Компьютерное моделирование

Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Декабря 2011 в 21:58, реферат

Описание работы

Применение компьютеров в научных исследованиях является необходимым условием изучения сложных систем. Традиционная методология взаимосвязи теории и эксперимента должна быть дополнена принципами компьютерного моделирования. Эта новая эффективная процедура дает возможность целостного изучения поведения наиболее сложных систем как естественных, так и создаваемых для проверки теоретических гипотез.

Содержание

Введение……………………………………………..……….стр.2
Компьютерное моделирование в естествознании: возможности, достижения, перспективы………………..…..стр.3
Краткая оценка современного состояния САПР………..…..стр.4
Новейшие средства компьютерного моделирования……..…стр.5
Компьютерное моделирование и виртуальная реальность…стр.7
Литература…………………………………….……………….стр.9

Работа содержит 1 файл

текстовый редактор,реферат.doc

— 309.00 Кб (Скачать)

         Созданные детали могут объединяться в сборку с заданием ограничений взаимного  расположения любых деталей друг относительно друга (соосность, фиксация, совпадение точек и плоскостей и многое другое) и регулировкой характеристик каждой детали.

         На  основе трехмерного объекта возможно автоматическое создание чертежа детали, состоящего из основных и вспомогательных  видов, сложных разрезов и сечений. Поддержка многочисленных форматов обмена позволяет использовать любой чертежно-графический редактор. Вообще следует отметить мощные интеграционные возможности системы, обеспечивающей интерфейс с ведущими технологическими и расчетными приложениями, а существующие средства разработки приложений позволяют стыковать прикладные системы с геометрическим ядром SolidWorks. Новая генерация систем может заметно потеснить дорогостоящие интегрированные системы и существенно снизит количественную потребность их применения.

    Компьютерное  моделирование и виртуальная реальность

          

         Успешная  визуализация и имитирование реальной среды взаимодействия человека и  техники посредством компьютера разработана Национальным аэрокосмическим агентством США (NASA) еще 20 лет назад. Целью этой технологии являлась проверка работы техники и поведения человека при работе в сложных и опасных условиях космоса и, таким образом, оценка и улучшение космических проектов. Долгое время весьма высокая стоимость аппаратно-программных комплексов, позволяющих осуществить подобную визуализацию, ограничивала их применение только военными проектами и космической промышленностью. Однако, прогресс и удешевление этих технологий за последние годы, позволили внести концепцию виртуальной реальности и виртуального прототипирования во все отрасли промышленности и бизнеса.

         Развитие  технической мысли и постоянно  возникающий конкурентный спрос, быстро приводящие к тому, что вчерашние  решения не эффективны уже сегодня, заставили производителей самых разных отраслей искать инновационные подходы, которые позволили бы сокращать сроки и затраты на разработку, увеличивая тем самым конкурентоспособность как отдельного изделия, так и предприятия в целом. Наиболее привлекательным и оптимальным оказалось применение компьютерных технологий моделирования, визуализации и имитирования, давно испробованных в военно-промышленном комплексе.

         Компьютер обеспечивает для человеческого  разума возможность мгновенно реагировать на изменения в создаваемой виртуальной среде. Сила виртуальной реальности состоит в достижении свободы взаимодействия человека с виртуальной средой - там нет принципиальных ограничений в этом плане и можно исследовать и опробовать любой компонент любой пространственной модели (виртуального прототипа). Будучи созданной в компьютере, эта модель, также как и среда, в которой она находится, свободна от ограничений физического пространства и времени.

         Компьютерное  проектирование позволяет не только создать, но и усовершенствовать  сложное изделие, оценить и опробовать его не на реальном предприятии, а в среде виртуальной реальности. Это особенно актуально для дорогостоящих, сложных, уникальных технологических и военно-технических комплексов.

         В настоящее время мы наблюдаем  все более массированное применение технологий виртуального прототипирования5, т.е. процесса создания виртуальной (электронной) модели объекта, предназначенного для последующего производства, ее всесторонней оценки на этапе наличия виртуального прототипа (например, безопасности, функциональности, технологичности и т.д.), оптимизации технологических процессов его изготовления. Только после получения удовлетворительных результатов принимается решение об изготовлении физического объекта.

         Немаловажным  также, является и внешний вид  изделия, его формы, характеристики - дизайн. Дизайн - это новая область применения компьютерной графики в промышленности.

         Обычно  цель дизайнерской проработки нового изделия - выбор наиболее удачной  концепции внешнего облика изделия  из множества вариантов и детальный  визуальный анализ выбранной концепции. Если дизайн изделия выполняется с помощью компьютера, то это позволяет сократить в несколько раз время, как на дизайнерскую проработку, так и на общий цикл разработки (например, выпуск на рынок такого сложного изделия, как автомобиль, может произойти на один-два года раньше). При этом также происходит значительная экономия средств, поскольку все аспекты внешнего вида оцениваются на компьютерных, а не натурных моделях.

         Дизайнерская  часть общего цикла производства включает в себя:

  • концептуальное моделирование, т. е. предварительную разработку нескольких вариантов изделия, в результате которой появляются "трехмерные наброски";
  • создание компьютерных "рисунков", представляющих собой ортогональные проекции будущего изделия (при традиционном дизайне такие рисунки могли бы служить конечным результатом работы);
  • собственно моделирование: трассировку рисунков, то есть создание с их помощью трехмерных объектов, а затем - построение поверхностей по этим объектам;
  • оценку таких свойств моделируемых объектов, как кривизна, непрерывность кривизны, распределение бликов и т.д.;
  • задание "материалов" (то есть оптических свойств поверхностей), выбор и расстановка источников света, задание свойств окружающей среды, выбор фона - все это заканчивается просчетом построенной таким образом сцены с высокой степенью фотореализма;
  • передачу трехмерной модели объекта (вид которого наглядно представлен, оценен, согласован и утвержден) в САПР для дальнейшей разработки внутреннего устройства объекта, конструкторских расчетов, оформления чертежной документации и т.д.

         Трехмерное  моделирование - это область функционального  пересечения дизайнерской системы  и САПР, однако назначение моделирования  в этих системах различается. Для  дизайнера трехмерная модель - всего лишь предварительная конструкция, на основе которой получаются фотоизображения. При этом, нужно заметить, реально процесс разработки нового изделия происходит в режиме тесного сотрудничества конструкторов и технологов и содержит обратные связи, что позволяет еще на этапе дизайнерской разработки (а не при уже готовом изделии) довести модель "до ума", а это делает применение компьютерных технологий жизненно важным для будущего изделия.

         Таким образом, уже с самого начала формы  будущего объекта согласуются с  требованиями конструкторов и технологов. Созданный с помощью систем моделирования объект, можно помещать в различные среды, имитировать и прослеживать не только его перемещения в созданном для него виртуальном пространстве, но и демонстрировать его функционирование.

          Если виртуальную  реальность использовать просто как средство коммуникации между участниками процесса проектирования, она позволит проектировщикам, специалистам по надежности систем, персоналу и другим специалистам обсуждать, даже находясь в разных точках планеты, средствами Интернета, достоинства и недостатки проекта, используя виртуальную модель, как наглядное, трехмерное справочное пособие, которое можно как угодно перемещать в пространстве, "гулять" по нему и т.д. Это неизбежно приведет к более ясному пониманию сути проблем и более скорой выработке решений по устранению потенциальных затруднений во время проектирования и производства любого изделия. 

                                                              Литература

 

         1. А. Чекмарев Средства визуального проектирования. BHV-СПб, 1998.

         2. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест  Р Алгоритмы: построение и анализ.

            М., «МЦНМО», 1999.

         3. Васильков Ю. В.. Компьютерные  технологии вычислений в математическом  моделировании М., «Финансы и статистика» 1999

         4. Экштайн В. «Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела.» М. 1995 г. 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

Задача  №13

Задание №2

1) ;

2) ; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

«Таблица  MS WORD»

Задание№3

Производство  основных видов продукции  черной металлургии  в Пермской области

Вид продукта Годы  производства Всего тн.тыс.
  1913 1940 1950 1960 1970 1980 1992 1994  
Чугун 150 124 360 502 716 913 664 494 3434
Прокат 203 386 772 1259 1358 1442 1371   671630
Кокс   149   1283 1161 523 642 363 1679444
Сталь 285 428 1027 1482 1658 1771 1037 615 1334975
Всего 643 1087 438227 506024 720177 14392213 1308408 1472 7120049

Информация о работе Компьютерное моделирование