仿真的简介分类介绍
- 格式:ppt
- 大小:625.00 KB
- 文档页数:7
何为仿真?1定义仿真技术是利用计算机并通过建立模型进行科学实验的一门多学科综合性技术。
它是它具有经济、可靠、实用、安全、可多次重用的优点。
仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。
人们利用这样的模型进行试验,从中得到所需的信息,然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。
仿真是一个相对概念,任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。
仿真是有层次的,既要针对所欲处理的客观系统的问题,又要针对提出处理者的需求层次,否则很难评价一个仿真系统的优劣。
传统的仿真方法是一个迭代过程,即针对实际系统某一层次的特性(过程),抽象出一个模型,然后假设态势(输入),进行试验,由试验者判读输出结果和验证模型,根据判断的情况来修改模型和有关的参数。
如此迭代地进行,直到认为这个模型已满足试验者对客观系统的某一层次的仿真目的为止。
模型对系统某一层次特性的抽象描述包括:系统的组成;各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系;在某些输入条件下系统的输出响应等。
根据系统模型状态变量变化的特征,又可把系统模型分为:连续系统模型——状态变量是连续变化的;离散(事件)系统模型——状态变化在离散时间点(一般是不确定的)上发生变化;混合型——上述两种的混合。
2发展历程仿真是一种特别有效的研究手段。
20世纪初仿真技术已得到应用。
例如在实验室中建立水利模型,进行水利学方面的研究。
40~50年代航空、航天和原子能技术的发展推动了仿真技术的进步。
60年代计算机技术的突飞猛进,为仿真技术提供了先进的工具,加速了仿真技术的发展。
利用计算机实现对于系统的仿真研究不仅方便、灵活,而且也是经济的。
因此计算机仿真在仿真技术中占有重要地位。
50年代初,连续系统的仿真研究绝大多数是在模拟计算机上进行的。
50年代中期,人们开始利用数字计算机实现数字仿真。
计算机仿真技术遂向模拟计算机仿真和数字计算机仿真两个方向发展。
在模拟计算机仿真中增加逻辑控制和模拟存储功能之后,又出现了混合模拟计算机仿真,以及把混合模拟计算机和数字计算机联合在一起的混合计算机仿真。
有限元仿真技术简介(文章标题)有限元仿真技术简介1. 引言有限元仿真技术是一种广泛应用于工程和科学领域的数值计算方法,它可以在计算机上对复杂的物理系统进行建模和分析。
本文将简要介绍有限元仿真技术的原理、应用领域以及其优点和局限性。
2. 有限元分析的原理有限元分析的核心思想是将复杂的连续体划分为有限数量的小元素,然后根据元素的性质和相互之间的连接关系,利用数学方法近似解决变分原理。
通过在每个元素上选择合适的数学模型和适当的边界条件,可以得到物理系统的数值解。
3. 有限元仿真的应用领域有限元仿真技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:3.1 机械工程在机械工程领域,有限元仿真可以用于材料力学、刚体力学和流体力学问题的分析。
在设计汽车零件时,可以使用有限元分析来预测材料的应力分布和变形情况,以确保设计的可靠性和安全性。
3.2 建筑工程在建筑工程领域,有限元仿真可以应用于结构分析、热传导和空气流动等问题。
通过对建筑结构进行有限元分析,可以评估结构的稳定性和强度,优化设计并提高建筑的效能和安全性。
3.3 航空航天工程在航空航天工程领域,有限元仿真可以用于飞机、火箭和卫星等复杂系统的设计和分析。
通过模拟力学和热力学行为,可以评估结构的性能和可靠性,并优化设计以提升工程效率。
4. 有限元仿真的优点有限元仿真技术具有许多优点,使其成为工程和科学领域中不可或缺的工具。
4.1 准确性有限元仿真可以提供高度准确的结果。
通过使用复杂的数学模型和离散化技术,可以更好地近似真实物理系统的行为,并生成准确的数值解。
4.2 灵活性有限元仿真方法非常灵活。
它可以适应各种不同的物理条件和边界条件,并支持对模型进行参数化研究和优化设计。
4.3 节省成本和时间相对于传统的试验方法,有限元仿真技术可以大大减少成本和时间。
通过在计算机上进行仿真,可以避免昂贵的实验设备和长时间的试验过程。
5. 有限元仿真的局限性然而,有限元仿真技术也有一些局限性需要注意。
(一)计算机仿真行业简介计算机仿真行业,属于电子信息产业中的新兴行业。
1、计算机仿真技术简介计算机仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。
计算机仿真技术具有经济、安全、可重复和不受气候、场地、时间限制的优势,被称为除理论推导和科学试验之外的人类认识自然和改造自然的第三种手段。
美国政府在1992 年提出的22 项国家关键技术中将计算机仿真技术列为第16项,21 项国防关键技术中将计算机仿真技术列为第6 项。
2007 年美国众议院通过的决议案(H.RES.487 )明确计算机仿真技术是一项国家关键技术,指出其对提升美国竞争力具有非常重要的推动作用。
在我国,计算机仿真技术在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(国务院2006 年2 月9 日发布)和《我国信息产业拥有自主知识产权的关键技术和重要产品目录》(信息产业部、科学技术部、国家发展改革委〔2006 年12 月25日发布〕)中均被列为关键技术。
《2008年中国的国防》白皮书提出"建成数字仿真、半实物仿真和一批重要的高水平试验验证设施,提高设计水平和研制成功率";我国的陆军、海军、空军和第二炮兵等已明确将计算机仿真技术作为我军完善武器装备科研生产体系和推进军事训练转变的重要手段。
2、计算机仿真技术的应用领域计算机仿真技术广泛应用于国防、工业及其他人类生产生活的各个方面,如:航空、航天、兵器、国防电子、船舶、电力、石化等行业,特别是应用于现代高科技装备的论证、研制、生产、使用和维护过程。
(1)国防领域计算机仿真技术的应用贯穿于武器装备设计论证、研制、生产和使用维护的全过程。
在设计论证阶段,需要在实物实现之前通过仿真模拟进行预先验证,降低项目风险;在研制阶段,要通过仿真模拟试验进行调试、测试,避免弯路,缩短研制周期,降低研制成本;在生产阶段,要通过仿真模拟测试完成部件测试、工位测试和出厂测试,以保障参与组装的设备或部件达标,生产出合格装备;在使用维护阶段,需要通过仿真模拟训练,建立保障预案、进行使用效能评估等。
仿真设计:模态仿真1. 简介模态仿真是一种通过计算机模拟来预测和分析系统的振动特性的方法。
它可以帮助工程师在产品设计的早期阶段就评估和优化系统的振动性能,从而减少开发时间和成本。
本文将介绍模态仿真的基本概念、应用领域以及常用的仿真工具。
2. 模态分析模态分析是模态仿真的核心内容之一。
它通过计算结构或系统在不同频率下的固有振动模式(也称为固有频率)和对应的振型来描述系统的振动特性。
这些固有频率和振型可以提供关于系统强度、稳定性、耐久性等方面的重要信息。
在进行模态分析时,首先需要建立一个数学模型来描述系统或结构物。
这个数学模型通常基于有限元方法,将结构物离散成多个小单元,并通过连接这些单元来建立整个结构物的力学行为方程。
然后,利用求解这些方程得到结构物在不同频率下的响应。
3. 模态分析的应用领域3.1 结构工程模态分析在结构工程中具有广泛的应用。
它可以用于评估建筑物、桥梁、飞机、汽车等结构的振动特性,以及识别和解决潜在的振动问题。
例如,在设计高层建筑时,模态分析可以帮助工程师确定建筑物的固有频率,从而避免与周围环境或风荷载产生共振。
3.2 汽车工程在汽车工程中,模态分析可以用于评估车身和底盘等部件的振动特性,并优化其结构以提高乘坐舒适性和安全性。
通过模态分析,工程师可以确定引起噪声和震动的源头,并采取相应的措施来减少噪声和振动。
3.3 航空航天工程在航空航天工程中,模态分析被广泛应用于飞机、火箭等载具的设计和改进。
通过对飞行器进行模态分析,可以确定其固有频率以及与发动机震动、气流相互作用等相关的振动问题。
这些信息对于改善飞行器的性能和安全性至关重要。
4. 常用的仿真工具4.1 ANSYSANSYS是一款广泛使用的有限元分析软件,提供了强大的模态分析功能。
它可以对各种结构进行振动特性的分析,并提供丰富的后处理功能来可视化和解释仿真结果。
4.2 MSC NastranMSC Nastran是另一款常用的有限元分析软件,也具备强大的模态分析能力。
何为仿真?1定义仿真技术是利用计算机并通过建立模型进行科学实验的一门多学科综合性技术。
它是它具有经济、可靠、实用、安全、可多次重用的优点。
仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。
人们利用这样的模型进行试验,从中得到所需的信息,然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。
仿真是一个相对概念,任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。
仿真是有层次的,既要针对所欲处理的客观系统的问题,又要针对提出处理者的需求层次,否则很难评价一个仿真系统的优劣。
传统的仿真方法是一个迭代过程,即针对实际系统某一层次的特性(过程),抽象出一个模型,然后假设态势(输入),进行试验,由试验者判读输出结果和验证模型,根据判断的情况来修改模型和有关的参数。
如此迭代地进行,直到认为这个模型已满足试验者对客观系统的某一层次的仿真目的为止。
模型对系统某一层次特性的抽象描述包括:系统的组成;各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系;在某些输入条件下系统的输出响应等。
根据系统模型状态变量变化的特征,又可把系统模型分为:连续系统模型——状态变量是连续变化的;离散(事件)系统模型——状态变化在离散时间点(一般是不确定的)上发生变化;混合型——上述两种的混合。
2发展历程仿真是一种特别有效的研究手段。
20世纪初仿真技术已得到应用。
例如在实验室中建立水利模型,进行水利学方面的研究。
40~50年代航空、航天和原子能技术的发展推动了仿真技术的进步。
60年代计算机技术的突飞猛进,为仿真技术提供了先进的工具,加速了仿真技术的发展。
利用计算机实现对于系统的仿真研究不仅方便、灵活,而且也是经济的。
因此计算机仿真在仿真技术中占有重要地位。
50年代初,连续系统的仿真研究绝大多数是在模拟计算机上进行的。
50年代中期,人们开始利用数字计算机实现数字仿真。
计算机仿真技术遂向模拟计算机仿真和数字计算机仿真两个方向发展。
在模拟计算机仿真中增加逻辑控制和模拟存储功能之后,又出现了混合模拟计算机仿真,以及把混合模拟计算机和数字计算机联合在一起的混合计算机仿真。
仿真概念归纳总结简介仿真是一种通过模拟真实系统的运行,通过模型来预测系统的行为和性能的方法。
它广泛应用于各个领域,例如物理、工程、计算机科学等。
本文将对仿真的概念进行归纳总结,包括仿真的定义、分类、应用和优势等方面。
1. 仿真的定义仿真是通过创建一个模型来模拟现实系统的行为和性能。
这个模型可以是一个数学模型、物理模型或计算机模型。
仿真通过表达模型中的各个元素之间的关系和规则来模拟系统的运行。
与现实系统相比,仿真可以为我们提供更多的机会来观察、分析和预测系统的行为。
2. 仿真的分类根据仿真系统的类型和目标,仿真可以分为以下几类:2.1 连续仿真连续仿真是指模拟连续系统的行为和性能,其中系统的状态随时间的变化而连续变化。
连续仿真通常使用微分方程来描述系统的动态变化。
2.2 离散仿真离散仿真是指模拟离散系统的行为和性能,其中系统的状态在一系列离散的时间点上发生变化。
离散仿真通常使用差分方程或状态转移图来描述系统的行为。
2.3 混合仿真混合仿真是指同时模拟连续和离散系统的行为和性能。
混合仿真通常使用混合系统理论来描述系统的动态变化。
3. 仿真的应用仿真在各个领域都有广泛的应用,以下是一些常见的仿真应用示例:3.1 物理仿真物理仿真用于模拟物理系统的行为和性能。
例如,通过模拟重力、摩擦等物理规律,可以预测物体的运动轨迹和碰撞结果。
3.2 工程仿真工程仿真用于模拟工程系统的行为和性能。
例如,在设计一座桥梁时,可以使用仿真来测试桥梁的耐久性、承重能力等。
3.3 计算机仿真计算机仿真用于模拟计算机系统的行为和性能。
例如,在开发软件时,可以使用仿真来测试软件的性能、稳定性等。
3.4 生物仿真生物仿真用于模拟生物系统的行为和性能。
例如,通过模拟人体器官的功能和相互作用,可以预测药物的副作用和疾病的发展趋势。
4. 仿真的优势仿真作为一种研究和预测系统行为的方法,具有以下几个优势:4.1 降低成本和风险通过仿真,可以在现实系统投入大量时间和资源之前,预测系统的性能、问题和风险。
系统仿真技术简介系统仿真技术是一种以计算机技术为基础、通过模型建立、仿真运行和分析评价的手段,对实际系统进行测试、分析和优化的技术手段。
系统仿真技术在目前的科技发展中已经被广泛地运用于各个领域,如航空航天、军事、交通、水利、能源、医药、环境等领域。
本文将对系统仿真技术进行详细的介绍和探讨,包括其基本概念、应用领域、原理和运用方法等。
一、定义系统仿真技术是利用计算机构建和实验真实系统的行为和性能的工具,其目的是对系统的行为进行计算机模拟和分析,以寻找系统的优化解决方案。
系统仿真器通常由计算机软件和硬件组成,可以用来模拟系统的物理过程或其他领域中的决策过程。
该技术还可以帮助系统设计师评估各种选择,提高系统的效率,并降低成本。
二、应用领域系统仿真技术主要被应用于以下几个领域:1. 航空航天:在航空航天领域,系统仿真技术可以通过模拟飞机部件的性能和行为,实现改善飞行性能和降低飞机维修成本的目的。
此外,该技术还可以帮助飞行员进行模拟训练。
2. 军事:在军事领域,系统仿真技术可以帮助军事人员实现战争情境的高度模拟,进行虚拟训练,模拟战场行动,增强军队的作战能力。
3. 交通:在交通领域,系统仿真技术可以帮助规划者进行城市、高速公路、铁路、机场等交通模型仿真,预测交通拥堵情况,从而制定出最优交通流设计方案。
4. 水利:在水利领域,系统仿真技术可以模拟洪水和水库的泄水情况,从而制定出最佳防洪措施。
5. 能源:在能源领域,系统仿真技术可以模拟能源系统的各种情况,优化能源系统的设计和运行,提高能源利用效率。
6. 医药:在医药领域,系统仿真技术可以模拟人体生理、药物动力学、药物代谢等,优化药物剂量和给药方案。
7. 环境:在环境领域,系统仿真技术可以模拟自然环境、生态系统等,预测环境变化的趋势,并制定出最佳的生态保护措施。
三、原理系统仿真技术的基本原理如下:1. 建模:建立模型是仿真技术的第一步,要通过观察和分析系统或过程的特点和属性等,建立物理或非物理数学模型。
仿真方案简介仿真是一种通过计算机模拟真实系统运行,以评估系统性能、验证设计方案以及预测系统行为的方法。
在工程设计和科学研究中,仿真已经成为不可或缺的工具,能够在实际系统投入大量资金之前,进行实验和优化。
本文将介绍仿真方案的基本概念、应用和常用工具等内容。
仿真的基本概念仿真对象仿真对象是指通过数学模型来表达的系统,可以是具体的物理系统,也可以是抽象的概念模型。
仿真对象可以是运动系统、电子系统、金融系统等,它们的行为可以被描述为数学方程或规则。
仿真模型仿真模型是对仿真对象的抽象描述,它通常由一组数学方程或规则构成。
通过仿真模型,可以对系统的行为进行预测和分析。
仿真模型可以是连续时间模型或离散事件模型,具体选择取决于仿真对象的特性和需求。
仿真参数仿真参数是影响仿真结果的变量,可以是系统的初始状态、各组成部分的参数设置等。
在进行仿真之前,需要对仿真参数进行设定,以求得准确和可靠的仿真结果。
仿真输出仿真输出是指仿真过程中产生的结果,可以是系统的状态变量、性能指标或其他感兴趣的参数。
通过对仿真输出的分析,可以评估系统的性能,并作为设计方案的依据。
仿真的应用工程设计仿真在工程设计中起到重要作用,可以用于验证设计方案的可行性和性能。
例如,汽车制造商可以通过仿真来评估汽车的燃油效率、安全性和舒适度,从而优化设计方案。
仿真还可以用于电子产品设计、建筑设计等领域。
生产优化仿真可以帮助企业优化生产过程,提高生产效率和质量。
通过对生产线进行仿真,可以找到瓶颈、优化资源配置,并预测系统在不同情况下的性能。
这可以帮助企业制定最佳的生产计划,提高效益。
系统评估在设计复杂系统时,需要对系统的整体性能进行评估。
仿真可以模拟系统的各个方面,并提供性能评估的数据。
这对于评估系统是否满足设计要求、是否应进行改进非常有帮助。
决策支持仿真可以为决策提供支持,通过模拟不同的决策方案,评估其对系统的影响。
这有助于决策者制定最佳的方案,降低决策的风险。
Multisim电路仿真引言电路仿真就是用数学模型模拟实际电子器件或电子电路的行为,其作用有:●验证设计方案的可行性;●调整元件参数,使优化电路的性能;●学习电子学知识。
电路仿真已经成为电子设计自动化(Electronic Design Automation ,EDA)的一个重要组成部分。
美国国家仪器公司(National Instruments, NI)开发的Mutisim软件是一款常用的电路仿真软件,其历史为:●SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) 1972 UC Berkeley●PSPICE (Personal SPICE ) 1984 Microsim●EWB (Electronics Workbench) 1980s ITT●Multisim(EWB6.0) 2001, ITT●Multisim9.0, 2005 NI下面通过几个实例演示仿真软件的使用实例演示示例1.直流电路分析步骤一:文件保存打开Multisim 软件,自动产生一个名为Design1的新文件。
打开菜单File>>Save as…,将文件另存为“CS01”(自动加后缀)步骤二:放置元件打开菜单Place>>Component…1.选择Sources (电源)Group (组),选择POWER_SOURCES(功率源)Family(小组),在元件栏中用鼠标双击DC_POWER,将直流电源放置到电路工作区。
说明:所有元件按Database -> Group -> Family 分类存放2.继续放置元件:Sources Group –>POWER_SOURCES Family->ROUND(接地点Basic Group->RESISTOR Family(选择5个电阻)3.设定元件参数。
采用下面两种方式之一1)在放置元件时(在一系列标准值中)选择;2)在工作区,鼠标右键点击元件,在Properties (属性)子菜单中设定。
SPICE 仿真和模型简介1、SPICE 仿真程序电路系统的设计人员有时需要对系统中的部分电路作电压与电流关系的详细分析,此时需要做晶体管级仿真(电路级),这种仿真算法中所使用的电路模型都是最基本的元件和单管。
仿真时按时间关系对每一个节点的I/V 关系进行计算。
这种仿真方法在所有仿真手段中是最精确的,但也是最耗费时间的。
SPICE(Simulation program with integrated circuit emphasis)是最为普遍的电路级模拟程序,各软件厂家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice 等不同版本spice 软件,其仿真核心大同小异,都是采用了由美国加州Berkeley 大学开发的spice 模拟算法。
SPICE 可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。
被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。
SPICE 内建半导体器件模型,用户只需选定模型级别并给出合适的参数。
2、元器件模型为了进行电路模拟,必须先建立元器件的模型,也就是对于电路模拟程序所支持的各种元器件,在模拟程序中必须有相应的数学模型来描述他们,即能用计算机进行运算的计算公式来表达他们。
一个理想的元器件模型,应该既能正确反映元器件的电学特性又适于在计算机上进行数值求解。
一般来讲,器件模型的精度越高,模型本身也就越复杂,所要求的模型参数个数也越多。
这样计算时所占内存量增大,计算时间增加。
而集成电路往往包含数量巨大的元器件,器件模型复杂度的少许增加就会使计算时间成倍延长。
反之,如果模型过于粗糙,会导致分析结果不可靠。
因此所用元器件模型的复杂程度要根据实际需要而定。
如果需要进行元器件的物理模型研究或进行单管设计,一般采用精度和复杂程度较高的模型,甚至采用以求解半导体器件基本方程为手段的器件模拟方法。
二微准静态数值模拟是。