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摘 要：随着科学技术的发展，计算机仿真软件的应用也越来越广，这不仅可以造福科研人员，也可以造福同类工作者， 例如将产品投放到生产生活之前的性能测试或者优化。目前，发展的较好的软件也越发的可视化。本文章首先对仿真软件的近 期发展进行了总结，阐述了仿真软件存在的必然原因和优势所在，并综合现在科技的发展，总结仿真软件的发展趋势，并介绍 现在的仿真软件的应用之处和使用仿真软件应该注意的事项。随着现在的社会进步，人们的需求的提升，科研人员需要调试的 模型量也越发的大，更加需要仿真软件的发展。
关键词：仿真软件 ；科学技术 ；应用
Development and Application of Simulation Software in the 21st Century
WANG Ze
(Tibet University College of Science, Lhasa Tibet 850000)
【Abstract】： With the development of science and technology, the application of computer simulation software has become more and more widespread, which can not only benefit scientific researchers, but also benefit similar workers, such as performance testing or optimization before putting products into production and life. At present, the better developed software is becoming more and more visualized. This article first summarizes the recent development of simulation software, expounds the inevitable reasons and advantages of simulation software, and integrates the development of current technology, summarizes the development trend of simulation software, and introduces the applications and applications of current simulation software. Matters needing attention when using simulation software. With the current social progress and the improvement of peoples needs, the amount of models that scientific researchers need to debug is also increasing, and the development of simulation software is even more needed.
【Key words】： simulation software;science and technology;application
1 仿真软件
随着现代科学的飞速发展，计算机仿真软件在各个 领域中发生了显著作用。不仅可以方便教师课堂的上课 效率，通过软件演示模拟真正做不成的实验，得出仿真 数据，让学生很好地理解之外，还可以在实际应用中， 例如将某一产品投放到市场前，做一定的性能测试，为 产品的销卖保驾护航。
1.1 仿真软件的介绍
随着现在科学技术的发展，仿真软件也逐步迅速发 展，为工人们对产品的加工及性能测试提供了保障。目 前，可以应用到仿真软件的领域已经不仅仅包括计算机 领域，现在发展到工科专业、理学专业都在去除应用者仿真软件。目前市面上的仿真软件多种多样，例如可以 应 用 到 的 SPSS、MATLAB、Mathematica、Lingo、 SAS、ANSYS、COMSOL Multiphysics 等。这些软件 的发展不仅可以拓展仿真技术应用领域，还能降低工作 人员的工作强度。
1.2 仿真软件的优势和必要存在的原因
随着社会的进步，科研的发展，造福人们的东西也越发的兴起，而这也提高了对仿真软件的要求，这导致 从之前的只能画一个小小的框架图的软件到现在不仅能 把模型按照原有的比例尺寸缩放并能添加边界条件得 出相应的结果，这短短的几年见证了仿真软件的发展 里程。又是因为防火着呢软件的模块比较清晰，具有较强的系统性，对不同部分的元素都会进行只要有参数输 入，并设置条件，便会得出想要的结果的需求，并且， 仿真软件的发展还具有多模块耦合的结果，将多个信息 板块含有多场耦合，更加能够现实生活出现的必要条 件，得出更加客观的结果。仿真系统所得出的数据与结 论具有很强的可靠性与可信性。由于仿真模型具有复杂 性与大型化的特点，想要拓展仿真技术应用领域，降低 人员工作强度，就需要不断发展仿真软件的研发，促使
仿真技术向简单化方向发展。仿真软件的开发也不断的 引进网络工程、自动化技术、信息技术等领域的先进技 术，取得了良好的研究成果 [1]。
1.3 一些仿真软件的主要界面
仿真软件不仅可以应用到工学类的专业，例如 SOLID- WORKS 是一款真正的建模软件，另外与其相同的还有 COMSOL Multiphysics。
2 仿真软件的发展趋势
目前的仿真软件的功能主要是造福人类，也会向着 较为可视化的方向发展，为了人们更好地使用。因此， 现在仿真软件的发展趋势会向着将建模理论、仿真算 法、虚拟现实技术等方面进行发展。
2.1 建模理论
在工程技术学类的仿真软件中，构造人们需要的模 型是仿真软件的一大作用所在，因此，完善软件的建模 理论的知识对现在建模类的软件的发展起着非常重大的 作用。又随着现在的计算机领域或者偏应用类的专业正 在逐步走向热化，许多领域也从原来非常复杂并且较小 范围的发展发展到现在的大量生产、大型使用，这也促 使着仿真领域的发展，要求仿真软件随着这些个人们的 需求跟进一步的完善工作，要按照在新时期的改变而发 展，不断研发适合复杂且大规模生产的领域需要的技术 软件及可视化软件，继续完善大型系统的建模方法和理 论，可以从之前的定性分析到现在的定量分析，也随着 糊优化建模理论以及人工智能建模理论也开始出现，并 逐渐得到重视。
2.2 仿真算法
目前，为了方便人们的需求，一般软件已经变成可 视化软件，这便需要通过一定的仿真算法来实现对软件的操控，可以将软件比作一个黑匣子，模型进去，设置 一定的条件并等待一定的时间便能得出你想要的结果， 中间的过程完全等于暗箱操作，因此要通过仿真软件构 造模型，其中可视化软件中的算法一定备受重视，这样 才可以将系统模型转化为仿真模型，也对模型和计算结 果中的数据的影响特别大。目前，仿真算法主要向实际的连续性的体系出发，并通过优化得到人们想要的理想 结果，因此，发展仿真算法是仿真学上的一大迈步，通 过对仿真算法的发展和优化，能够大幅度的提高魔性的 运算速率和结果的准确性，保证仿真模型的有效性。
2.3 虚拟现实技术
现在的 3D 打印技术让人们从模型转变为现实，但 是对于难以转变为现实的场景，人们开始大力发展虚拟 现实技术，例如现在的 VR 技术，虽说是一款游戏，但是人们可以通过镜头看到类似与真实世界的场景，让你 感觉真的身临其境。仿真技术实现了人们身临其境的感 觉，例如传感技术可以让人们体验分娩疼痛，数字信号 技术可以通过电信号来表达一些仪器在光学声学等摸不 到的领域才能实现的场景，并通过显示技术不仅方便老 师上课制作课件能够帮助同学们理解，更能够将某些语 言描述不清的事物描述出来。不同的技术在虚拟现实技 术中发挥着重要的作用，让整个大的系统呈现出连贯 性，并能实现对系统的交互性，在虚拟现实系统中，也 来离不开仿真软件，离不开仿真算法。
2.4 分布式交互仿真技术
计算机仿真大多采用分布式交互仿真技术。因为软 件对现实系统的模拟包括着各种场的拟合，不仅包括数 学领域的各个算法，还包括物理领域的多种物理场，还 包括工科领域的多种边界条件和计算机领域的技术，因 此，发展分布式仿真技术不仅需要通过设定同样的一定 的运算方法以及规定一定的运算标准，并得到信息技术 的支持，把各地的多个仿真系统与现实世界实现互相联 通、互相操控，形成一个现实与仿真系统交互的新体系。
3 仿真软件的应用
3.1 仿真软件在数控编程加工中的应用
随着计算机网络的发展，不仅在学习过程中学习编 程时很难通过自己的想象来得到结果，很难让学生们理 解这些个代码数字语言的用处，因此，更加体现了计算 机领域的仿真软件的应用，以及加工代码的含义等，根 据工件的结构特点来对数控加工代码进行表达则更加困 难。例如，在上课期间，老师们通过口述向同学们讲述 代码的作用，或者再对比一下通过软件形式来解决同学 们的疑惑，可见，通过软件得出的结果更加生动形象，例如教学实践，某节课老师需要讲解一串代码的功能， 比如分析 G71 粗车循环代码的时候，假如老师采用传统 的教学方式，学生是很难对其进行理解和掌握的。因此， 教师可以利用仿真软件，通过演示实验赋予这串代码以 生命，并分析 G71 粗车循环代码的应用，得出的结果是 它可以对真实情况中的数控机床的屏幕显示以及操作面板进行完全的模拟 , 也能够验证编写的刀具切削加工路线的正确性 , 操作非常的方便而且安全 [2]。通过上述的例子，发现，仿真软件在日常教学生活中也起着较为重要的作用，也能将其非常切合的融入到数控编程应用中。
3.2 仿真软件在轨道交通运行的应用
随着经济的迅速发展，中国需要迫切解决的主要问题包括城市交通问题和汽车尾气排放问题，城市轨道交通的发展不仅可以将分散的方式集中化还可以解决汽车尾气的排放问题。
根据对某市轨道交通 1 号线的投入运营情况的调 研，发现在日益追求生活品质的当下，城市轨道交通产 生的噪声污染问题日益凸显。因此，对噪声的控制更显 得尤为重要。这便需要科研人员们设计出较为环保并且 可观可用的器件，但是为了检测他们的性能便需要仿真 软件来进行逐步测试，直到达成人们看着较为可观的结 果时，才将其投入生产使用。
对于需要仿真求解的模型，可以根据得出的结果要 求不同来进行分类，通过对模型参数的调控，边界条件 的压力值大小的调控得出较为可观的结果。在轨道交通 领域，零部件可以应用到火车或者地铁的铁轨上，不能 让将直接造出的产品直接放上应用，这样不仅造成人力物力的损失，还会存在安全隐患，这是变故需要仿真软件的作用所在，需要对结构参数进行调试。其过程可以将模型分为几种类型，例如，宏观、中观或者微观三个层次。宏观是重点研究轨道交通的运输系统和社会的经济效益之间的关系 ；中观是分析车辆的流动程度和车辆仿真，得出基本的铁路的运转规律 [3]。
例如，拿 Comsol 仿真来讲，对轨道交通所需要的 部件需要设置不同的边界条件来仿照现实生活中的真实 条件，从而解决人们想要解决的问题。下面以介绍解决 现实生活中的噪声污染为例，首先构造理想模型，设置 想要得到的结果，设置能得出该结果的条件，最终分析结果，如图 1 所示。
3.3 计算机仿真软件在电力技术中的应用
在电力系统中，仿真软件也起到了不可或缺的作 用，例如在设计原理图时，不能直接投入生产生活中， 否则，会增加财力或者物力的损伤，严重的时候也会造 成人员的伤亡。应该先将其放在仿真软件中测试，看是 否符合生产要求，这不仅可以减少人们的生产劳动时间 还能降低设计成本，减少元件损耗，增加人们的工作效 率。例如一些基础的仿真软件的基本操作，不仅包括电路的仿真设计，对参数更改之后的变化或者显示波形图。
例如计算机仿真软件的 Pscad、Psim、Pscice 的体 操作，包括了电路的仿真设计、参数的随意更改、波形图 的显示。 其实电路的仿真设计中包括了电路的提取、转 移模块器件、系统模型构建三个部分。仿真参数的随意更 改与算法等方面关系较大。波形图的显示，记录着电压的 两种复杂情况，既阴性负载与阳性负载。通过上文进行总 结，计算机仿真软件的设计，不仅大量的节约了人们的时 间，变相了提高了人们的积极性，对于电力电子这一专业 的发展有着不可估量的作用。同时，波形图的观察以及参 数的随意更改也起到相同的作用，科技的发展日新月异， 人类的科学技术也在不断进步，电力电子技术在计算机仿真软件的帮助下，定会有着更大的发展 [4]。
4 仿真软件应用中应该注意的事项
在使用仿真软件的过程中，对所添加的条件进行筛 选，一些材料参数虽然在仿真软件中已经存在，但是这 些都是在理想的环境下存在的结果，难以应用到现实， 因此，在使用这些材料参数时一定要对数据进行分析。另外，不能一味依赖仿真软件，虽然可以通过仿真软件 对一些数据进行调控，但是，仿真出的结果具有偶然 性，如果要将其投放到生产生活或者医疗领域时应该进 行严格的审查，例如，小组人员进行讨论，分析结果的 正确性，再或者进行小规模的试验，再大量投入生产。
参考文献
[1] 蒋双燕.仿真技术的发展与应用[J].信息技术与信息化,2015 (7):164-165.
[2] 许雍容.仿真软件在数控编程教学中的应用发展研究[J].河南科技,2014(14):263.
[3] 方惠惠,王春.轨道交通运行仿真的应用与发展[J].价值工程, 2018,37(31):239-242.
[4] 陶玉梅,贾景谱.浅析计算机仿真软件在电力电子技术中的 应用[J].通讯世界,2017(3):107.
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