计算机仿真技术及其应用

近年来,随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,系统科学研究的深入,计算机仿真技术已经发展成为一门新的学科。信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到了迅速发展。计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。本文主要在介绍计算机仿真技术的发展、计算机仿真的仿真步骤以及仿真的核心技术的基础上谈谈计算机仿真技术的应用。     

计算机仿真技术及其应用

近年来,随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,系统科学研究的深入,计算机仿真技术已经发展成为一门新的学科.信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到了迅速发展.计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法.本文主要在介绍计算机仿真技术的发展、计算机仿真的仿真步骤以及仿真的核心技术的基础上谈谈计算机仿真技术的应用.     

交通系统计算机仿真研究综述

交通仿真是交通系统的研究、规划、验证和开发中一项广泛使用的技术。它是计算机仿真技术在交通工程领域的应用。该文首先系统地分析了交通系统计算机仿真研究的意义,分别讨论了传统交通系统和智能交通系统与仿真技术之间的关系。在此基础上,概括了国际上交通仿真研究的领域和方法,并对其目前发展状况和具体应用情况进行了详细介绍。最后,结合计算机仿真技术的最新发展,预测了交通仿真未来的7大发展趋势：虚拟现实技术、网络化与系统集成、并行计算、面向对象编程、离散仿真、交通需求仿真和控制系统仿真。     

计算机仿真的终极目标:智能仿真?

介绍了计算机仿真技术的发展历程和现状,重点讨论以神经网络为基础的智能仿真技术并介绍在不同仿真领域的应用.     

党和国家领导人关心计算机仿真技术

任何学科专业的发展总是和需求紧密联系在一起的,需求旺盛,领导必然重视,领导重视必然促进学科专业的发展.需求牵引,技术推动,领导重视是计算机仿真技术长足发展的根本原因.党和国家领导人非常关心计算机仿真技术.第二、三代领导人多次视察有关计算机仿真科研院所和公司等,发表了重要指示,为我国发展计算机仿真技术指明了方向.现任领导人也非常关心计算机仿真技术.我国有望成为世界上仿真技术大国.     

机械原理仿真MCAI软件的设计与实现

介绍了应用计算机多媒体与仿真技术相结合设计制作的《机械原理》仿真 MCAI软件系统的组成、实现方法及其设计特点     

计算机仿真及其在制造业中的应用

制造业是国民经济的支持性产业。ＣＩＭＳ是制造业新的生产模式，为实现ＣＩＭＳ．广泛应用了计算机仿真技术。本文是“计算机仿真与制造业发展”系列文章的第一篇，它主要介绍８０年代后期计算机仿真的几个大的转变，计算机仿真在制造业中的应用概况及我国研制的几个用于制造业的建模与仿真系统。     

基于虚拟现实的飞行仿真技术研究

虚拟现实是一种交互式仿真技术的高级形式,具有信息的多维性、人机交互的自然性等特点,并可表现出计算机解析、推理等智能性。随着计算机及网络等技术的迅猛发展,使得虚拟现实技术在飞行仿真研究领域得到广泛应用。本文总结了国外利用虚拟现实技术在飞行仿真领域的研究与应用现状,给出了基于虚拟现实的飞行仿真关键技术。本文研究对虚拟现实技术在飞行仿真技术的方向进行了综述,并作为该领域研究的重要参考。     

MultiGen Creator/Vega在高速列车运行视景仿真系统中的应用

随着计算机软、硬件技术的迅速发展,利用三维视景仿真技术动态描述列车运行仿真过程成为一个新的发展方向。简要介绍了开发工具Multigen Creator和Vega的特点。研究了利用Creator和Vega实现视景仿真的总过程。结合高速列车运行实例说明了利用Multigen Creator建立铁路三维模型的主要思路和过程,并详细分析了建模过程中的难点问题及相应的办法;还研究了利用Vega实现实时驱动的步骤和方法。仿真结果表明,基于Multigen Creator和Vega的高速列车运行实时视景仿真系统取得了良好的效果。     

关注军用并行仿真的高效能问题

随着应用的不断深入,军事仿真对计算机综合性能的要求越来越高.目前高效能计算机的发展以及新型体系结构的涌现给军用并行仿真带来了重要的机遇和挑战,如何高效充分利用系统资源,提高军事仿真应用的开发及运行效率成为当前军用并行仿真亟待解决的关键问题.论文从技术角度,讨论了军用高效能并行仿真的需求以及传统高性能仿真技术存在的问题,分析了实现高效能并行仿真的可能途径,并就军用高效能仿真计算机和配套软件的研制提出了具体建议.     

Adaptive cloud simulation using position based fluids

In this paper, we propose a method for the simulation of clouds using particles exclusively. The method is based on position based fluids, which simulates fluids using position constraints. To reduce the simulation time, we have used adaptive splitting and merging to concentrate computation on regions where it is most needed. When clouds are formed, particles are split so as to add more details to the generated cloud surface and when they disappear, particles are merged back. We implement our adaptive method on the Graphics Processing Unit (GPU) to accelerate the computation. While the splitting portion is easily parallelizable, the merge portion is not. We develop a simple algorithm to address this problem and achieve reasonable simulation times. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于资源状态蚁群算法的云计算任务分配

针对云计算中的任务分配问题,分析任务资源之间的数学模型,提出一种基于资源状态蚁群算法,相对一般蚁群算法,加入虚拟机实时状态,更精确地表达云计算任务分配的问题.通过CloudSim工具设计仿真实验,实验结果表明,与最近Cristian Mateos提出的蚁群改进算法相比,该算法在任务完成时间、算法稳定收敛方面取得了较好表现,以RR算法为基准,该算法提高后的时间比例稳定在RR算法任务完成时间的60％～65％,稳定性提高4.7倍.     

云中基于蚁群算法改进的负载均衡策略

针对云计算虚拟化资源中,提高资源利用率、负载均衡度的问题,在蚁群算法的基础上,提出云中节点间负载均衡的改进算法。前向蚂蚁检测节点的类型、记录节点信息,遇到负载节点时留下觅食信息素;后向蚂蚁依据循迹信息素追溯回负载节点,合理分配超载节点任务。所有蚂蚁不再更新自己的结果集,而是致力于更新单个结果集,在搜索过程中依据节点类型动态地修改路径信息素。在Cloudsim平台下进行的仿真实验验证了改进算法的有效性。     

基于云定性仿真的兰彻斯特作战模型

过去多年来兰彻斯特方程已成为计算机作战仿真领域的标准方法, 然而该类方法不能充分反映建模中相关变量内在的不确定性。鉴于此, 提出了一种基于云定性仿真方法的定性兰彻斯特作战模型, 该方法引入正态云的数字特征和云测度指标表示定性路标值, 并将云测度指标在约束集合中传播以提高仿真结果的准确性, 不仅可以更准确地表征作战模型中相关变量的不确定性, 而且扩充了作战应用的适用范围, 尤其是在无法或无需对模型相关变量精确量化的情况下, 仿真中涉及到如何表征这些不确定性的定性变量时, 该方法具有一定优势。最后以经典历史战役为例验证了该方法的正确性与可行性。     

一种简化的流体方法快速仿真大型三维云场景

提出了一种改进的立体云模拟方法,用Navier-Stokes流体方程描述云的运动规律,同时考虑大气运动条件下云的特性,建立云的运动模型。在云的实时渲染方面,基于太阳光照方向和天气状况提出了一种简单的光照模型,大幅度地提高了云的渲染速度。此外,使用改进的环状Impostor技术来提高大范围云层的渲染速度。基于上述理论模型,利用实验室自主图形引擎开发了一套三维云仿真插件,广泛应用于各种实时仿真和科技娱乐项目中。该方法绘制的云具有规模大、真实感强、渲染速度快的特点。     

云计算仿真平台的构建与改进

由于应用服务受到复杂的组件、配置和部署条件等多维因素的影响,在实际的云计算数据中心配置不同参数进行测试分析是不现实的.因此使用模拟工具合理有效的进行资源和任务的调度分配策略仿真实验就尤为重要.基于此,本文介绍了三种主流云计算仿真平台,分别是:CloudSim、CloudAnalyst、CloudReports,对其各自的特点进行了分析比较,通过常用的任务调度策略分别对三种仿真平台进行了仿真实验,对其性能进行评估分析,并针对其存在的缺陷进行了改进和优化.     

ReliaCloud‐NS: A scalable web‐based simulation platform for evaluating the reliability of cloud computing systems

This paper discusses the implementation, architecture, and use of a graphical web‐based application called ReliaCloud‐NS that allows users to (1) evaluate the reliability of a cloud computing system (CCS) and (2) design a CCS to a specified reliability level for both public and private clouds. The software was designed with a RESTful application programming interface for performing nonsequential Monte Carlo simulations to perform reliability evaluations of a CCS. Simulation results are stored and presented to the user in the form of interactive charts and graphs from within a web browser. The software contains multiple types of CCS components, simulations, and virtual machine allocation schemes. ReliaCloud‐NS also contains a novel feature that evaluates CCS reliability across a range of varying virtual machine allocations and establishes and graphs a CCS reliability curve. This paper discusses the software architecture, the interactive web‐based interface, and the different types of simulations available in ReliaCloud‐NS and presents an overview of the results generated from a simulation.     

关于天空动态仿真技术研究与实现

天空的建模和渲染是计算机图形学领域的一个研究难点,对其研究有着重要的现实和理论意义。从天空的建模方法、光照模型、绘制效率三个方面对天空仿真系统进行了研究。提出了更加适合在户外大场景仿真中应用的球形天空体的建模方法;改进了Fourier合成自然纹理的方法,并将其应用于云彩模拟中;并采用多层天空盒和雾化技术来增加天空仿真的真实效果。实验结果表明,使用文中的仿真算法得到的仿真图像对于提高用户的沉浸感和真实感效果显著。     

基于半实物仿真的效能评估系统设计

针对通信系统的效能评估提出了一种半实物仿真系统的设计及实现方式,综合分析了国外半实物仿真系统的发展状况和研究成果。提出了一种可行的半实物仿真系统的总体框架和系统组成,详述了半实物仿真系统中核心设备一节点云模拟器和电台半实物仿真设备的设计和实现思路,最后描述了以此半实物仿真系统为基础构建的通信系统效能评估系统,并给出系统所具备的测试能力。     

基于容器技术的电力设备仿真云平台设计与开发

针对电力设备设计仿真流程中成本高、计算资源利用效率低等问题,利用Docker容器化技术和Kubernetes容器编排技术,构建基于容器的电力设备仿真云平台。结合仿真云平台的需求,从功能实现、镜像构建、云平台架构等方面设计云平台各模块,并对云平台运行中的关键处理流程进行分析。在此基础上,通过动态构建技术从特性匹配、调度算法等方面对云平台的运行进行优化。应用实例结果表明,基于容器的电力设备仿真云平台能充分发挥云平台的优势,正确地根据用户提供的参数应用模板进行仿真。