大一計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)專業(yè)期末論文
近年來(lái),隨著控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,系統(tǒng)科學(xué)研究的深入,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一門新的學(xué)科。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的大一計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)專業(yè)期末論文，供大家參考。
大一計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)專業(yè)期末論文篇一
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合分析
摘要:進(jìn)入新時(shí)期以來(lái)，得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，仿真技術(shù)成為了當(dāng)前其主要發(fā)展趨勢(shì)。這是因?yàn)榻柚谠撚?jì)算機(jī)技術(shù)，使得人們能夠通過(guò)構(gòu)建精準(zhǔn)而逼真的模型實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行三維圖像模擬，這一優(yōu)勢(shì)使其迅速被應(yīng)用各行各業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中去。而信息處理作為計(jì)算機(jī)重要的基礎(chǔ)組成，仿真技術(shù)在很大程度上依賴于其，因而可以說(shuō)這二者有著極為密切聯(lián)系。對(duì)此，本文將基于筆者多年計(jì)算機(jī)研究實(shí)踐，對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行概述，并分析該技術(shù)，最后在探究其與信息處理的結(jié)合。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);仿真技術(shù);信息處理;結(jié)合;探究
1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)概述
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)(ComputerSimulation)指的是通過(guò)運(yùn)用建模、仿真以及圖像處理分析等方式把不可視的物體轉(zhuǎn)變成為可視形象化模擬，從而使得人們能夠借助于此了解該物體性質(zhì)、規(guī)律等。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，建?？梢哉f(shuō)是該技術(shù)的重要組成部分，通過(guò)建模可以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際情況下難以或無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)造模擬，隨后再輔以相關(guān)技術(shù)，讓我們能夠全面而準(zhǔn)確地掌握物體。正是憑借于這一優(yōu)勢(shì)，使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到諸如建筑、航天、交通以及制造等多種行業(yè)，并逐漸成為行業(yè)中不可獲取重要技術(shù)。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分析
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)物體進(jìn)行虛擬模擬的技術(shù)，結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，其主要涉及建模思想、圖像處理分析與數(shù)字化等技術(shù)。通過(guò)研究可知，該技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中一般經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟:
2.1對(duì)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建
實(shí)踐中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)用第一個(gè)步驟便是對(duì)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建。在此過(guò)程中，主要使用歸納與演繹兩種分析方法，有時(shí)我們只需單獨(dú)使用某一方法便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，有時(shí)則需要將這二者結(jié)合，這需要技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)要求決定。以演繹法為例，首先計(jì)算機(jī)將物體模擬的數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，隨后系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上根據(jù)所設(shè)定參數(shù)對(duì)上述數(shù)據(jù)開(kāi)展演繹分析，將該物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建起來(lái)。
2.2物體仿真模型實(shí)現(xiàn)
當(dāng)物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建起來(lái)后，技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行仿真模型實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是技術(shù)人員通過(guò)使用編程語(yǔ)將所構(gòu)建數(shù)據(jù)模型進(jìn)行程序化處理，從而使得該模型實(shí)現(xiàn)仿真。需要注意的是，在物體仿真模型實(shí)現(xiàn)時(shí)，所使用編程語(yǔ)言眾多，技術(shù)人員必須在充分結(jié)合數(shù)據(jù)模型特征以及相關(guān)要求基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨后準(zhǔn)確地使用編程語(yǔ)言將其模型化，最后通過(guò)程序化管理，確保仿真模型實(shí)現(xiàn)。
2.3仿真模型驗(yàn)證
在上述工作完成后，為了確保所構(gòu)建物體仿真模型有效性，技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。此項(xiàng)工作的重點(diǎn)主要是在于對(duì)該模型中數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)方法開(kāi)展驗(yàn)證，隨后技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行判斷，從而確定該仿真模型是否達(dá)到要求。
3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合探究
正如上文所述，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)在很大程度上依賴于信息處理，將二者相結(jié)合對(duì)仿真來(lái)說(shuō)不但有助于有效地提升其效果，同時(shí)也可以使得仿真實(shí)驗(yàn)功能不斷完善;而對(duì)于信息處理而言，則可以在把抽象的信息進(jìn)行可視化、虛擬真實(shí)化處理前提下，有效地提高其處理準(zhǔn)確性以及效率。有鑒于此，加強(qiáng)二者地結(jié)合與應(yīng)用逐漸成為了當(dāng)前主要發(fā)展趨向。對(duì)此，下面筆者將二者一些結(jié)合進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。
3.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光信息處理結(jié)合
光信息處理具有速度快、容量大、可并行等優(yōu)點(diǎn)，是一類極為先進(jìn)的信息處理技術(shù)。而計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)二維圖像信息的處理有著顯著的優(yōu)勢(shì)，將二者進(jìn)行有效結(jié)合，可以有效識(shí)別圖像特征、增強(qiáng)圖像處理能力。例如CAI、CAD等軟件都是現(xiàn)階段科學(xué)研究工程實(shí)際的新手段。
3.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理結(jié)合
除了上述與光信息處理相結(jié)合外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理結(jié)合也是當(dāng)前極為重要的一種形式，而在此其中以matlab軟件最為典型。該軟件作為計(jì)算機(jī)重要軟件之一，不但涉及矩陣運(yùn)算以及信息處理等眾多方面，同時(shí)還具有很高的靈活性。除此之外，該軟件在信息處理上還具有諸如運(yùn)算安全性高、輸入快捷以及功能豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而使得其成為了當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理重要的結(jié)合與應(yīng)用。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，技術(shù)人員在運(yùn)用matlab軟件時(shí)，首先將所要處理的信息輸入到其中，隨后該軟件按照相關(guān)設(shè)定開(kāi)展仿真模擬，然后計(jì)算機(jī)在此基礎(chǔ)上對(duì)信息開(kāi)展可視化處理，如此一來(lái)將極大程度地提升信息處理工作準(zhǔn)確性以及效率。
4結(jié)束語(yǔ)
總而言之，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并且定將在未來(lái)發(fā)展的道路上越走越遠(yuǎn)。而對(duì)于信息處理來(lái)說(shuō)，大部分信息處理技術(shù)已被植入到計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)當(dāng)中，將二者相互結(jié)合起來(lái)，不能呈現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，并且極具發(fā)展空間，具有極為廣闊的研究?jī)r(jià)值。
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大一計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)專業(yè)期末論文篇二
汽車催化器設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用
[摘要]
隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及排放技術(shù)的發(fā)展，催化器的設(shè)計(jì)也對(duì)工程師提出了越來(lái)越高的要求，本文主要介紹了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，特別是CAE和CFD技術(shù)在汽車催化轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。CAE以及CFD技術(shù)的應(yīng)用，大幅縮短了汽車催化器設(shè)計(jì)的周期，且降低了設(shè)計(jì)成本，使催化器產(chǎn)品的可靠性得到顯著提升。相關(guān)的分析工作表明催化器支架設(shè)計(jì)前，應(yīng)首先對(duì)整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)振動(dòng)形式的分布來(lái)確定支架的布置方向;流場(chǎng)的合理性對(duì)產(chǎn)品的性能產(chǎn)生重要影響，載體前端部分要盡量避免過(guò)小的轉(zhuǎn)彎半徑導(dǎo)致的紊流現(xiàn)象。
[關(guān)鍵詞]CAE;模態(tài);剛度;沖壓工藝
1前言
近年來(lái)，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車已經(jīng)走進(jìn)眾多的家庭，正逐步從奢侈品變?yōu)槌鞘猩畹谋匦杵?。汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶給人們出行便捷的同時(shí)，也帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人體健康造成了損害[1]。因此尾氣排放成為了評(píng)價(jià)整車性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行，愈發(fā)體現(xiàn)出了催化器對(duì)整車性能的重要性，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)催化器的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，緊耦合式歧管、渦輪增壓技術(shù)都使催化器的結(jié)構(gòu)朝著異形化的方向發(fā)展，催化轉(zhuǎn)化器在設(shè)計(jì)中不但要滿足高溫、強(qiáng)震動(dòng)下的剛度要求，更要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
2模態(tài)分析對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響
作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的重要組成部分，催化器決定了汽車排放性能的優(yōu)劣。隨著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，催化器的位置也越發(fā)靠近發(fā)動(dòng)機(jī)熱端，目前常見(jiàn)的排放系統(tǒng)，常常將催化器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管或是渦輪增壓器的出口位置，這也使得催化器處于高溫、強(qiáng)振的工作環(huán)境中。為了滿足排氣系統(tǒng)的使用壽命的要求，在催化器的設(shè)計(jì)階段，就必須考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耐久性能，而這其中，催化器的模態(tài)對(duì)催化器的性能至關(guān)重要，目前的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中，一般要求催化器在高溫下的一階模態(tài)達(dá)到210Hz[2]。
2.1邊界條件的設(shè)定
2.1.1溫度邊界條件催化器是一種典型的流固耦合模型，尾氣的高溫對(duì)催化器的性能有很大的影響，根據(jù)材料力學(xué)性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，800℃時(shí)的不銹鋼材料性能大約只有常溫下材料性能的1/6，因此進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)必須要考慮溫度場(chǎng)帶來(lái)的影響。由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得載體區(qū)域壁面溫度較高，約為800~900℃，非載體區(qū)域的壁面溫度在400~500℃之間。
2.1.2材料屬性的定義在模態(tài)計(jì)算時(shí)，需要定義的材料屬性有彈性模量、泊松比以及材料的密度，這其中彈性模量隨溫度的升高會(huì)產(chǎn)生明顯的下降。通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)得不銹鋼材料彈性模量隨溫度的變化關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線擬合成二次多項(xiàng)式：將此公式作為模態(tài)分析時(shí)彈性模量的輸入。材料的密度隨溫度的變化并不明顯，因此按照常溫下的材料密度值進(jìn)行設(shè)定，泊松比一般取在0.2~0.3之間。對(duì)于排氣管內(nèi)的氣體，假設(shè)其為理想氣體，是單向的牛頓流體，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，設(shè)定其可壓縮性對(duì)計(jì)算結(jié)果會(huì)產(chǎn)生明顯影響，馬赫數(shù)MH=V/a，V為當(dāng)?shù)厮俣?，a為當(dāng)?shù)匾羲?當(dāng)MH<0.3時(shí)，為不可壓縮，當(dāng)MH≥0.7時(shí)肯定為可壓縮流體，如果用不可壓縮法計(jì)算，結(jié)果就會(huì)有明顯的差別[3]。
2.2計(jì)算結(jié)果
2.2.1初始設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在初始設(shè)計(jì)中，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)安裝空間的情況，將催化器支架設(shè)計(jì)成為圖1中右側(cè)的結(jié)構(gòu)，該支架與中間段軸線呈傾斜布置，該方案的一階模態(tài)160Hz，沒(méi)有達(dá)到催化器的設(shè)計(jì)要求。而在后續(xù)的臺(tái)架試驗(yàn)中，催化器的確在在中間段位置出現(xiàn)了多次斷裂。說(shuō)明該設(shè)計(jì)方案的確不能滿足剛度要求。改進(jìn)方法主要針對(duì)催化器支架進(jìn)行，通過(guò)對(duì)支架的位置、走向進(jìn)行優(yōu)化及整體剛度的調(diào)整[4]。
2.2.2改進(jìn)方案將支架設(shè)計(jì)成了對(duì)稱的“雙L”型結(jié)構(gòu)，并且支架的布置方向與中間段軸線垂直。該支架作用下的整體模態(tài)達(dá)到300Hz，滿足設(shè)計(jì)要求，并且支架沒(méi)有增加安裝孔位，便于裝配。該方案在臺(tái)架試驗(yàn)中也取得了良好的效果，200小時(shí)振動(dòng)耐久試驗(yàn)以及250h熱沖擊試驗(yàn)均達(dá)到了滿意的效果;另外，良好的裝配工藝性，也在后續(xù)的量產(chǎn)中收獲了不錯(cuò)的效果，裝配效果更加穩(wěn)定。
2.3模態(tài)計(jì)算與支架設(shè)計(jì)
通過(guò)多個(gè)類似催化器支架的設(shè)計(jì)，得到這樣的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：支架的走向?qū)φw結(jié)構(gòu)的模態(tài)有明顯的影響。產(chǎn)品振動(dòng)的角度和中間段軸線基本垂直，這恰好與改進(jìn)方案中的支架走向一致;而初始設(shè)計(jì)方案中的支架走向與催化器主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)方向存在一定的角度，從而影響了支架的效果，使剛度無(wú)法滿足要求。因此，我們?cè)诖呋髦Ъ艿脑O(shè)計(jì)初期，首先要關(guān)注主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)形式，并根據(jù)振動(dòng)的方向來(lái)設(shè)計(jì)支架走向，保證催化器支架能最大限度的提升整體結(jié)構(gòu)的剛度。
3CFD分析對(duì)催化器流道設(shè)計(jì)的影響
催化轉(zhuǎn)化器的內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)排氣性能產(chǎn)生很大影響，在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮流場(chǎng)對(duì)氣流走向、壓力損失、流速均勻、載體前端流場(chǎng)偏心等參數(shù)的影響。在早期的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師更多通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)是否合理;而隨著CFD技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)能通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)真實(shí)的模擬流場(chǎng)內(nèi)部的氣流情況。圖2是某渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)催化器的設(shè)計(jì)方案，由于裝車環(huán)境的限制，流場(chǎng)在前錐出現(xiàn)較大拐角。通過(guò)CFD分析，我們得到了圖2所示的流場(chǎng)分布結(jié)果。能夠看出，流場(chǎng)在載體及后錐等部分氣流速度分布規(guī)則、流場(chǎng)均勻，而在前錐位置，由于過(guò)大的拐角，導(dǎo)致氣流在拐彎后的錐形區(qū)域形成渦流。載體前部渦流會(huì)影響流入載體截面氣流的均勻性，影響催化轉(zhuǎn)化效果;另外，嚴(yán)重的渦流可能會(huì)加快襯墊的吹蝕，造成載體堵塞等嚴(yán)重失效。因此，我們對(duì)催化器前錐進(jìn)行了優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)，氣流在拐彎后沒(méi)有足夠的直線管道來(lái)幫助氣流方向恢復(fù)穩(wěn)定，因此優(yōu)化時(shí)應(yīng)該考慮在拐彎后增加適當(dāng)?shù)闹本€管路;另外，氣流在拐彎內(nèi)側(cè)部分氣流速度最大，并在該處形成離心現(xiàn)象，導(dǎo)致后方氣流整體向下偏移，影響載體截面氣流的偏心率，所以增大拐彎半徑，降低氣流的離心現(xiàn)象，也會(huì)對(duì)整體氣流有優(yōu)化作用;最后我們發(fā)現(xiàn)，過(guò)大的錐形區(qū)域也給渦流的產(chǎn)生提供的空間，設(shè)計(jì)時(shí)合理的減小該錐形空間，能夠減小渦流產(chǎn)生的規(guī)模，提高整體流場(chǎng)的穩(wěn)定性。根據(jù)該思路，對(duì)催化器前端的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，綜合考慮各個(gè)因素后，將載體向后平移了15mm，這樣就為催化器前端創(chuàng)造了更大的空間，考慮到盡量減小錐形區(qū)域，因此設(shè)計(jì)成圖3所示相對(duì)扁平的錐體結(jié)構(gòu)，再配合一根弧度更大的彎管，完成了優(yōu)化后的方案。優(yōu)化后的流場(chǎng)在催化器前端的流動(dòng)更加平穩(wěn)，由于彎管的弧度增大，氣流在拐彎前后的分布更加均勻，錐形空間的減小也大大限制了渦流區(qū)域的影響，通過(guò)進(jìn)一步計(jì)算，該方案氣流在載體截面的均勻度為0.98、偏心率為0.1，應(yīng)該說(shuō)流場(chǎng)的分布情況滿足了設(shè)計(jì)要求。
4結(jié)論
1)在催化器支架設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮整體結(jié)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的布置形式、布置方向及其隨發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的主要振動(dòng)方向，催化器的主要振動(dòng)方向是其剛度的薄弱方向;
2)催化器支架設(shè)計(jì)前，應(yīng)首先對(duì)整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)CAE手段得到其整體結(jié)構(gòu)在各階固有頻率(主要是一階固有頻率)下的振動(dòng)形式，根據(jù)振動(dòng)形式的分布，來(lái)確定支架的布置方向;
3)流場(chǎng)的合理性對(duì)產(chǎn)品的性能產(chǎn)生重要影響，載體前端部分要盡量避免過(guò)小的轉(zhuǎn)彎半徑，小半徑彎管不但工藝實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，對(duì)流場(chǎng)的均勻性也帶來(lái)不利影響;另外，在角度突變的區(qū)域應(yīng)該避免出現(xiàn)較大錐形空間出現(xiàn)。
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大一計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)專業(yè)期末論文篇三
復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)
復(fù)雜系統(tǒng)成為目前國(guó)家發(fā)展主要解決的問(wèn)題之一。復(fù)雜系統(tǒng)涉及的范圍有社會(huì)、政治、軍事、管理、經(jīng)濟(jì)、生物、工程等方面。復(fù)雜系統(tǒng)直接影響著社會(huì)各個(gè)層面的活動(dòng)，增加了研究復(fù)雜系統(tǒng)的難度，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)有效的研究尤其重要，因此，相關(guān)部門要加大復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的研究與設(shè)計(jì)。
1復(fù)雜系統(tǒng)概述
1.1復(fù)雜系統(tǒng)的含義
目前我國(guó)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)還沒(méi)有明確的定義，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的理解還處于研究階段。大家所理解的復(fù)雜系統(tǒng)主要是指巨大的元素?cái)?shù)量組成的系統(tǒng)，而系統(tǒng)各元素之間具有隨機(jī)性、非線性的依存關(guān)系，系統(tǒng)功能難以利用抽象描述、形式化描述體現(xiàn)出來(lái)。如金融證券市場(chǎng)就可以視為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，而該復(fù)雜系統(tǒng)的組成元素主要包括國(guó)家金融、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、上市公司、證券公司、證券參與者等，而這些促成元素之間即相互依存又各自獨(dú)立。
1.2復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)
復(fù)雜系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有不可計(jì)算性、自主性、關(guān)聯(lián)性、開(kāi)放性。不可計(jì)算性主要是指復(fù)雜系統(tǒng)的行為難以通過(guò)數(shù)學(xué)的方式描述出來(lái)，各元素行為的總和不等同于復(fù)雜系統(tǒng)的整體行為。自主性是指元素之間獨(dú)立自治性較強(qiáng)，各自元素行為通常是自行規(guī)劃來(lái)完成，全局控制在復(fù)雜系統(tǒng)中是不存在的。關(guān)聯(lián)性是指元素之間雖然各自獨(dú)立，但它們相互作用，而且作用的影響相當(dāng)大，甚至可以影響整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)、行為。開(kāi)放性是指系統(tǒng)的元素種類多且數(shù)量大，在對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)研究的過(guò)程中不能單獨(dú)的對(duì)某元素進(jìn)行封閉研究，要使用突現(xiàn)、聚集的方法，復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)化常通過(guò)元素聚類、集來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用
2.1自適應(yīng)Agent
復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用平臺(tái)最具影響力的設(shè)計(jì)是由美國(guó)桑培飛研究提出的自適應(yīng)Agent仿真平臺(tái)。不同智能主體Agent通過(guò)單機(jī)中的若干線程和進(jìn)程構(gòu)成，包括反應(yīng)Agent、交互Agent、控制/顯示Agent、局部Agent、全局Agent、對(duì)象管理、控制時(shí)間推進(jìn)。而且不同的Agent具有不同的功能，反應(yīng)Agent具有自適應(yīng)能力，交互Agent能夠完成網(wǎng)絡(luò)的交互，控制/顯示Agent能夠完成人機(jī)交互，局部Agent或全局Agent能夠進(jìn)行通信。而所有的Agent智能主體都具有反應(yīng)能力、交互能力、自治性。當(dāng)仿真感知到信息的時(shí)候反映體就會(huì)做出決策，例如證券交易原則，對(duì)于普通證券交易人員來(lái)說(shuō)則非常簡(jiǎn)單，當(dāng)證券價(jià)格上升，證券交易人員就出售那些呈現(xiàn)上升趨勢(shì)證券，反之則買進(jìn)若干倍的證券。
2.2智能仿真平臺(tái)
智能仿真平臺(tái)主要具有兩方面內(nèi)容，一是具有控制/顯示Agent、自適應(yīng)Agent的智能主體，代表復(fù)雜系統(tǒng)的基本元素，而這些復(fù)雜系統(tǒng)主要是國(guó)家、公司、機(jī)構(gòu)、證券交易中的散戶。二是全局Agent、局部Agent、交互Agent等實(shí)現(xiàn)基本元素關(guān)聯(lián)的智能主體。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示.不同RII接口Agent通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，而RII再對(duì)其進(jìn)行綜合性服務(wù)。實(shí)現(xiàn)各個(gè)Agent之間的相互作用。
3復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的設(shè)計(jì)
復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)主要是從基于HLA框架中RTI的多種智能主體Agent分布的仿真平臺(tái)。主要包括時(shí)間推進(jìn)、事件處理、信息分發(fā)、主體控制。充分發(fā)揮HLA框架中RTI的強(qiáng)大功能，而RTI主要功能有數(shù)據(jù)分析管理、聲明管理、時(shí)間管理、屬性管理、主體管理、全局管理。另外RTI服務(wù)應(yīng)與多Agent仿真環(huán)境需求相對(duì)應(yīng)。如對(duì)象管理OM和聯(lián)邦管理FM對(duì)應(yīng)主體控制;時(shí)間管理服務(wù)TM對(duì)應(yīng)時(shí)間;數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務(wù)DDM、數(shù)據(jù)管理DM與信息分發(fā)相對(duì)應(yīng)。
但是這種仿真平臺(tái)還存在局限，HLA框架中RTI對(duì)Agent之間的通信缺少支持，而在Agent中通信服務(wù)很重要，而基于HLA框架中RTI服務(wù)難以滿足其要求，對(duì)個(gè)元素的關(guān)系也無(wú)法實(shí)現(xiàn)具體描述。因此，為了解決HLA框架中RTI對(duì)Agent之間缺少通信支持的問(wèn)題，可以使用增加ML(中間層)在RTI和Agent軟件之間的方法。例如AgentA將信息通過(guò)ML傳輸?shù)絉TI，然后RTI進(jìn)行分析服務(wù)，將從ML接收到的信息分為到B的信息、到C的信息，然后在經(jīng)過(guò)ML分別傳到AgentB和AgentC。最終實(shí)現(xiàn)Agent之間的通信。而ML中間層的主要作用是解釋和分裝仿真環(huán)境中的自適應(yīng)Agent和HLA中的RTI服務(wù)功能之間的通信。
增加HLA框架中RTI對(duì)Agent的通信支持。由于HLA框架中RTI和Agent之間通過(guò)ML中間層解釋信息，有可能會(huì)增加Agent元素之間的數(shù)據(jù)流通量，而在這時(shí)數(shù)據(jù)分發(fā)的數(shù)量可以利用RTI的路由空間進(jìn)行限制。通過(guò)RTI對(duì)接受、發(fā)送數(shù)據(jù)的約束，能夠?yàn)锳gent邦元得到所需信息提供保障。例如在同一電臺(tái)中的不同頻道接收、發(fā)送信息，頻道接受、發(fā)出的信息可以由RTI的路由空間進(jìn)行約束，根據(jù)邦元的ID作為路由空間的參數(shù)，只允許在這個(gè)頻道上的不同邦元可以對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行接收。還可以根據(jù)發(fā)送者的需求對(duì)路由空間進(jìn)行有選擇性的使用。
4結(jié)論
綜上所述，通過(guò)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的研究和設(shè)計(jì)，可以了解到復(fù)雜系統(tǒng)的重要性，對(duì)我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展等方面具有非常重要的意義。通過(guò)應(yīng)用和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的有效描述，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步。
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