(wǎng)格質(zhì)量。

1.3 CFX-Pre前處理

由于只需要得到氣泵穩(wěn)定工作時(shí)的各種參數(shù)，因此選擇分析類別為Steady State。設(shè)置流體材質(zhì)為Air at 25℃，參考?jí)簭?qiáng)為1atm。考慮到浮力的影響可以忽略，所以浮力選項(xiàng)設(shè)為Non Buoyant。氣泵實(shí)際工作時(shí)空氣被葉片帶動(dòng)，形成氣流。在仿真時(shí)，對(duì)應(yīng)的流體域設(shè)定可以用Slice將生成的流體域分割成靜止域和旋轉(zhuǎn)域兩部分，并且在兩個(gè)域之間建立交界面。

所有這些預(yù)設(shè)的準(zhǔn)備工作完成以后，接下來施加邊界條件。所謂邊界條件，是指求解域的邊界上所求解的變量或其一階導(dǎo)數(shù)隨地點(diǎn)及時(shí)間變化的規(guī)律。流場(chǎng)的解法不同，對(duì)邊界條件和初始條件的處理方式也不一樣。對(duì)于氣泵的穩(wěn)態(tài)求解，邊界條件設(shè)置如下：（1）入口：邊界類型為Inlet，入口速度在5-50m/s范圍內(nèi)共取11個(gè)仿真點(diǎn)，方向垂直與所在面，溫度恒為300K，湍流強(qiáng)度設(shè)為中等；（2）出口：邊界類型為Opening，參考?jí)簭?qiáng)為0Pa；（3）交界面設(shè)置：交界面類型為Fluid Fluid，模式為General Connection，坐標(biāo)變換選Frozen Rotor；（4）其余為Wall。

1.4 CFX-Solver求解

求解模式設(shè)置為High Resolution，最大迭代步數(shù)300，時(shí)間尺度為Auto Timescale，收斂方案為RMS，最大殘差1e-4。

1.5 CFX-Post后處理

CFX提供了豐富的后處理選項(xiàng)，通過后處理可以直觀地顯示出流場(chǎng)的矢量圖、云圖、流線等，并且可以快速得到計(jì)算結(jié)果。圖1、圖2分別顯示的是氣泵腔內(nèi)流線與壓強(qiáng)云圖。

3 對(duì)仿真結(jié)果的分析

對(duì)11個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的仿真結(jié)果經(jīng)Excel處理之后，描繪出流速、壓強(qiáng)和有效功率三者間的關(guān)系（又稱氣泵的性能曲線）。從圖3可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的增加，流速也逐漸變大，而壓強(qiáng)則逐漸變小。這個(gè)趨勢(shì)與理論的預(yù)計(jì)是相符的。觀察功率曲線，可以很明顯的看到有效功率開始時(shí)逐漸增大，在增大到極大值后，又逐漸變小。說明氣泵的效率在某一轉(zhuǎn)速達(dá)到極大值。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用Ansys CFX和Workbench軟件，可以很容易地獲得氣泵的流場(chǎng)直觀圖和氣體的溫升情況，并且快速通過后處理的計(jì)算，繪制氣泵的性能曲線。通過Workbench平臺(tái)可以快速調(diào)整葉片數(shù)量、葉片形狀、流道形狀、進(jìn)口出口相對(duì)位置等，然后在轉(zhuǎn)速相同的情況下，對(duì)比性能曲線的變化，從中找到最佳的設(shè)計(jì)。這一方法擺脫了經(jīng)典氣泵設(shè)計(jì)的緩慢、成本高的局面，大大加快了氣泵產(chǎn)品的更新速度，縮短了研制周期，提高的設(shè)計(jì)效率，節(jié)約了試制樣機(jī)的成本。

參考文獻(xiàn)：

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[4]孫紀(jì)寧.ANSYS CFX對(duì)流傳熱數(shù)值模擬基礎(chǔ)應(yīng)用教程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：黃光彩（1979-），男，福建永定人，應(yīng)用物理教研室主任，講師，學(xué)士學(xué)位，主要從事大學(xué)物理的教學(xué)和研究工作。

第7篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：房顫射頻消融；瑞舒伐他??；復(fù)發(fā)率；hsCRP；IL-6

陣發(fā)性房顫的非藥物治療方案中最常見有效的方法是三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)下進(jìn)行環(huán)肺靜脈消融，但術(shù)后有可能復(fù)發(fā)。這可能與房顫術(shù)后炎性反應(yīng)以及心房基質(zhì)以及心房肌組織重構(gòu)有關(guān)，相關(guān)研究指出炎性產(chǎn)物如hsCRP及IL-6等在房顫術(shù)后會(huì)有相應(yīng)增高[1]。針對(duì)房顫基質(zhì)和房顫心房肌重構(gòu)以及導(dǎo)致房顫的炎癥反應(yīng)的治療又稱房顫的上游藥物治療，目前預(yù)防房顫心房基質(zhì)和心房肌的重構(gòu)以及炎性反應(yīng)的藥物有以下幾種：ACEI/ARB、醛固酮受體拮抗劑、他汀類、皮質(zhì)類固醇等。并且聯(lián)合用藥可能通過不同機(jī)制共同預(yù)防和治療房顫。本研究旨在觀察陣發(fā)性房顫環(huán)肺靜脈靜脈消融術(shù)后應(yīng)用瑞舒伐他汀觀察房顫的早期復(fù)發(fā)率，左房?jī)?nèi)徑、hsCRP以及IL-6的水平。

1 資料與方法

1.1一般資料 44研究對(duì)象為2011年6月～2013年6月我院心內(nèi)科的陣發(fā)性房顫射頻消融術(shù)后患者，血脂水平均在正常范圍。研究對(duì)象隨機(jī)分為對(duì)照組和他汀組，即對(duì)照組22例，男13例，女9例，他汀組22例，男12例，女10例。

1.2方法 所有患者均在Carto三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)下行環(huán)肺靜脈消融，消融終點(diǎn)為：利用環(huán)Lasso電極至肺靜脈口標(biāo)測(cè)經(jīng)驗(yàn)證達(dá)到雙向阻滯，若仍外房顫，給予同步電復(fù)律轉(zhuǎn)復(fù)心律。

1.3術(shù)后治療方法 入選的患者隨機(jī)分為對(duì)照組和他汀組，對(duì)照組（n=22），給予胺碘酮及華法林口服治療，甲狀腺功能異常者，改用心律平治療，術(shù)后常規(guī)服用華法林抗凝治療3個(gè)月，維持INR值至2～3。他汀組（ n=22），給予給予胺碘酮及華法林基礎(chǔ)上加用瑞舒伐他?。?0mg/晚）。

1.4觀察指標(biāo) 觀察3個(gè)月房顫復(fù)發(fā)率，房顫復(fù)發(fā)通過HOLER檢查了解房顫復(fù)況。使用ELISA檢測(cè)hs-CRP及IL-6在術(shù)前即刻，術(shù)后2d、1個(gè)月、3個(gè)月的水平，術(shù)前及術(shù)后3個(gè)月心臟彩超檢查左房?jī)?nèi)徑。

1.5隨訪內(nèi)容和觀察指標(biāo) 術(shù)后2d、1個(gè)月、3個(gè)月由固定醫(yī)師隨訪，采集數(shù)據(jù)，向患者宣教，有心悸癥狀立即門診或住院部就診，采集hs-CRP及IL-6數(shù)據(jù)及HOLTER、心臟彩超數(shù)據(jù)。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 計(jì)量資料結(jié)果用（x±s）表示，治療前后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用 χ2檢驗(yàn)，治療組和對(duì)照組的比較采用成組設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn)，P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組患者的基線情況及治療前血脂水平、左房?jī)?nèi)徑無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P0.05。

2.2兩組患者3個(gè)月房顫復(fù)況為他汀組復(fù)發(fā)人數(shù)3例，復(fù)發(fā)率為13.6%，對(duì)照組人數(shù)8例，復(fù)發(fā)率為36.4%，兩組復(fù)發(fā)率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，他汀組復(fù)發(fā)率不低于對(duì)照組。房速及房撲的復(fù)發(fā)率仍無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P=0.135。他汀組中有1例發(fā)生肝功能異常，轉(zhuǎn)氨酶升高至3倍以上，停藥后肝功能恢復(fù)。見表1。

2.3兩組患者治療前后血清炎癥因子水平的變化 術(shù)前患者IL-6及hs-CRP水平兩組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，術(shù)后2d兩組炎性因子達(dá)到最高水平，術(shù)后1個(gè)月開始下降，術(shù)后3個(gè)月時(shí)降至術(shù)前水平。他汀組于對(duì)照組相比較，術(shù)后炎性因子水平有顯著性降低（P

2.4 3個(gè)月后隨訪心臟彩超兩組左房?jī)?nèi)徑情況為他汀組術(shù)前和術(shù)后左房?jī)?nèi)徑無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，對(duì)照組術(shù)前及術(shù)后左房?jī)?nèi)徑無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。術(shù)前兩組左房?jī)?nèi)徑及術(shù)后兩組左房?jī)?nèi)徑無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見表2。

3 討論

環(huán)肺靜脈消融術(shù)是目前治療房顫的主要手段，射頻消融能量導(dǎo)致心房組織的炎癥反應(yīng)，在心房?jī)?nèi)廣泛消融可引起炎性因子如CRP及IL-6等的釋放[2]。Hs-CRP及IL-6參與全身及局部的炎癥反應(yīng)，并且在血漿中較為穩(wěn)定。

關(guān)于他汀類藥物抗房顫的研究及臨床實(shí)驗(yàn)較多，大多數(shù)研究表明他汀類藥物是通過多效性機(jī)制，發(fā)揮其抗炎及抗氧化[3]、改善血管內(nèi)皮細(xì)胞功能等的作用。射頻消融術(shù)是利用射頻能量的熱效應(yīng)導(dǎo)致病變心肌的壞死，有較多的研究顯示，射頻消融術(shù)后在凝固性壞死組織的周圍有大量的單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞滲出，呈急性炎癥反應(yīng)，從而引起hsCRP及IL-6等炎性因子升高。已有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證據(jù)顯示他汀對(duì)繼發(fā)性心房顫動(dòng)和特發(fā)性心房顫動(dòng)均有抑制作用。Siu等研究了他汀類藥物治療孤立性房顫復(fù)發(fā)的影響，經(jīng)過多因素COX回歸分析顯示，他汀治療組能明顯降低心房顫動(dòng)復(fù)律后的復(fù)發(fā)危險(xiǎn)[4]。也有相關(guān)研究證明他汀類藥物不能降低房顫射頻消融術(shù)后復(fù)發(fā)，Richter等對(duì)234例陣發(fā)性房顫和持續(xù)性房顫行環(huán)肺靜脈消融術(shù)的患者進(jìn)行回顧性研究。經(jīng)過COX回歸分析顯示他汀類藥物不能降低射頻消融術(shù)后房顫的復(fù)發(fā)率。

本實(shí)驗(yàn)研究顯示他汀類藥物不能降低陣發(fā)性房顫射頻消融術(shù)后早期房顫復(fù)發(fā)率，但是他汀類藥物有降低房顫復(fù)發(fā)率的趨勢(shì)（P=0.067），但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與觀察患者的例數(shù)有關(guān)。但是他汀類藥物有明確的抗炎作用，盡管有越來越多的證據(jù)支持抗炎藥物有預(yù)防房顫的作用。但是仍有有較多前瞻及回顧性研究表明他汀藥物沒有預(yù)防房顫的作用。

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第8篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞： 仿真技術(shù) 廣場(chǎng)施工

仿真技術(shù)是以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合技術(shù)。簡(jiǎn)單的說，仿真技術(shù)是對(duì)系統(tǒng)模型的一種試驗(yàn)技術(shù)。

建筑工程施工是一項(xiàng)將設(shè)計(jì)圖建成實(shí)物的復(fù)雜工作。其施工方法和組織程序都存在多樣性、多變性。至今，對(duì)施工方法和施工組織的優(yōu)化主要建立在施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。依靠施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)施工進(jìn)行控制和優(yōu)化，具有一定的局限性。特別是在全新結(jié)構(gòu)或復(fù)雜條件下的施工，依靠經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程施工的可行性、控制優(yōu)化、事故預(yù)測(cè)和生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化等各方面的分析和預(yù)測(cè)，可能會(huì)由于思維慣性而忽略重要結(jié)果或由于力不從心只能分析局部和少量結(jié)果，更無法開展定量分析。而依靠仿真技術(shù)這一高效節(jié)省的試驗(yàn)方法，能夠跟蹤施工過程的各環(huán)節(jié)。對(duì)施工生產(chǎn)全過程進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證優(yōu)化施工技術(shù)和施工組織。鑒于仿真技術(shù)的顯著優(yōu)越性，中建三局和華中科技大學(xué)合作，以上海正大商業(yè)廣場(chǎng)項(xiàng)目為背景，對(duì)仿真技術(shù)應(yīng)用于建筑工程施工進(jìn)行了嘗試。

1.

工程概況

正大廣場(chǎng)位于上海浦東陸家嘴東方明珠電視塔下。平面基本呈矩形，地下3層，地上10層，長(zhǎng)約260m，寬約100m，總高度50m，總建筑面積達(dá)24.3萬平方，是集商業(yè)、餐飲、娛樂為一體的綜合性建筑。

本建筑由于建筑規(guī)模、設(shè)計(jì)造型要求，采用了大量鋼結(jié)構(gòu)，構(gòu)件數(shù)量規(guī)格繁多，各種不同類型的構(gòu)件約3000 余件、共5600T，而結(jié)構(gòu)吊裝工期僅85天，且鋼結(jié)構(gòu)主要集中在8層以上，重、大型構(gòu)件又集中在建筑物腹地。單件超大超長(zhǎng)，安裝高度各異，大多數(shù)構(gòu)件只能用桅桿式起重機(jī)安裝，吊裝有較大難度。吊裝過程中任何失誤都可能造成難以估量的損失，其施工組織和施工技術(shù)亟需應(yīng)用全新的技術(shù)手段進(jìn)行驗(yàn)證。

2.

仿真系統(tǒng)的主要內(nèi)容

“上海正大商業(yè)廣場(chǎng)施工虛擬仿真系統(tǒng)”以滿足生產(chǎn)需求為目標(biāo)，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)施工過程進(jìn)行模擬，主要包括三大部分內(nèi)容。

2.1

第一部分：外景仿真

在建筑物建成前，虛擬顯現(xiàn)建筑物建成后周圍的環(huán)境。

將正大廣場(chǎng)按現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)敿?xì)建模渲染，并將附近建筑、場(chǎng)景、道路、黃浦江等建模渲染，使觀察者如身臨其境。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了觀察者不同的觀察角度和漫游方式，使觀察者能自由地在場(chǎng)景中漫游；在場(chǎng)景中加入海洋效果、聲音仿真等特效，使場(chǎng)景更顯真實(shí)并具有動(dòng)感，沉浸感更強(qiáng)。在漫游中實(shí)現(xiàn)了碰撞檢測(cè)功能，使漫游場(chǎng)景中的各種實(shí)體能真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)生活中的各種狀況。例如，運(yùn)動(dòng)物體遇到障礙物會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，在高低不平的道路上，能夠隨地形起伏運(yùn)動(dòng)等。

2.2

第二部分：吊裝仿真

這是系統(tǒng)的核心部分。于鋼結(jié)構(gòu)施工前在計(jì)算機(jī)上完成各種構(gòu)件配裝、吊裝的多種試驗(yàn)和優(yōu)化工作。同時(shí)利用多點(diǎn)決策理論，采用兩榀屋架同時(shí)裝配方案，使裝配-吊裝過程連續(xù)進(jìn)行。

正大商業(yè)廣場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量多、規(guī)格雜、分布散。施工方案選用6 臺(tái)塔吊和5部桅桿式起重機(jī)進(jìn)行吊裝。課題組成員能按每個(gè)構(gòu)件的具體吊裝方法及整個(gè)吊裝過程的先后順序，對(duì)每個(gè)吊裝過程進(jìn)行吊裝虛擬。吊裝過程采用GSL編程實(shí)現(xiàn)。針對(duì)不同的吊裝過程采用了不同的計(jì)算方法。對(duì)塔吊雙機(jī)抬吊采用了反運(yùn)動(dòng)學(xué)算法。通過正在吊裝的鋼結(jié)構(gòu)主梁的空間位置，算出吊裝的轉(zhuǎn)角和小車的運(yùn)動(dòng)行程。塔吊及桅桿式起重機(jī)單機(jī)起吊吊裝動(dòng)作則首先通過手動(dòng)操縱塔吊或桅桿起重機(jī)運(yùn)動(dòng)，在不斷試驗(yàn)中尋找將構(gòu)件吊裝到位并能避開障礙的最佳運(yùn)動(dòng)軌跡，并記錄此軌跡上的每一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，以及在此點(diǎn)上的塔吊和起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。然后用GSL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)吊裝動(dòng)作。

在吊裝試驗(yàn)過程中，為解決依靠視覺判斷是否存在構(gòu)件干涉，無法克服三維模型顯示在二維屏幕上存在的視覺誤差問題，系統(tǒng)中加入了構(gòu)件的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)功能。當(dāng)構(gòu)件之間出現(xiàn)碰撞干涉時(shí)，相應(yīng)的構(gòu)件顏色將產(chǎn)生變化以提醒用戶。

2.3

第三部分：應(yīng)力和變形分析

包括兩部分內(nèi)容。

（1）桅桿起重機(jī)主副臂、基座、纜鳳繩和吊裝屋架的應(yīng)力分析

通過設(shè)計(jì)分析軟件，成功地對(duì)桅桿起重機(jī)吊裝的動(dòng)態(tài)過程中各種條件下主臂、副臂、格構(gòu)柱、纜鳳繩和混凝土基座的受力狀況的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)吊裝屋架的應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比分析。

（2）對(duì)典型厚板的焊接過程分析

選擇典型的箱形截面焊接過程進(jìn)行三維有限元數(shù)值模擬。截面有限元數(shù)的網(wǎng)格劃分了八節(jié)點(diǎn)塊體單元，同時(shí)考慮了溫度使彈性模量發(fā)生的變化及鋼材從彈性體塑性體 彈性體的變化過程，力學(xué)模型采用了非線性的熱彈塑性模型。經(jīng)過連續(xù)計(jì)算，獲得了箱形截面的一次焊接和多層焊接的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)的變化規(guī)律。

3、主要應(yīng)用成效

正大商業(yè)廣場(chǎng)的施工虛擬仿真系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首次嘗試仿真技術(shù)應(yīng)用于建筑工程，它對(duì)施工全過程進(jìn)行模擬，在施工前了解各種構(gòu)件在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置及相互關(guān)系，試驗(yàn)多種施工方法，計(jì)算相應(yīng)工況應(yīng)力，對(duì)吊裝方法、順序和吊裝線路進(jìn)行優(yōu)化。通過正大商業(yè)廣場(chǎng)的施工實(shí)踐，取得了良好的應(yīng)用成效，主要體現(xiàn)如下。

（1） 通過試驗(yàn)多種施工方案，可以在施工前發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化方案，有助于縮短工期，保障施工安全和工程質(zhì)量。通過實(shí)施施工虛擬仿真系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了原有施工方案中存在的若干不合理設(shè)想和安全隱患，并提供了可靠的解決施工方案。對(duì)原方案中桅桿起重機(jī)的纜鳳繩布置進(jìn)行了優(yōu)化，減少了吊裝過程中安、拆纜鳳繩的次數(shù)。

（2）實(shí)現(xiàn)了施工過程的實(shí)時(shí)視覺仿真，有利于進(jìn)行施工前的操作和安全交底。

（3）利用多點(diǎn)決策優(yōu)化理論優(yōu)化裝配吊裝方案，提高施工工效。

（4）開發(fā)桅桿起重機(jī)內(nèi)力分析程序，提供了起重機(jī)的安全運(yùn)行控制要求，保障桅桿起重機(jī)的安全運(yùn)行及屋架的安全吊裝。

（5）采用三維有限元法，獲得了數(shù)值模擬箱形截面焊接過程的溫度、應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)等數(shù)據(jù)和結(jié)論，可有效的指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)焊接變形進(jìn)行控制。

（6）對(duì)建筑物外觀效果的仿真，有助于提高建筑造型的合理性和設(shè)計(jì)進(jìn)程，為施工提供直觀指導(dǎo)。

4、展望

上海正大商業(yè)廣場(chǎng)施工虛擬仿真系統(tǒng)的建成，標(biāo)志著我國(guó)建筑行業(yè)跨入了應(yīng)用現(xiàn)代虛擬技術(shù)的新階段。同時(shí)也為建筑業(yè)和項(xiàng)目管理者在評(píng)估和管理項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)方面提供了一個(gè)極有價(jià)值的新工具。但由于該系統(tǒng)是仿真技術(shù)首次在建筑施工中應(yīng)用，在以下方面還需要進(jìn)一步完善：

（1）系統(tǒng)的通用性，普及性較差，目前只對(duì)單個(gè)工程有效，還不具備在建筑業(yè)廣泛推廣應(yīng)用的條件；

（2）將建筑業(yè)的二維設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為仿真系統(tǒng)所需要的三維模型用時(shí)較長(zhǎng)，使系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可推廣性降低；

（3）外觀和吊裝仿真使用的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與內(nèi)力計(jì)算使用的數(shù)值模擬技術(shù)還不能形成一個(gè)完整的體系，增加了數(shù)據(jù)的重復(fù)處理，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠度；

第9篇：仿真技術(shù)及其應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:虛擬人 行走模型 運(yùn)動(dòng)控制

中圖分類號(hào):TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(b)-0019-01

虛擬人是人在計(jì)算機(jī)上生成空間中幾何特性與行為特性的逼真表示。在虛擬環(huán)境中,我們利用虛擬人來模仿真人的各種行為,尤其是人類最普遍的正常行走運(yùn)動(dòng),而且能模擬軍事的運(yùn)用訓(xùn)練和醫(yī)學(xué)的仿真實(shí)驗(yàn)中,還能設(shè)計(jì)產(chǎn)品增加產(chǎn)品的真實(shí)性。

1 虛擬人行走模型

1.1 虛擬人行走模型的建立

虛擬人是由計(jì)算機(jī)合成的真實(shí)的人,人體是個(gè)復(fù)雜的機(jī)構(gòu),如果要建模生成一個(gè)三維立體的人體模型就要對(duì)真人身體的頭、四肢、軀干、皮膚肌肉等部位進(jìn)行嚴(yán)格的分析,還包括人體上百個(gè)關(guān)節(jié)和細(xì)密器官的分析,建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)模型,人體中肢體與肢體之間是相關(guān)聯(lián)系的,可以將人體的關(guān)節(jié)看成幾個(gè)點(diǎn),各個(gè)骨骼之間形成一條一條的鏈條,根據(jù)關(guān)節(jié)之間不同的旋轉(zhuǎn)和身體部位安置的角度讓身體的各個(gè)部分相互融洽連接。

1.2 虛擬人行走過程

人體行走的過程看似簡(jiǎn)單但是相對(duì)與虛擬過程就比較復(fù)雜,人在行走時(shí)每條腿會(huì)經(jīng)歷承受期和擺動(dòng)期,腿的承受期主要分為腳后跟著地到腳尖接觸到地面,行走周期是相對(duì)循環(huán)的,很多步子聚集到一起構(gòu)成人體進(jìn)行路線行走的平移,還要對(duì)支撐腳與地面之間進(jìn)行準(zhǔn)確的碰撞測(cè)試,由于兩條腿的來回?cái)[動(dòng),以兩步為周期平移一步,以此循環(huán)也就形成了兩條腿的擺動(dòng)過程,進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)了在水平地面上的連續(xù)行走。

2 虛擬人的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

2.1 運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵幀方法

關(guān)鍵幀技術(shù)來源與動(dòng)畫片的制作方法,最初關(guān)鍵幀技術(shù)只是通過編入幀與幀之間的卡通的形狀,在動(dòng)畫片中,所有的影像畫面都通過設(shè)計(jì)關(guān)鍵幀中位置角度的一些參數(shù)問題來設(shè)計(jì),關(guān)鍵幀技術(shù)根據(jù)人體的運(yùn)動(dòng)和活動(dòng)狀態(tài)將人體的動(dòng)作分解成一系列的動(dòng)作,每個(gè)動(dòng)作對(duì)應(yīng)相應(yīng)的幀,但是電腦技術(shù)有時(shí)不會(huì)考慮人體的物理等一些特殊特性,所以會(huì)存在不恰當(dāng)?shù)牟迦雽?dǎo)致虛擬人的不合理的動(dòng)作,所以通常采用雙值插入的方法來有效解決關(guān)鍵幀出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡錯(cuò)誤的現(xiàn)象,通過設(shè)定動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)速度的插值參數(shù),讓速度來控制動(dòng)作形成流暢的軌跡。

2.2 運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟,運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。運(yùn)動(dòng)捕捉方法是指通過記錄三維空間中的人體運(yùn)動(dòng)軌跡,并將運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)合成編輯以此合成虛擬人運(yùn)動(dòng)的過程。用于動(dòng)畫設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)通過一種光學(xué)設(shè)置將演員的表演姿勢(shì)頭部運(yùn)動(dòng)以及表情投射在計(jì)算機(jī)上,通過調(diào)整數(shù)據(jù)再加入真實(shí)的情感來完成制作。運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于能有效的捕捉真人的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸能將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)從捕捉設(shè)備準(zhǔn)確迅速地傳送到主機(jī)系統(tǒng)再生成很多高難度的動(dòng)作,因而虛擬人的運(yùn)動(dòng)能和真人運(yùn)動(dòng)十分相似,模仿度逼真度超高。但運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)同樣存在設(shè)備昂貴虛擬人本身的條件制約等一些缺陷,動(dòng)力學(xué)控制虛擬人的運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)了人體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)性,但運(yùn)動(dòng)性太強(qiáng)。還可能因?yàn)槿唠s的或者錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)和設(shè)備本身的干擾造成虛擬人身上跟蹤器的移位反而導(dǎo)致畫面運(yùn)動(dòng)的失真。但是運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)仍然因能自動(dòng)捕捉到人體運(yùn)動(dòng)的各個(gè)細(xì)節(jié)廣泛運(yùn)用在各領(lǐng)域。

2.3 物理的仿真技術(shù)

物理的仿真技術(shù)利用生物學(xué)動(dòng)力學(xué)等物理定律完成運(yùn)動(dòng),從而彌補(bǔ)了關(guān)鍵幀技術(shù)的不足之處,一般有半物理仿真技術(shù)和全物理仿真技術(shù),半物理仿真技術(shù)的逼真度較高,主要重視人機(jī)之間的關(guān)系,全物理仿真采用物理模型的仿真,主要通過對(duì)實(shí)物的模擬完成仿真。我們通常應(yīng)用人體關(guān)節(jié)的基本動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,通過分析物理規(guī)律計(jì)算運(yùn)動(dòng)的過程,來完成動(dòng)態(tài)的仿真,使得創(chuàng)作出的虛擬人的運(yùn)動(dòng)更加逼真。物理的仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要是能結(jié)合動(dòng)力學(xué)相關(guān)物理定律實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵幀技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的理想運(yùn)動(dòng)控制。優(yōu)越于其它運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在:首先,利用基于物理的仿真技術(shù)可以生成用關(guān)鍵幀技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的完全符合物理特性的理想的運(yùn)動(dòng),人機(jī)之間的更多的交流使得捕捉到的技術(shù)更加精確。

3 虛擬運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步發(fā)展

3.1 虛擬人運(yùn)動(dòng)控制的研究現(xiàn)狀

近幾年,國(guó)內(nèi)外研究虛擬人運(yùn)動(dòng)控制的團(tuán)體日漸壯大,國(guó)外相關(guān)團(tuán)隊(duì)對(duì)虛擬人的運(yùn)動(dòng)行走運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和捕捉進(jìn)行了透徹研究,還有團(tuán)隊(duì)研究虛擬人面部的表情頭發(fā)衣服進(jìn)行了動(dòng)畫研究,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)的仿真。國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)致力研究虛擬人運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)控制,通過對(duì)虛擬人身體部位的相關(guān)約束實(shí)現(xiàn)了虛擬人步行跑步等運(yùn)動(dòng)方式的拓展。

3.2 虛擬人的廣泛應(yīng)用

虛擬人廣泛應(yīng)用在國(guó)防航天和醫(yī)學(xué)等人類活動(dòng)領(lǐng)域,應(yīng)用虛擬人可以制作出符合中國(guó)人航天服的數(shù)據(jù),在汽車防撞的實(shí)驗(yàn)中也可以運(yùn)用虛擬人檢測(cè)防撞強(qiáng)度質(zhì)量,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,虛擬人可以有效的幫助醫(yī)生觀察人體組織,提高醫(yī)學(xué)效率。例如美國(guó)公司開發(fā)了Jack的虛擬人行走,能實(shí)現(xiàn)人體模型的建立和行走的仿真控制,通過關(guān)鍵幀動(dòng)畫方法,用戶可以自己實(shí)現(xiàn)虛擬人姿態(tài)的調(diào)節(jié),拓展了虛擬人行走的仿真功能。Jack虛擬人除了能直立行走還能跑跳彎腰低頭行走,還能進(jìn)行攀登跳躍等高難度的動(dòng)作。本文對(duì)目前虛擬人幾何模型建市的幾種常用方法進(jìn)行了闡述,并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析,同時(shí)對(duì)走步、跑步等幾種典型的運(yùn)動(dòng)的控制方法進(jìn)行了概述和對(duì)比研究?？偠灾?隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,虛擬人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)逐漸成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵,已經(jīng)日益廣泛的滲透到人們的日常生活中,因而受到人們的關(guān)注和重視。我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)對(duì)虛擬人行走建模進(jìn)行深究,通過多種技術(shù)的相融合解決運(yùn)動(dòng)控制的各方面問題滿足虛擬技術(shù)的需要和快速發(fā)展。

4 我們的工作

通過對(duì)虛擬人行走建模及運(yùn)動(dòng)控制的研究,我們建立了自主虛擬人智能行為的通用框架,包括兩個(gè)模塊,模塊一主要解決虛擬人骨架建模方法,虛擬人運(yùn)動(dòng)建模方法,骨骼蒙皮方法,模塊二重點(diǎn)解決了虛擬人運(yùn)動(dòng)控制問題,包括參數(shù)化關(guān)鍵幀方法,逆向動(dòng)力學(xué)ik求解,基于運(yùn)動(dòng)融合技術(shù)的運(yùn)動(dòng)切換。該框架實(shí)現(xiàn)了一種生成真實(shí)感智能行為反應(yīng)動(dòng)畫的方法,具有較好的真實(shí)感。在實(shí)時(shí)虛擬環(huán)境中進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明作者提出的通用框架可有效進(jìn)行自主虛擬人建模,為實(shí)時(shí)交互虛擬環(huán)境創(chuàng)建具有高度自主性、環(huán)境感知能力智能行為決策與運(yùn)動(dòng)控制能力的真實(shí)感虛擬人。

參考文獻(xiàn)