"仿真科学与技术"学科研究

从学科定义、学科研究对象与主要研究内容、学科重要性、学科发展历程、以及与相关学科的关系分析了学科内涵;提出了包括学科理论基础、知识基础和方法论的学科知识体系,它是指导仿真科学与技术学科从业人员进行工作的结构化知识;介绍了国际著名高校在仿真科学技术的科学研究和学科教育状况,回顾了我国高校在仿真科学技术的科学研究和学科教育方面取得的成绩和存在的问题.认为:为了适应本学科人才培养和学科建设的需要,国家应设置"仿真科学与技术"一级学科,下设仿真建模理论与方法、仿真系统与技术和仿真应用工程3个二级学科.     

DEVS研究进展及其对建模与仿真学科建立的作用

DEVS 作为一种系统建模与仿真的模块化、层次化和形式化描述机制,可用于描述离散、连续以及连续和离散事件构成的混合系统.DEVS从一般系统理论出发,提供的形式化描述可进行数学分析,以此为基础可推动建模与仿真方法和技术的发展,支持建模与仿真学科理论和方法体系的建立.概述了DEVS的思路和描述方式,从中归纳了其特点,分析了其实质.对国际上研究的情况进行综述,包括概况、类型、研究方向、工具和国内研究情况.探讨了通过DEVS研究来促进我国建模与仿真学科理论体系建立、仿真教学知识体系形成,仿真技术研究等问题.     

建模与仿真技术发展趋势分析

经过半个多世纪的发展,仿真技术已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性技术学科.本文对建模与仿真技术发展趋势作了较全面分析.仿真建模方法更加丰富,更加需要仿真模型具有互操作性和可重用性,仿真建模VV&A与可信度评估成为仿真建模发展的重要支柱;仿真体系结构逐渐形成标准,仿真系统层次化、网络化已成为现实,仿真网格将是下一个重要发展方向;仿真应用领域更加丰富,向复杂系统科学领域发展,并将更加贴近人们的生活.     

现代建模与仿真技术发展中的几个焦点

半个多世纪来，建模与仿真技术在各类应用需求的牵引及有关学科技术的推动下，已经发展形成了较完整的专业技术体系，并迅速地发展为一项通用性、战略性技术。它与高性能计算(High Performance Computing)一起，正成为继理论研究和实验研究之后第三种认识、改造客观世界的重要手段。目前，建模与仿真技术正向“网络化、虚拟化、智能化、协同化、普适化”为特征的现代化方向发展。基于文章[1]及作者近期研究项目的研究成果，本文进一步讨论了现代建模与仿真技术的含义、技术体系及当前建模与仿真技术研究与应用中值得关注的几个焦点，包括基于现代网络技术的网络化建模仿真技术、综合自然环境的建模仿真技术、智能系统建模及智能仿真系统、复杂系统／开放复杂巨系统的建模仿真技术、虚拟样机工程技术、高性能计算机，普适仿真技术及关于建立建摸与仿真学科的讨论等，最后给出几点结论。     

仿真科学与技术学科的人才培养与社会需求

从人才培养与社会需求角度论证设立仿真科学与技术学科的必要性与可能性.基于中国期刊网的中国博士与优秀硕士学位论文全文数据库,对我国107所211工程大学、985计划38所大学进行了分析研究;对8个省(市)16所高校近10年仿真教师队伍及培养研究生情况进行抽样问卷调查和分析;对一批重点仿真实验室网上资料进行了分析.结果表明,我国对仿真科学与技术人才有强烈的需求,我国重点高等学校拥有一批培养仿真学科人才的队伍,已经培养出大量仿真学科的人才,具有很强的培养仿真科学与技术学科人才的能力.基于PQDD数据库,对国外大学不同学科培养仿真硕士、博士进行了分析研究;还对国外典型大学、学院、研究所的仿真科学与技术教育实体进行了调查分析.结果表明,仿真科学与技术在发达国家的一些大学已经成为一个相对独立的学科.     

空间攻防对抗体系的建模与仿真研究

分析了空间攻防对抗体系涵盖的内容，并对先进仿真技术、空间攻防对抗体系建模技术及其仿真技术进行了分析，并在此基础上建立了两个典型的空间攻防对抗仿真平台。研究过程中重点对空间攻防体系总体模型、空闽信息及信息对抗仿真模型、导弹武器突防仿真模型、空间导弹拦截系统仿真模型、反卫星仿真模型、空间攻防体系评估技术、仿真系统实现技术等进行了研究。     

基于Web服务和HLA的分布式建模与仿真环境

HLA为分布式建模仿真提供了技术支持,但只限于局域网的仿真应用.Web服务提供了一种新的分布式计算模式,支持跨平台、互操作性和重用性.融合Web服务和HLA/RTI仿真技术,可以实现Internet环境下复杂系统的多学科协同建模和仿真应用.本文分析了下一代分布式建模仿真技术的特点,提出了一种基于Web服务和HLA的复杂系统协同建模仿真的框架,研究了基于Web服务的仿真引擎封装、学科邦元适配器、仿真系统集成等问题,设计了系统的总体结构,基于该框架的原型系统正在实现阶段.     

我国石油化工仿真技术20年成就与发展

我国近20年石油化工仿真技术的发展和突出的成就体现在两个方面,第一方面是定量动态仿真技术的研究、开发和大规模工业应用,主要包括化工过程动态流程模拟系统,仿真培训系统软件平台和仿真器硬件,用于大学和专业学校工程实践教学的仿真系统,多功能仿真实验系统,以及仿真工厂.第二方面是定性仿真技术的研究开发与应用,主要包括基于符号有向图(SDG)定性建模和计算机推理"引擎"技术,基于SDG技术的危险与可操作性安全评价(HAZOP)软件平台,基于SDG定性仿真技术的辅助过程系统危险识别与诊断技术,石油化工安全技术仿真试验平台,基于SDG技术的自解释仿真器等.此外对石油化工仿真技术的今后发展和预测进行了探讨.     

2015年中国仿真大会征文通知

中国系统仿真学会拟定于2015年7月下旬在哈尔滨召开2015年中国仿真大会。本次大会由中国系统仿真学会主办,空军哈尔滨飞行学院飞行仿真技术研究所承办。会议以"现代建模与仿真技术新进展"为主题。欢迎国内外仿真科学与技术领域的科技工作者及会员积极投稿。一、征文内容1、建模/仿真理论、方法与技术:①仿真科学与技术的理论基础、方法学;②连续系统/离散事件系统/混合系统/智能系统的建模与仿真;     

建模与仿真的回顾与展望

建模与仿真技术在我国发展迅速,并取得很大成绩,其应用范围已扩大至产品的全生命周期,制造,试验,、维护、训练。本文我国建模与仿真技术的发展,探讨建模与仿真的某些关键技术。     

数字化仿真人体模型的设计方法

提出了一种基于数字化的人体模型设计方案,包括人体骨架的结构分解和按几何比例的参数化设计,基于人体运动特征的人体各个关节的自由度参数化设计,基于人体运动特征的人体动作分解成各种姿势组合的姿势系列化设计,最后讨论了人体表面设计的局部造型和过渡拼接方法。     

动物体形结构的对称性

首先对两个具体的物理系统进行分析，揭示了结构对称与能量最小之间的关系，在此基础上分析和解释了动物体形结构的对称性。并认为动物体形结构的对称性是由最小能量原理决定的。     

系统思维方式与主体价值观的提升

人的价值观的提升应是一项系统教育过程。教育要成功，必须要关注教育信息的互动性与互应性，促使价值观教育方式科学化、合理化。     

人体运动神经信息传导系统的建模与仿真方法

本文主要内容为：分析论述人体运动神经系统的信息传导及特性；混合事件系统的建模和仿真方法，它是分析研究综合系统，如人体神经系统以及并行工程系统的有益工具。     

对称机动飞行时飞行员人体动态体表压力分布研究

论述了飞行员人体动态体表压力分布对于飞行过载动感仿真的重要性。给出坐姿人体体表压力模式及其等效压力分析方法。在对称机动飞行情形下,建立了飞行员人体动力学方程,该方程考虑了歼击机飞行员实际坐姿。导出了动态体表压力公式,动态体表压力与飞行员人体加速度之间的惯性传递矩阵。给出与动态体表压力相关的歼击机飞行员人体参数计算方法。以某飞机眼镜蛇机动为例,通过数值求解,得到该机动飞行时飞行员人体动态体表压力分布。研究结果可用于指导过载椅设计。     

信息战战争系统建模与仿真研究

战争系统特别是信息战战争系统是典型非线性复杂巨系统之一，一般理论和方法很难有效达成历史战争重现与未来战争预见的双重目的。现代建模与仿真方法融合逻辑演绎及信息技术优势，是研究战争系统行之有效的方法。对国内外信息战战争系统建模与仿真理论及技术发展现状进行了总结，分析了现代战争系统建模与仿真功能需求，归纳了信息战战争系统建模与仿真的基本过程和一般方法。为该领域特定问题研究提供一定的理论依据和技术支持。     

基于并行仿真及动态克隆技术的实时决策分析

采用并行仿真技术可以在不损失模型分辨率的情况下模拟大规模战场上的复杂作战行动,是联合作战模拟和作战方案决策及效果分析的有力工具。在介绍并行仿真基本概念并对比并行仿真与串行、分布式仿真的区别及特点的基础上介绍了仿真克隆的概念及该技术如何应用于描述多分支决策过程。最后,提出了基于高性能计算平台、并行仿真技术、仿真克隆技术和决策分支分析技术来建立战场实时决策分析工具的设计方法,并探讨了其中的主要技术实现方式。     

小型无人机电视导引及跟踪系统仿真分析

电视导引攻击是目前国际上导航、制导与控制领域中的一项热门技术,尤其近些年来,各国军方纷纷尝试把电视导引技术应用到中小型攻击无人机上.首现介绍了电视导引技术的基本原理,从电视制导导弹和无人机技术相结合的角度出发,说明了电视导引技术在小型攻击无人机上的具体应用,同时还对电视导引头系统进行了数学建模与仿真分析,为元人机精确制导技术在工程领域的实现具有一定的实用价值.最后与其它制导方式进行详细比较,指出其应用在导引系统的优点及存在不足.     

数字运动员人体模型及其仿真研究

提出了数字运动员的概念，讨论了基于树型的人体结构模型及其逆运动学和动力学模型，最后结合举重运动员的抓举动作介绍了一种基于知识的数字运动员的新型的人体模型的仿真系统结构，其可以很好地解决关节空间的冗余参数的优化问题。     

基于神经网络的客车车身结构参数优化

为尽量减轻车身结构的质量,改善结构应力状况,提出了人工神经网络理论和遗传算法相结合应用于客车车身结构参数优化的方法。把正交表组合的结构参数作为输入矢量,ANSYS软件计算出的客车车身静动特性作为输出矢量。在对网络进行训练的基础上,建立了矩形梁构件的高度、宽度和客车车身的强度、刚度、频率之间的数学模型,以此作为优化问题的约束条件,用遗传算法求得结构参数全局最优解,试验结果证实了该方法切实可行。