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化工仿真技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；高職院校；化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)；應(yīng)用

化工行業(yè)是國家產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分，是國民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)之一。而在化工生產(chǎn)過程中，往往會使用到易燃易爆等?；?，若操作不當(dāng)，將會造成嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故，既威脅生產(chǎn)工人的生命安全，又會給化工企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，化工生產(chǎn)高度重視從業(yè)者的實(shí)踐操作能力和問題解決能力，這無形中提高了高職院校化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求。而對于高職院校來說，在化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，若組織高職學(xué)生進(jìn)行工廠實(shí)踐培訓(xùn)，不僅要投入大量資金，還無法保證學(xué)生的安全，使得化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)缺乏效果，不利于高職院校化工人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。而虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，為化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的優(yōu)化提供了技術(shù)保障，既解決了化工實(shí)訓(xùn)中安全問題，又可以降低化工實(shí)訓(xùn)成本，從而有利于高效開展化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，進(jìn)而有利于培養(yǎng)高素質(zhì)化工人才。鑒于此，本文圍繞“高職院?；?shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用”展開研究具備顯著意義和實(shí)踐價(jià)值。

1高職院校化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

在虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用支持下，在高職院?；?shí)訓(xùn)教學(xué)中，化工教師可以模擬真實(shí)的化工廠生產(chǎn)系統(tǒng)，這種模擬手段相比其他培訓(xùn)方式，對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不夠豐富的學(xué)生來說，是一種安全的實(shí)踐培訓(xùn)手段。在極短的時(shí)間內(nèi)，化工專業(yè)學(xué)生就可以將學(xué)習(xí)積累的化工專業(yè)理論知識應(yīng)用在實(shí)踐中，而在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式中，需要較長的一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。對于高職院?；I(yè)來說，化工實(shí)訓(xùn)課是一門基礎(chǔ)性課程，旨在培養(yǎng)高職學(xué)生化工專業(yè)技能實(shí)踐能力，幫助高職學(xué)生盡早熟悉化工生產(chǎn)流程，有效培養(yǎng)高職學(xué)生問題分析能力、問題解決能力，為化工專業(yè)學(xué)生適應(yīng)未來化工生產(chǎn)需求提供保障[1]?；?shí)訓(xùn)課作為化工專業(yè)的實(shí)訓(xùn)課程，虛擬仿真強(qiáng)調(diào)理實(shí)一體化，在實(shí)訓(xùn)過程中，學(xué)生在虛擬場景中完成化工理論和實(shí)踐操作要點(diǎn)的測驗(yàn)，既可以讓高職學(xué)生學(xué)會如何操作化工機(jī)械，又可以幫助學(xué)生學(xué)會如何解決生產(chǎn)實(shí)際問題，為高職學(xué)生適應(yīng)未來化工生產(chǎn)需求夯實(shí)基礎(chǔ)。在化工實(shí)訓(xùn)過程中，高職學(xué)生極可能遇到今后工作中的具體問題，并學(xué)會如何高效解決這些實(shí)際問題，便于高職學(xué)生積累一定的生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而有利于高職學(xué)生在今后的工作中高效解決一系列化工生產(chǎn)問題。除此之外，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)融合了工藝和工廠運(yùn)行知識，高職學(xué)生既可以詳細(xì)地了解整個(gè)化工生產(chǎn)過程，又可以深入了解各類化工生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理[2]。例如：在虛擬仿真技術(shù)支持下，可將各類反應(yīng)器、蒸餾塔等結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演示出來，這樣學(xué)生就可以清晰地了解這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)，從而有利于提高化工生產(chǎn)的安全系數(shù)，且有利于降低化工設(shè)備運(yùn)行成本。

2高職院校化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀及影響因素

2.1化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀

1）教師的化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。基于化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀來說，高職化工教師嚴(yán)重缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其中，大部分教師雖有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但是嚴(yán)重缺乏工廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這使得化工教師在化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)期間，只能對學(xué)生進(jìn)行理論的指導(dǎo)，無法向?qū)W生展現(xiàn)真實(shí)的學(xué)習(xí)過程[3]。另外，實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的培訓(xùn)師除了高?；I(yè)教師外，還包括企業(yè)的工程技術(shù)人員，這些人雖有著豐富的化工生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是相對缺乏理論知識和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，無法將生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有效地傳遞給高職學(xué)生，進(jìn)而也會影響化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。2）實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。當(dāng)前大部分高職院?；?shí)訓(xùn)課程仍然以課本理論知識講解為主，且講解方法也較為單一，主要以教師的示范，學(xué)生既定程序的模擬機(jī)械操作為主，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)與化工生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)，進(jìn)而使得實(shí)訓(xùn)缺乏成效，不利于提高學(xué)生化工生產(chǎn)實(shí)踐能力[4]。3）實(shí)訓(xùn)教學(xué)成果。高職院校由于資源有限，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中只能展開一些簡單的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，對化工生產(chǎn)實(shí)踐缺乏指導(dǎo)性和實(shí)用性。針對這種情況，部分高職院校采購了一定量的實(shí)用設(shè)備，但是由于師資因素影響，也無法將這些實(shí)用設(shè)備投入學(xué)生的實(shí)訓(xùn)，進(jìn)而制約化工實(shí)訓(xùn)效果的提升。

2.2化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的影響因素

高職院?；?shí)訓(xùn)教學(xué)目的在于讓高職學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間，提早接觸化工生產(chǎn)車間，了解化工生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程，并對不同類型的生產(chǎn)過程進(jìn)行分類討論和交流，以期逐步提升高職學(xué)生處理問題、分析問題及解決問題的能力，進(jìn)而為學(xué)生適應(yīng)化工生產(chǎn)需求夯實(shí)基礎(chǔ)，以便更好地服務(wù)于社會[5]。但是高職院?；?shí)訓(xùn)教學(xué)，在實(shí)踐中仍然受到諸多因素的制約，不利于實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的提升。關(guān)于化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的影響因素，總結(jié)包括以下幾點(diǎn)：1）高職化工人才培養(yǎng)方案往往要求企業(yè)同時(shí)完成數(shù)十人，甚至是數(shù)百人的全程實(shí)訓(xùn)，這是當(dāng)前大部分企業(yè)難以實(shí)現(xiàn)。2）基于高職學(xué)生實(shí)訓(xùn)安全角度考慮，企業(yè)往往會嚴(yán)格限制學(xué)生的實(shí)習(xí)時(shí)間和范圍，甚至要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)期間只參考教材，不得觸摸具有危險(xiǎn)性的設(shè)備和化學(xué)藥劑等，導(dǎo)致高職學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中處處受限而無法全程參與進(jìn)來，進(jìn)而使得化工實(shí)訓(xùn)流于形式，不利于實(shí)訓(xùn)效果的提高[6]?？傊鲜鰡栴}的存在，使高職學(xué)生無法實(shí)現(xiàn)化工實(shí)訓(xùn)課程目標(biāo)，導(dǎo)致學(xué)生化工生產(chǎn)實(shí)踐能力嚴(yán)重不足。在當(dāng)前信息技術(shù)不斷深入發(fā)展的背景下，虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展日漸成熟，被應(yīng)用在化工實(shí)訓(xùn)中，可以有效解決傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模式中的各類問題，從而有利于促進(jìn)高職學(xué)生化工實(shí)踐能力的提升。

3虛擬仿真技術(shù)在高職院校化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)應(yīng)遵循培養(yǎng)實(shí)用性人才的原則，結(jié)合當(dāng)前化工行業(yè)對化工專業(yè)人才的實(shí)際需求，有機(jī)融合理論教育、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、虛擬實(shí)踐等，以促進(jìn)化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，為培養(yǎng)化工專業(yè)復(fù)合型人才提供保障。

3.1實(shí)訓(xùn)前完善知識結(jié)構(gòu)體系

在高職學(xué)生虛擬仿真實(shí)訓(xùn)之前，化工教師應(yīng)預(yù)留一定的時(shí)間，讓學(xué)生進(jìn)一步完善知識結(jié)構(gòu)體系，主要是供學(xué)生熟悉生產(chǎn)過程的特點(diǎn)、生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，了解相關(guān)設(shè)備的信息，如結(jié)構(gòu)、工作原理等，以便學(xué)生對化工實(shí)訓(xùn)具有一個(gè)大致的了解，為后續(xù)參與實(shí)訓(xùn)提供支持。在實(shí)訓(xùn)之前知識結(jié)構(gòu)體系完善過程中，高職學(xué)生可以進(jìn)入平臺，閱讀圖文和觀看視頻介紹等，學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)工藝、設(shè)備操作和工藝流程等化工生產(chǎn)知識。在此基礎(chǔ)上，高職學(xué)生需要根據(jù)實(shí)訓(xùn)要求，明確自己實(shí)訓(xùn)過程中的問題，并寫出實(shí)訓(xùn)報(bào)告，通過模擬實(shí)際訓(xùn)練獲得問題的答案，以達(dá)到實(shí)訓(xùn)目的。

3.2化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)具有在線原因選擇、信息、互動(dòng)交流、成果展示等功能，對于高職學(xué)生來說，基于在線選擇功能，可以利用電腦、手機(jī)等智能移動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)程連接虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺，并進(jìn)入到實(shí)訓(xùn)平臺展開后續(xù)實(shí)訓(xùn)操作。在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生可以在三維模擬仿真工廠中工作，并根據(jù)實(shí)訓(xùn)要求來選擇合適的虛擬實(shí)驗(yàn)。在模擬工廠中以角色扮演形式與平臺中已經(jīng)設(shè)置好的管理人員進(jìn)行有效互動(dòng)，學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)安全知識和技能，化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、化工設(shè)備工作原理等重要知識點(diǎn)。在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)過程中，管理人員可以結(jié)合學(xué)生實(shí)訓(xùn)課程目標(biāo)，設(shè)置大量的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，并按照由易入難的順序排列任務(wù)，這樣一來，高職學(xué)生在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，完成一個(gè)個(gè)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，并可以從中獲得一定的自信心，從而有利于提高學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。不僅如此，高職學(xué)生通過完成所有的任務(wù)，就可以掌握各項(xiàng)實(shí)訓(xùn)知識和技能，并在此過程中，輔以仿真軟件可以全面了解化工生產(chǎn)過程、原理、方法等，有利于提升學(xué)生化工生產(chǎn)的實(shí)踐能力。

3.3實(shí)訓(xùn)教學(xué)評價(jià)過程

學(xué)生完成各種虛擬仿真實(shí)訓(xùn)操作之后，虛擬仿真軟件可以同步完成數(shù)據(jù)收集、整理和分析等工作，并將高職學(xué)生模擬實(shí)訓(xùn)操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以實(shí)訓(xùn)報(bào)告方式在線生成出來。在此基礎(chǔ)上，虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)將對高職學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成果進(jìn)行量化評價(jià)，并給予相應(yīng)的考核等級。這樣一來，不僅實(shí)現(xiàn)了量化考核高職學(xué)生化工實(shí)訓(xùn)效果的目的，還可以明確高職學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中的不足，從而有利于化工教師調(diào)整實(shí)訓(xùn)方案，有針對性地組織高職學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，進(jìn)而有利于促進(jìn)高職學(xué)生化工實(shí)踐能力和知識水平的全面提升。

4結(jié)束語

傳統(tǒng)模式下的高職院?；?shí)訓(xùn)教學(xué)，仍然存在眾多難題，不利于化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的提高，進(jìn)而對高職化工專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量產(chǎn)生了直接性影響。因此，在新時(shí)期背景下，高職院校化工專業(yè)應(yīng)以適應(yīng)化工技術(shù)發(fā)展需求為出發(fā)點(diǎn)，注重化工專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的提升，為提升高職學(xué)生就業(yè)和職業(yè)競爭力夯實(shí)基礎(chǔ)。這要求高職院校在化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，明確當(dāng)前高職院校化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)難點(diǎn)和問題，注重教學(xué)方法的創(chuàng)新。而通過本文分析可知，虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供了一條安全且高效的路徑，既可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)缺陷，又可以讓學(xué)生更安全地完成各項(xiàng)化工實(shí)訓(xùn)任務(wù)，從而有利于提升化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而提升化工專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力。因此，作為高職院校的化工教師，應(yīng)加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和理論的學(xué)習(xí)，將虛擬仿真技術(shù)與化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)結(jié)合起來，鍛煉高職學(xué)生的化工實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王玨.疫情防控形勢下化工單元操作實(shí)訓(xùn)課程線上教學(xué)探索實(shí)踐[J].職業(yè)教育（中旬刊），2020，19（4）：71–74.

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[3]林福星，林碧凡，鄢樹楓，等.立足地方產(chǎn)業(yè)、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的仿真化學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)——三明學(xué)院化學(xué)化工人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)探究[J].教育教學(xué)論壇，2020（1）：277–278.

[4]趙志剛，冉茂飛.虛擬仿真技術(shù)在化工實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].山東化工，2019，48（20）：190–192.

化工仿真技術(shù)范文第2篇

關(guān)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(dòng)態(tài)過程作為研究對象，使用基于BIM技術(shù)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和三維可視化技術(shù)對水利水電工程的動(dòng)態(tài)施工過程進(jìn)行演示模擬，并且結(jié)合動(dòng)態(tài)可視化信息管理技術(shù)和方法對水利水電工程的動(dòng)態(tài)施工過程進(jìn)行研究。探索基于BIM技術(shù)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和三維可視化技術(shù)應(yīng)用于模擬水利水電工程的施工動(dòng)態(tài)過程的可行性。本文主要包括了以下內(nèi)容：1.BIM簡介；2. BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)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(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬的建筑，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫。

BIM技術(shù)作為一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，可以利用參數(shù)模型對各種項(xiàng)目的相關(guān)信息進(jìn)行整合，并且可以使信息在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中得到共享和傳遞，讓工程技術(shù)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(yīng)對，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體擁有協(xié)同工作的基礎(chǔ)，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本與縮短工期方面的目的。BIM一定是貫穿在建筑整個(gè)生命周期中，使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、建造信息，維護(hù)信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個(gè)生命周期中得以重復(fù)、便捷地使用。下圖顯示了在建筑設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)的整個(gè)過程中，圍繞的核心就是BIM。

2. BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

2.1 水利水電工程施工導(dǎo)流三維動(dòng)態(tài)可視化仿真方法研究

水利水電工程在對導(dǎo)流進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理的施工過程中，一般需要使用大量的數(shù)據(jù)和圖形信息。譬如水壩地區(qū)的水文、地形、地貌、地質(zhì)資料和樞紐設(shè)計(jì)、施工場地布置和施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)等各式各樣的數(shù)據(jù)和圖紙。如何對這些錯(cuò)綜復(fù)雜、數(shù)量繁多的信息進(jìn)行高效、快速的取得、管理，是提高設(shè)計(jì)效率和施工管理水平的關(guān)鍵。施工導(dǎo)流的方案設(shè)計(jì)作為施工組織設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它的設(shè)計(jì)過程及其復(fù)雜，并且設(shè)計(jì)出來的導(dǎo)流方案沒辦法做出實(shí)際的、直觀的比較。所以在水利水電工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)BIM水利水電工程施工過程可視化仿真技術(shù)可以形象直觀的表達(dá)出導(dǎo)流設(shè)計(jì)的實(shí)際效果，有著重大的現(xiàn)實(shí)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(dòng)態(tài)過程

由于需要注意施工現(xiàn)場溫度、應(yīng)力、澆筑機(jī)械設(shè)備布置和澆筑能力等因素的作用，在對混凝土壩進(jìn)行施工時(shí)，需要根據(jù)施工現(xiàn)場溫度、應(yīng)力、澆筑機(jī)械設(shè)備布置和澆筑能力對將混凝土壩使用一定的原則進(jìn)行分縫分塊澆筑。但是對混凝土壩澆筑的數(shù)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(jìn)行澆筑的施工約束條件過于復(fù)雜，就造成人工安排澆筑順序和進(jìn)度是一件難度較高的事?，F(xiàn)在通常在一般的水利水電工程中使用的是憑經(jīng)驗(yàn)用類比的方法，按照每月升高的澆筑層數(shù)和混凝土澆筑強(qiáng)度的指標(biāo)來作為施工計(jì)劃的參照指標(biāo)。但是使用每月升高的澆筑層數(shù)和混凝土澆筑強(qiáng)度的指標(biāo)作為參照指標(biāo)沒有系統(tǒng)的定量技術(shù)分析，使得在對大壩施工的過程中無法準(zhǔn)確的判斷施工各階段的進(jìn)度和混凝土壩升高過程是否能達(dá)到大壩施工的要求。

因?yàn)橛捎谟?jì)算機(jī)和系統(tǒng)仿真技術(shù)的出現(xiàn)，特別是系統(tǒng)仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我們可以在計(jì)算機(jī)上將混凝土上壩施工的動(dòng)態(tài)過程真實(shí)的模擬出來。通過對不同的混凝土施工方案進(jìn)行模擬，觀察產(chǎn)生的施工動(dòng)態(tài)過程，然后根據(jù)不同施工方案下混凝土施工進(jìn)程的模擬的各項(xiàng)定量指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，然后制定出一個(gè)科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的混凝土壩施工進(jìn)度計(jì)劃。通過在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上輸入各種可影響澆筑施工的變量，建立一個(gè)混凝土壩的施工系統(tǒng)模型，在這個(gè)模型的基礎(chǔ)上建立一個(gè)可模擬水利水電工程的仿真計(jì)算軟件。然后使用這個(gè)軟件對水利水電工程進(jìn)行模擬建設(shè)，通過輸入可實(shí)行的機(jī)械配套方案和相應(yīng)的施工技術(shù)參數(shù)，可以計(jì)算出機(jī)械配套的數(shù)量最優(yōu)比、機(jī)械的最優(yōu)利用率、每月的混凝土澆筑強(qiáng)度，并且還能獲取對應(yīng)的施工方案下對大壩進(jìn)行澆筑施工的詳細(xì)規(guī)劃進(jìn)度表。

3.可視化建模研究

建立一個(gè)能形象的、準(zhǔn)確的展示工程施工的動(dòng)態(tài)過程的三維數(shù)字模型是能實(shí)現(xiàn)水利水電工程動(dòng)態(tài)施工仿真信息的可視化查詢和分析功能的一個(gè)重要前提。這個(gè)數(shù)字模型應(yīng)當(dāng)具備能夠展示施工現(xiàn)場一些靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，譬如施工現(xiàn)場的地形地貌、施工工程建筑物和施工設(shè)施的分布位置、材料運(yùn)送途徑等具體信息。實(shí)現(xiàn)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(shù)完成的，這種可視化仿真的建立由初數(shù)據(jù)的收集分析、數(shù)字模型的建立，然后使用Navisworks對其進(jìn)行渲染。水利水電工程建筑的施工技術(shù)將直接關(guān)聯(lián)作用到水電水利的效益和產(chǎn)生的影響，它并不只是簡單的一個(gè)工程而已，它是構(gòu)成整個(gè)水電水利工程的一個(gè)重要要素。

結(jié)束語：

BIM建筑信息模型在工程中的應(yīng)用，使得建筑行業(yè)引發(fā)了第，它在工程中的應(yīng)用不僅降低了成本，還使得工程從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工、運(yùn)營管理各階段的質(zhì)量有所提高。BIM的不斷發(fā)展，使得水利水電行業(yè)也引入了BIM理念。本文通過基于BIM技術(shù)對水利水電工程施工進(jìn)行可視化仿真研究，真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)出水利水電的工程動(dòng)態(tài)施工過程和仿真數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐東揚(yáng).基于數(shù)字技術(shù)的建筑方案設(shè)計(jì)研究：[碩士學(xué)位論文].湖南.中南大學(xué).2010

化工仿真技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：可視化仿真 GIS 地下洞室群 施工導(dǎo)截流 大壩 施工總布置

一、研究背景

水利水電工程往往規(guī)模大、投資多、施工難度大，因而在工程設(shè)計(jì)和管理過程中，確定合理的施工方法，優(yōu)化選擇施工機(jī)械及配套組合，制訂切合實(shí)際的施工進(jìn)度計(jì)劃，高效簡便地對施工信息進(jìn)行管理，直觀形象地反映復(fù)雜施工過程，對于確保工程建設(shè)如期完成和降低工程造價(jià)都是至關(guān)重要的。為達(dá)到上述目的，除了在施工組織設(shè)計(jì)中要充分考慮工程特點(diǎn)和具體施工各種條件外，若能在事先對工程施工的運(yùn)行發(fā)展過程和施工中各項(xiàng)活動(dòng)的協(xié)調(diào)關(guān)系等狀況進(jìn)行預(yù)測和評價(jià)，將對工程施工組織計(jì)劃的正確決策提供可靠的依據(jù)?？梢暬抡婕夹g(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展正好適應(yīng)了這種客觀需要，它為解決施工中上述問題開辟了新的途徑。

國外從20世紀(jì)70年代開始提出循環(huán)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)（CYCLONE），至今已發(fā)展了一系列的工程仿真應(yīng)用軟件，但這些研究成果及仿真軟件主要應(yīng)用于土木工程施工如高層建筑施工、土石方工程等。20世紀(jì)80年代初，天津大學(xué)率先在全國開展水利水電工程施工過程仿真方法研究，在近20年的發(fā)展中取得了大量開拓性的成果和社會效益。近年來，又在推動(dòng)水利水電工程設(shè)計(jì)和管理向可視化、數(shù)字化方向發(fā)展方面做了大量研究工作。借助于計(jì)算機(jī)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和工程科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展，重點(diǎn)研究了三維動(dòng)態(tài)可視化仿真理論與方法及其在水利水電工程中的應(yīng)用，獲得了一系列富有創(chuàng)新性的理論方法與應(yīng)用研究成果。

在開展可視化仿真及其在水利水電工程中的應(yīng)用研究工作中，存在以下三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題：

1．可視化技術(shù)與系統(tǒng)仿真技術(shù)結(jié)合的途徑

建立基于GIS的交互式可視化仿真系統(tǒng)框架，將可視化技術(shù)與系統(tǒng)仿真的各個(gè)環(huán)節(jié)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)仿真建?？梢暬?、仿真計(jì)算可視化、仿真結(jié)果可視化。

2．可視化仿真技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用問題

根據(jù)水利水電工程的特點(diǎn)和實(shí)際需要，將可視化仿真技術(shù)與具體的工程問題相結(jié)合，提出可視化仿真技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用的具體途徑。

3．可視化仿真軟件的通用化問題

水利水電工程施工系統(tǒng)仿真軟件的通用化不僅是關(guān)鍵技術(shù)問題之一，而且是推廣應(yīng)用的前提。

二、基于GIS的三維動(dòng)態(tài)可視化仿真技術(shù)

1．可視化仿真涵義

可視化仿真（Visual Simulation VS）是計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)和系統(tǒng)建模技術(shù)相結(jié)合后形成的一種新型仿真技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是采用圖形或圖像方式對仿真計(jì)算過程的跟蹤、駕馭和結(jié)果的后處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)仿真軟件界面的可視化，具有迅速、高效、直觀、形象的建模特點(diǎn)。使用可視化技術(shù)以后，系統(tǒng)的子模塊用形象的圖形來表示，并可通過鼠標(biāo)在屏幕上直觀形象的操作，就可以完成整個(gè)仿真任務(wù)。一般可視化仿真包含三個(gè)重要的環(huán)節(jié)，即仿真計(jì)算過程可視化、仿真結(jié)果可視化、仿真建模過程的可視化。

2．全過程動(dòng)態(tài)仿真理論與方法

全過程動(dòng)態(tài)仿真理論融合了面向?qū)ο蟮膱D形輔助建模、動(dòng)態(tài)仿真、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃分析與優(yōu)化、動(dòng)態(tài)演示、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，把整個(gè)施工過程作為一個(gè)整體，對施工全過程進(jìn)行跟蹤模擬。

全過程動(dòng)態(tài)仿真理論的特點(diǎn)就是體現(xiàn)了系統(tǒng)工程的思想。它是針對整個(gè)水利水電工程施工系統(tǒng)進(jìn)行的，所有的優(yōu)化及調(diào)配目標(biāo)是使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，而不是局部達(dá)到最優(yōu)。它把整個(gè)施工過程作為一個(gè)大的系統(tǒng)，綜合考慮系統(tǒng)中各個(gè)單項(xiàng)工程之間、各個(gè)工作面之間相互影響、相互制約的關(guān)系，分析整體的施工進(jìn)度、施工強(qiáng)度等關(guān)鍵問題，獲得更為真實(shí)的施工情況，從而達(dá)到為施工組織設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)的目的。仿真流程圖見圖1。

3．面向?qū)ο蟮膱D形輔助仿真建模技術(shù)

仿真是一種基于模型的活動(dòng)，建模是仿真過程中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。如何能夠?qū)崿F(xiàn)簡化而又靈活的建模過程是仿真研究的重要課題。

面向?qū)ο蠓椒ǖ膽?yīng)用使建模過程變得自然直觀，用戶可以把被仿真系統(tǒng)的各種活動(dòng)都看成對象，并根據(jù)這些對象的類屬關(guān)系和本身特性直接構(gòu)造仿真模型。這種建模過程十分類似于人類所習(xí)慣的對客觀世界中事件分類的思維過程，所以使仿真用戶感到由物理模型到計(jì)算機(jī)模型的過渡非常自然。面向?qū)ο蠓椒ǖ睦^承性，使仿真系統(tǒng)十分容易擴(kuò)充。同時(shí)，利用對象類層次結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，可以達(dá)到最高的代碼重用率。

在系統(tǒng)仿真中應(yīng)用圖形技術(shù)，能夠描述許多用語言難以表達(dá)的信息，圖形輔助建模就是利用鼠標(biāo)在計(jì)算機(jī)屏幕上繪制系統(tǒng)模型或用模型庫中已有的系統(tǒng)元件拼合系統(tǒng)模型。

面向?qū)ο蟮膱D形輔助建模的基礎(chǔ)是系統(tǒng)的可分性，即認(rèn)為系統(tǒng)是由子系統(tǒng)組成的，而子系統(tǒng)又可分解成更原始的子系統(tǒng)。由于這種性質(zhì)的存在，構(gòu)造模型的方式是通過連接組成系統(tǒng)模型的成分模型（子模型）來建造總體模型。對于一個(gè)復(fù)雜的施工系統(tǒng)而言，按施工系統(tǒng)的層次性，可將其分解為相對簡單和獨(dú)立的子系統(tǒng)，而子系統(tǒng)間的相互聯(lián)系和影響可在子系統(tǒng)模型間設(shè)置相應(yīng)耦合接口而加以協(xié)調(diào)，這樣可將各個(gè)子模型拼接起來而構(gòu)成整體系統(tǒng)模型。施工系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律通過施工系統(tǒng)模型中各實(shí)體的屬性與狀態(tài)的變化來反映和體現(xiàn)。根據(jù)上述，便形成了面向?qū)ο蟮膱D形輔助仿真建模思想。

4．基于GIS的較全面的仿真三維動(dòng)態(tài)數(shù)字模型構(gòu)造及其可視化方法

（1）數(shù)字地形模型建立

地表數(shù)字地形模型（Digital Terrain ModelDTM）是整個(gè)工程施工三維數(shù)字模型的重要組成部分，這里既是所有工程建筑物布置及施工活動(dòng)的場所，也是施工過程中地形動(dòng)態(tài)填挖的受體。水利水電工程一般均建在地形起伏較大的高原和山區(qū)，因此施工區(qū)地表DTM采用TIN模型來實(shí)現(xiàn)。建立工程地表DTM由地形等高線原始數(shù)據(jù)按一定的算法生成TIN模型。

（2）動(dòng)態(tài)實(shí)體參數(shù)化數(shù)字建模

按照實(shí)體對象的屬性，可將其分別用點(diǎn)、線、面、體等四類圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)。動(dòng)態(tài)實(shí)體的數(shù)字模型尚需反映其屬性信息，幾何圖形與其屬性的一一對應(yīng)關(guān)系建立可利用GIS的空間數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)為反映工程施工的動(dòng)態(tài)過程，在其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中除了描述幾何特征及屬性外，還體現(xiàn)時(shí)間特征。

實(shí)體建模若采用參數(shù)化建模方法，可大大簡化建模過程。參數(shù)化實(shí)體建模是一種通過相關(guān)幾何關(guān)系組合一系列用參數(shù)控制的特征部件而構(gòu)造整個(gè)幾何結(jié)構(gòu)模型的技術(shù)。整個(gè)建模過程可描述成一組特征部件的組裝過程，而每個(gè)部件都由一些關(guān)鍵的參數(shù)來定義。

（3）地形動(dòng)態(tài)填挖

地形填挖表現(xiàn)為DTM模型的修改，實(shí)質(zhì)上是對地形TIN模型進(jìn)行操作。即用足夠大的開挖（填筑）初始形體面轉(zhuǎn)化的TIN模型，與地形TIN兩者生成相交邊界，再從地形TIN上沿相交線切去填挖初始形體面所包含的地形區(qū)域，同時(shí)從填挖形體TIN模型中以相交線為邊界切去多余的開挖（填筑）邊坡區(qū)域，最后把兩個(gè)修正后的TIN合并構(gòu)成一個(gè)經(jīng)填挖后的地形DTM。在填挖計(jì)算過程中可同時(shí)得到填挖區(qū)域表面積與填挖體的工程量。

5．基于GIS的三維動(dòng)態(tài)演示方法

基于GIS的三維動(dòng)態(tài)演示是對任意時(shí)刻系統(tǒng)仿真面貌的再現(xiàn)，它反映了仿真系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)場的動(dòng)態(tài)變化過程。利用仿真模塊得到工程系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息，包括時(shí)間、建筑物幾何形狀及其屬性等，生成工程施工系統(tǒng)各環(huán)節(jié)某一動(dòng)態(tài)變化單元i對應(yīng)的圖元（施工、水位單元等）任意時(shí)刻t的面貌Vi（t），則t時(shí)刻的工程整體面貌可表示為V（t）＝Σvi（t），n為總的圖元數(shù)。其中，vi（t）＝fi（Xi，Yi，Xi，t），表示在動(dòng)態(tài)施工過程中，包含時(shí)間信息的圖元的幾何形狀，它隨時(shí)間的變化而變化。把工程施工任意時(shí)刻的整體面貌貯存在圖形庫中，并與其一一對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)建立聯(lián)系，從而在動(dòng)畫演示時(shí)，按時(shí)間順序讀取圖形庫中的形體數(shù)據(jù)及相對應(yīng)的屬性信息，不斷更新繪圖變量和屬性變量賦值，同時(shí)不斷刷新屏幕顯示。這樣就實(shí)現(xiàn)了整體工程施工過程的三維面貌及相應(yīng)信息的動(dòng)態(tài)顯示。

6．基于GIS的交互式可視化仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于GIS系統(tǒng)仿真的可視化表現(xiàn)在建模過程中利用GIS的信息可視化采集，以及在仿真可視化操作過程中利用GIS的動(dòng)態(tài)信息可視化表達(dá)。由于GIS特有的空間信息組織機(jī)制，使得其實(shí)現(xiàn)這些功能有著先天的優(yōu)勢。同時(shí)，在可視化仿真系統(tǒng)中，用戶可根據(jù)顯示的圖像交互控制仿真的各個(gè)階段，直到對所模擬的現(xiàn)象獲得理解與洞察。在這一過程中，用戶可以通過系統(tǒng)提供的操作界面隨著可視化仿真系統(tǒng)反饋的結(jié)果來同步保持交互對仿真過程的控制。

圖2表示的是一個(gè)基于GIS的系統(tǒng)交互式可視化仿真的框架模型，在此模型中清晰地反映了GIS在系統(tǒng)仿真中結(jié)合的具體環(huán)節(jié)，以及用戶控制仿真進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)手段。 三、可視化仿真技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用研究

1．復(fù)雜地下洞室群施工動(dòng)態(tài)可視化仿真與優(yōu)化方法研究

地下廠房系統(tǒng)施工開挖量大，施工強(qiáng)度高，施工條件復(fù)雜，是一個(gè)極其復(fù)雜的過程。由于工序的作業(yè)時(shí)間的隨機(jī)性，容易產(chǎn)生隨機(jī)排隊(duì)現(xiàn)象而影響其他作業(yè)；由于地下洞室系統(tǒng)縱橫交錯(cuò)，布置密集，高差大，施工通道少，使得各工序配合與相互干擾錯(cuò)綜復(fù)雜；在安排各個(gè)洞室施工先后順序及隧洞施工順序時(shí)，需要考慮對工程的總工期、圍巖穩(wěn)定、通風(fēng)散煙條件、施工強(qiáng)度以及交通運(yùn)輸?shù)葐栴}的影響。各個(gè)洞室施工在時(shí)間、空間上的邏輯關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)橫道圖難以直觀地揭示其復(fù)雜的時(shí)空關(guān)系。因而僅靠設(shè)計(jì)人員采用傳統(tǒng)的方法分析計(jì)算，難以確定合理的施工機(jī)械設(shè)備配套方案、制定合理的施工進(jìn)度計(jì)劃和施工組織設(shè)計(jì)方案，難以全面、快速、準(zhǔn)確地掌握施工全過程。

基于上述問題，提出了復(fù)雜地下廠房施工系統(tǒng)可視化仿真理論方法，并研制開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件ESAS，其基本構(gòu)成見圖3。通過地下洞室群施工全過程動(dòng)態(tài)仿真，可以對施工過程進(jìn)行定量計(jì)算與分析，進(jìn)行多方案的比較和優(yōu)化，直到得出滿意方案。

2．水利水電工程施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化仿真方法研究

水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)和管理過程，往往需要涉及大量的數(shù)據(jù)及圖形信息，如壩區(qū)的水文、地形、地質(zhì)資料以及樞紐設(shè)計(jì)、施工場地布置和施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)等各種數(shù)據(jù)及圖紙。高效、簡便地對這些信息進(jìn)行管理，是提高設(shè)計(jì)效率及施工管理水平的關(guān)鍵之一。同時(shí)，施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)是施工組織設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，對不同的導(dǎo)流方案很難進(jìn)行直觀的比較，所以實(shí)現(xiàn)施工導(dǎo)流形象直觀的表達(dá)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

為此，提出水利水電工程施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化仿真理論與方法，并實(shí)現(xiàn)施工導(dǎo)截流可視化信息管理與三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)CDMIS。此系統(tǒng)充分利用地理信息系統(tǒng)（GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析與處理能力，建立三維施工導(dǎo)截流場地布置模型，以及在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可視化的信息查詢及管理等功能，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中信息的可視化管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)演示。水電工程施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化仿真系統(tǒng)（CDMIS）結(jié)構(gòu)圖見圖4。

3．混凝土壩施工過程三維動(dòng)態(tài)可視化仿真與優(yōu)化方法研究

混凝土壩施工，考慮到溫度、應(yīng)力、澆筑機(jī)械設(shè)備布置和澆筑能力等因素的影響，需將混凝土壩體按一定的原則進(jìn)行分縫分塊澆筑。由于混凝土壩澆筑量大，澆筑塊數(shù)以千、萬計(jì)，澆筑塊之間的施工約束條件十分復(fù)雜，這就給安排澆筑順序和進(jìn)度帶來極大閑難，使人工安排澆筑塊、澆筑順序幾乎成為不可能。目前在制定混凝土壩施工組織計(jì)劃時(shí)，傳統(tǒng)的方法是憑經(jīng)驗(yàn)用類比的方法按月升高若干澆筑層和混凝土澆筑強(qiáng)度等指標(biāo)來控制施工計(jì)劃的進(jìn)程。這種方法由于缺乏系統(tǒng)的定量計(jì)算分析，在論證施工各階段的筑壩進(jìn)度以及各混凝土壩段升高過程是否能滿足大壩施工各方面的要求時(shí)總感到論據(jù)不足。

隨著計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是系統(tǒng)仿真技術(shù)在復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行中的推廣應(yīng)用，使得有可能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對混凝上壩施工的動(dòng)態(tài)過程的仿真實(shí)驗(yàn)。事先擬定不同的混凝土壩施工方案，并對施工動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行仿真，可預(yù)測不同施工方案下混凝土施工進(jìn)程的各項(xiàng)定量指標(biāo)，這對制定合理的混凝土壩施工進(jìn)度計(jì)劃將提供科學(xué)可靠的決策依據(jù)。在充分考慮各種澆筑施工影響因素的情況下，建立混凝土壩施工系統(tǒng)的數(shù)學(xué)邏輯模型，并在此模型基礎(chǔ)上編制計(jì)算機(jī)仿真軟件。通過選取各種可能的機(jī)械配套方案及輸入不同的施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行大壩施工過程的仿真計(jì)算，可得到最優(yōu)機(jī)械配套的數(shù)量、機(jī)械的利用率、混凝土月澆筑強(qiáng)度、逐月累計(jì)混凝土澆筑方量過程曲線。同時(shí)還可得到相應(yīng)某施工方案下大壩澆筑施工的詳細(xì)進(jìn)度計(jì)劃、各控制階段的筑壩進(jìn)程面貌等。而且通過混凝土壩澆筑仿真還可對其不同的澆筑規(guī)則對壩體上升進(jìn)程的影響進(jìn)行分析和研究。

同時(shí)，利用基于GIS的三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)來表現(xiàn)復(fù)雜混凝土壩施工過程。通過建立坐標(biāo)系，把現(xiàn)實(shí)世界的事物在計(jì)算機(jī)中對應(yīng)位置重現(xiàn)出來，建立實(shí)體的數(shù)字模型，并按照一定方式將實(shí)體與其屬性一一對應(yīng)，從而反映實(shí)體的靜態(tài)空間特征。同時(shí)利用過程信息，生成三維動(dòng)畫，為描述復(fù)雜的施工過程提供可視化手段。

4．水利水電工程施工總布置三維動(dòng)態(tài)可視化仿真方法研究

水利水電工程施工總布置是對工程施工場地在施工期間進(jìn)行的空間規(guī)劃。由于水利水電工程施工場地布置幾乎包括了一切地上、地下已有的、擬建的建筑物，一切為施工服務(wù)的臨時(shí)性建筑物（包括砂石加工系統(tǒng)、混凝土系統(tǒng)等），因此布置過程非常復(fù)雜。

對樞紐主要建筑物施工全過程進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各建筑物施工關(guān)系之間的協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)直觀的施工總布置形象全過程三維動(dòng)態(tài)仿真，使施工場地布置隨工程進(jìn)度計(jì)劃盡可能形象、直觀、迅速地演示現(xiàn)場施工場地變化過程。不僅能直觀顯示樞紐施工組織設(shè)計(jì)的成果，而且將極大地方便工程施工總布置決策及管理。水電站施工總布置可視化仿真系統(tǒng)（CLMIS）的總體結(jié)構(gòu)見圖5。

四、結(jié)束語

可視化仿真的理論和方法包括全過程動(dòng)態(tài)仿真理論、圖形輔助仿真建模方法、基于GIS的三維動(dòng)態(tài)數(shù)字模型構(gòu)造及其可視化方法、基于GIS的三維動(dòng)態(tài)演示方法及基于GIS的交互式可視化仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)了仿真建模、仿真計(jì)算過程及成果的可視化。

化工仿真技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；仿真；技術(shù)；環(huán)境；執(zhí)法

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 18-0000-01

Computer Simulation Technology Application in Environmental Law Enforcement

Zhou Jing

(Changzhou Environmental Monitoring Unit,Changzhou 213022,China)

Abstract:This paper studies the computer simulation technology in environmental law enforcement applications,analysis of the advantages of computer simulation technology and the specific implementation,and enforcement of environmental chemical companies as an example,chemical companies environmental systems Fencheng water,air and solid Waste three parts,to establish a chemical environment,the system dynamics simulation model,has some practical significance.

Keywords:Computer;Simulation;Technology;Environment;Law enforcement

一、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)施過程

（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以十分迅速的對多種方案進(jìn)行比較，通過計(jì)算機(jī)能夠在很短的時(shí)間之內(nèi)對多種方案進(jìn)行仿真模擬；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的成本比較低，它和真實(shí)的原型試驗(yàn)的不同之處是，它是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不會破壞原型，需要的只是軟件的開發(fā)和應(yīng)用費(fèi)用，而且，只要軟件投入到使用中，它就能夠進(jìn)行多個(gè)方案的計(jì)算，并且具有極高的重復(fù)使用率，總體成本比較低；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的可靠性高；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)用性強(qiáng)，它可以在多個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用，只要是能夠用數(shù)學(xué)進(jìn)行描述的模型，幾乎都是能夠用計(jì)算機(jī)來對系統(tǒng)的行為進(jìn)行模擬，并且還能夠?qū)ξ磥淼陌l(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測等等。

（二）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)施過程。首先就是模型的建立，按照研究對象以及研究目的的不同，在進(jìn)行仿真之前，首先就是要按照實(shí)際的問題來抽象出一個(gè)確定的系統(tǒng)，并給出系統(tǒng)的邊界條件以及約束條件，接著利用數(shù)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及其他學(xué)科的相關(guān)的只是來把這一系統(tǒng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行描述，這也就是我們所說的數(shù)學(xué)建模，按照研究目的的不同，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型也不同，具體可以劃分成為靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型、離散事件動(dòng)態(tài)模型以及混合時(shí)間動(dòng)態(tài)模型等等。其次就是要進(jìn)行模型的輸入，也就是要結(jié)合軟件的不同特點(diǎn)來對前一步中所建立的數(shù)學(xué)表達(dá)式輸入成計(jì)算機(jī)所能夠處理的形式，也就是仿真模型，這一模型是進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵之所在。接著是模型的仿真計(jì)算，把前一步所得到的仿真模型載入到計(jì)算機(jī)中的計(jì)算模塊中，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的實(shí)驗(yàn)方案來進(jìn)行仿真的計(jì)算，這也就是我們所說的“模型仿真計(jì)算”。

二、化工企業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的仿真模型

仿真模型的建立

對于化工企業(yè)來講，資源對系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在固體廢棄物污染、水污染以及大氣污染這三方面對環(huán)境的影響，所以，環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是把資源作為核心，并且是由污水處理系統(tǒng)、大氣污染的處理系統(tǒng)以及固體廢棄物污染處理系統(tǒng)構(gòu)成的，具體情況如下：

（一）污水處理系統(tǒng)。以蘇南某個(gè)縣區(qū)的化工工業(yè)園區(qū)的化工企業(yè)所排放的廢水為例，廢水中的污染物主要就是五日生化需氧量、化學(xué)耗氧量、氨氮含量、懸浮固體物質(zhì)以及石油類等等，另外還有一些少量的鐵離子、硫離子以及氯離子等等污染物，經(jīng)檢測，只有化學(xué)需氧量是超標(biāo)的，所以污水處理系統(tǒng)把化學(xué)耗氧量存量作為狀態(tài)變量，把化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量、化學(xué)耗氧量的減少量以及化學(xué)耗氧量的自然降解量來作為速率變量，并同時(shí)用多個(gè)輔助變量來和其他的子系統(tǒng)相互連接。這樣，就能夠把這一模塊的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行確定。并可以得出以下的方程：

水污染化學(xué)耗氧量存量（CSWR）CSWR.K=CSWR.J+DT×（CCSL.JK-CJSL.JK）

化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量（CCSL）CCSL.JK=CCSL.JK+CSHWSL.JK

生產(chǎn)廢水化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量（CSCFSL）CSCFSL.JK=SCFSPFL.JK×pndz.k

生產(chǎn)廢水排放量（SCFSPFL）SCFSPFL.JK=GYZCZZ.JK SCFSPFLgfwypfl.k

生活污水化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量（CSHWSL）CSHWSL.JK=SHWSCSL.JK×Indz.k

生活污水產(chǎn)生量（SHWSCSL）SHWSCSL.JK=P.K×rjwscsl.k

化學(xué)耗氧量減少量（CJSL）CJSL.JK=CZRXJL.JK+CXJL.JK

化學(xué)耗氧量自然消解量（CZRXJL）CZRXJL.JK=CSWR.K×czrxjxs.k

化學(xué)耗氧量自然消減量（CXJL）CXJL.JK=WSCFSL.JK×（fsnd.k-dbnd.K）

污水廠進(jìn)廢水量（WSCFSL）WSCFSL.JK=IF THEN ELSE（FSZL.K×fscll.k>=WSCCLL.K，F(xiàn)SZL.Kfscll.k）

廢水總量（FSZL）FSZL.K=SCFSPFL.JK+SHWSCSL.JK

污水廠污水處理能力（WSCCLL）WSCCLL.K=WSCLTZ.K×wywscll.k

污水處理投資（WSCLTZ）WSCLTZ.JK=HBZTZ.K×wstzl.k

區(qū)域地表水化學(xué)耗氧量濃度（CDBSND）CDBSND.K=bjnd.K+CSWR.K÷njjll.K

水質(zhì)相對污染度（SZXDWRD）SZXDWRD.K=CDBSND.K÷bjnd.K

（二）大氣污染處理系統(tǒng)。對于化工工業(yè)區(qū)化工企業(yè)排放的大氣污染來講，主要污染物有二氧化硫、二氧化氮、總懸浮顆粒物等等。現(xiàn)在把二氧化硫存量作為狀態(tài)變量、把二氧化硫產(chǎn)生量和消減量作為速率變量，同時(shí)把多個(gè)輔助變量和其他子系統(tǒng)相互連接。這樣，就能夠把這一模塊的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行確定，就可以列出相應(yīng)的方程，其方法和上述方法相同。

三、結(jié)語

總之，環(huán)境執(zhí)法工程的計(jì)算機(jī)仿真是一項(xiàng)比較系統(tǒng)且較為復(fù)雜的工程，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠?yàn)榄h(huán)境執(zhí)法人員搭建出一個(gè)真實(shí)且能夠自然交互的管理平臺，從而為環(huán)境執(zhí)法人員工作的有效開展提供有力的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫玉峰.礦區(qū)環(huán)境系統(tǒng)力學(xué)仿真模型的建立[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,2

化工仿真技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】物流服務(wù)；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在物流行業(yè)中的應(yīng)用增多，提高了工作效率的同時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)也越來越復(fù)雜。對于管理者而言，需要在生產(chǎn)過程中謹(jǐn)慎考慮每一個(gè)決策。在對B2B、C2C服務(wù)模式的特性與共性研究基礎(chǔ)上，對物流服務(wù)評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過確定物流服務(wù)質(zhì)量評價(jià)維度，在不同模式下，對電子商務(wù)物流服務(wù)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建。在這一背景下，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)滿足了物流服務(wù)的需求，管理者也將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)用于自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，提高了管理質(zhì)量及服務(wù)質(zhì)量。

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與自動(dòng)化物流系統(tǒng)概述

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展背景下也呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是對研究對象應(yīng)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模式，實(shí)現(xiàn)對研究對象了解的目的。對于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)而言，包含的學(xué)科內(nèi)容比較多，如控制、多媒體及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，屬于多領(lǐng)域、跨專業(yè)的綜合性學(xué)科。現(xiàn)階段，人們也越來越多的會應(yīng)用到計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，其發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆Ｓ绕涫窃谝恍┭芯繉ο髮θ梭w有危害或自身存在危險(xiǎn)性中，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)都能解決。如核電站、宇宙飛船等研究。在物流行業(yè)的發(fā)展中，提高物流服務(wù)質(zhì)量是行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而自動(dòng)化物流系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠促使物流服務(wù)質(zhì)量的提升。自動(dòng)化物流系統(tǒng)屬于復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在物流各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)中集合了光、機(jī)、電等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全過程自動(dòng)化作業(yè)。該系統(tǒng)屬于綜合性計(jì)算機(jī)集成化物流管理系統(tǒng)，包含自動(dòng)化高架立體庫、自動(dòng)引導(dǎo)車及往復(fù)式穿梭車、自動(dòng)化輸送、邏輯控制等系統(tǒng)。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用的步驟與方法

2.1仿真軟件的選擇

現(xiàn)階段，市場中的計(jì)算機(jī)仿真軟件種類非常多，適合物流系統(tǒng)仿真的軟件數(shù)量也特別多，不同軟件具有不同的特點(diǎn)、優(yōu)勢及局限。因此，在對物流系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行選擇時(shí)候，要結(jié)合實(shí)際情況來選擇。盡管仿真軟件的種類較多，但其主要模塊的功能都是一致的，主要包含以下模塊：①Conveyer。仿真系統(tǒng)的速度、斜坡及寬度等參與均由該模塊設(shè)置，由滾筒傳輸、非積放式傳輸及含積放式系統(tǒng)混合構(gòu)成，其功能非常強(qiáng)大。②PathmOVer。在往復(fù)穿梭車、自動(dòng)引導(dǎo)車及升降機(jī)等模型汽車中應(yīng)用廣泛且效果較好。③AS/RS。模塊主要功能是自動(dòng)存取，仿真系統(tǒng)自動(dòng)倉的確定按照貨架參數(shù)的選取實(shí)現(xiàn)。④Kine-matoc。對物流系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行模擬是該模塊的主要功能，對對象的自由度、運(yùn)動(dòng)方向等在仿真模型中定義，保證實(shí)體動(dòng)作的詳細(xì)模擬，如碼盤動(dòng)作、機(jī)械臂動(dòng)作等。⑤BidgeCrane。機(jī)械臂的移動(dòng)由該模塊控制，實(shí)現(xiàn)對獲取的拾起、下放等操作。⑥POWerFree。與Conveyer模塊的功能基本類似，都是對目標(biāo)對象進(jìn)行控制，不同之處是該模塊主要針對的是懸掛在空中的對象。⑦TanksTIPes/Trains。主要針對氣體、液體等物體進(jìn)行處理，如配置、傳輸?shù)?。⑧AutOVie。用戶可通過模型自定義相機(jī)的移動(dòng)和場景，對高質(zhì)量畫面進(jìn)行采集。同時(shí)，用戶可對相機(jī)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)采集畫面的逼真，對圖像可進(jìn)行平移、縮放等處理。⑨Autostat。對仿真結(jié)果進(jìn)行收集與分析，按照用戶既定目標(biāo)，給予參考方案，如降低成本、提高工作效率等方案。對仿真系統(tǒng)進(jìn)行合理選擇以后，就可以進(jìn)行具體操作，

2.2建立仿真模型

按照系統(tǒng)工作流程與實(shí)際工作需求，對系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行構(gòu)建，并對仿真系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行確定。仿真模型建立以后，要進(jìn)行邏輯控制程序的編寫，依據(jù)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的工藝流程、物料流動(dòng)過程及邏輯控制過程等仿真系統(tǒng)在對物料自動(dòng)處理時(shí)需要的時(shí)間，對邏輯控制程序進(jìn)行編寫。

2.3仿真系統(tǒng)運(yùn)行

在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，能夠?qū)ξ锪铣霈F(xiàn)的時(shí)間頻率依據(jù)物流系統(tǒng)實(shí)際需求量進(jìn)行計(jì)算，在物流自動(dòng)化仿真系統(tǒng)中直接輸入計(jì)算出的值，就能夠?qū)υ摲抡嫦到y(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行。根據(jù)物流系統(tǒng)生產(chǎn)班次，決定仿真系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，二者的對應(yīng)的關(guān)系，也可按照大物流系統(tǒng)來模擬。

2.4仿真結(jié)果優(yōu)化分析

按照該仿真系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果來看，需要對無流量是否滿足需求、流程是否暢通、系統(tǒng)是否存在問題等進(jìn)行分析。對無流量是否滿足要求按照數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果能夠直接判斷。與傳統(tǒng)的物流方式不同，商務(wù)物流整合了物流與電子商務(wù)的資源。商務(wù)物流在我國也經(jīng)歷了多年的發(fā)展，當(dāng)前商務(wù)物流模式主要包含B2B、C2C兩種。企業(yè)對企業(yè)的商務(wù)物流采用B2B模式，主要針對企業(yè)電子商務(wù)物流進(jìn)行研究；消費(fèi)者對消費(fèi)者的商務(wù)物流采用C2C模式，主要以零售電子商務(wù)為研究內(nèi)容。本文結(jié)合兩種服務(wù)模式的特點(diǎn)與共性，設(shè)計(jì)電子商務(wù)物流評價(jià)指標(biāo)體系，為物流方案的科學(xué)、合理建立提供依據(jù)。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在物流行業(yè)中的應(yīng)用前景

在通信、電力、生物、化工、交通等諸多行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)，對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，在更多的領(lǐng)域內(nèi)必然會有更多的應(yīng)用。在物流服務(wù)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，手下要對電子商務(wù)兩種常用模式的特定與共性進(jìn)行研究，B2B與C2C二者的共性主要表現(xiàn)為：在物流服務(wù)的內(nèi)容方面二者是類似的；特性表現(xiàn)為：B2B是針對企業(yè)與企業(yè)之間的合作，而C2C是針對消費(fèi)者對消費(fèi)者之間的合作，將兩種模式合作應(yīng)用，能夠使產(chǎn)業(yè)鏈更完整。在自動(dòng)化物流仿真系統(tǒng)中，可對參數(shù)輸入進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)情況及波動(dòng)進(jìn)行仿真，模擬對系統(tǒng)帶來的沖擊，避免一些無法預(yù)料的因素出現(xiàn)，對系統(tǒng)堵塞可直觀、形象的給出解決方案。能夠在系統(tǒng)未投資建設(shè)前，就能夠?qū)ψ詣?dòng)化物流系統(tǒng)的生產(chǎn)信息及實(shí)際流程進(jìn)行全面了解?，F(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)在我國的起步時(shí)間較晚，因此在物流服務(wù)評價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)方面，還存在諸多不足，需要對電子商務(wù)物流服務(wù)從不同層面、不同角度來全面分析，對所涉及到的各類因素進(jìn)行綜合評估，并集合相關(guān)評價(jià)指標(biāo)構(gòu)成評價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)不同模式下評價(jià)內(nèi)容的不同。在實(shí)際工作開展中，要堅(jiān)持遵循中心、重要、基本、關(guān)鍵及必要五大原則，確保評價(jià)指標(biāo)體系的客觀合理。本文對整體物流服務(wù)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)制度及物流服務(wù)質(zhì)量評價(jià)量表進(jìn)行參考，對評價(jià)的維度與模式從便利、可靠、響應(yīng)及關(guān)懷四個(gè)方面確定，實(shí)現(xiàn)度電子商務(wù)物流服務(wù)的跟東與定位定價(jià)，促使我國物質(zhì)服務(wù)質(zhì)量的不斷提升。