實驗模擬研究方法

㈠ 對電動汽車高速減速器潤滑模擬分析與試驗有哪些

1、為研究新能源汽車高速減速器的潤滑，以某電動汽車高速減速器為研究對象，基於運動粒子半隱式方法對減速器內的油液流動進行數值模擬。研究了油位和轉速對減速機潤滑的影響。分析表明，油位越高，減速機的潤滑效果越好；低速時，轉速越高，減速機的潤滑效果越好。超過5000r/min後，潤滑效果隨轉速變化不大。為了驗證模擬結果的准確性，進行了台架試驗。試驗結果表明，模擬結果與試驗結果吻合較好，證明該模擬模型對高速減速機潤滑系統的設計具有良好的指導作用。

4、第一個變化是簡化了齒輪箱的內部結構，主要包括倒角和圓角等復雜或不重要的特徵；第二個變化是去掉了減速箱外不影響外殼密封性的零件，因為根據前面的模擬和試驗驗證，發現外殼外的零件對潤滑影響不大，去掉了這些部分可以大大減少計算量；三是適當加大軸承側保持架與內外圈的游隙。為了減少計算量，代替潤滑油的單個顆粒不能太小，所以要適當優化各關節部位的間隙，否則模擬時由於顆粒大小，油不會進入，會影響模擬精度。模擬模型的計算結果與實驗結果吻合較好。

5、運動粒子半隱式方法的計算結果可以更好地模擬真實情況下減速器的潤滑效果，為今後流體模擬的研究提供了一種新的方法。減速機的注油量對潤滑效果影響很大。具體規律是隨著注油量的增加，進入軸承的潤滑油越多，潤滑越充分，減速機的潤滑效果越好。但隨著注油量的增加，混油損失會增加。低速時，隨著轉速的增加，潤滑效果更好，5000r/min進入軸承的潤滑油最多；高速時，轉速的增加對潤滑油影響不大。

㈡ 人體工程學的研究方法

人體工程學的研究廣泛採用了人體科學和生物科學等相關學科的研究方法及手段，也採用了系統工程、控制理論、統計學等其他學科的一些研究方法，而且本學科的研究也建立了一些獨特的新方法。使用這些方法來研究以下問題：測量人體各部分靜態和動態數據；調查、詢問或直接觀察人在作業時的行為和反應特徵；對時間和動作的分析研究；測量人在作業前後以及作業過程中的心理狀態和各種生理指標的動態變化；觀察和分析作業過程和工藝流程中存在的問題；分析差錯和意外事故的原因；進行模型實驗或用電子計算機進行模擬實驗；運用數學和統計學的方法找出各變數之間的相互關系，以便從中得出正確的結論或發展成有關理論。
常用的研究方法有：
1.觀察法
為了研究系統中人和機器的工作狀態，常採用各種各樣的觀察方法，如工人操作動作的分析，功能分析和工藝流程分析等都屬觀察法。
2.實測法
實測法是一種藉助於儀器設備進行實際測量的方法。例如，對人體靜態和動態參數的測量，對人體生理參數的測量或者是對系統參數、作業環境參數的測量等。
3.實驗法
這是當運用實測法受到限制時採用的一種研究方法，一般在實驗室中進行，也可以在作業現場進行。例如，為了獲得人對各種不同的顯示儀表的認讀速度和差錯率的數據，一般實驗室進行試驗；為了了解色彩環境對人的心理、生理和工作效率的影響，由於需要進行長時間研究和多人次的觀測，才能獲得比較真實的數據，通常在作業現場進行實驗。
4.模擬和模型實驗法
由於機器系統一般比較復雜，因而在進行人機系統研究時常採用模擬的方法。模擬方法包括對各種技術和裝置的模擬，如操作訓練模擬器、機械模型以及各種人體模型等。通過這類模擬方法可以對某些操作系統進行模擬實驗，得到從實驗室研究外推所需的更符合實際的數據。因為模擬器和模型通常比其模擬的真實系統價格便宜得多，但又可以進行符合實際的研究，所以應用較多。
5.計算機數值模擬法
由於人機系統中的操作者是具有主觀意志的生命體，用傳統的物理模擬和模型方法研究人機系統，往往不能完全反映系統中生命體的特徵，其結果與實際相比必有一定誤差。另外，隨著現代人機系統越來越復雜，採用物理模擬和模型的方法研究復雜的人機系統，不僅成本高、周期長，而且模擬和模型裝置一經定型，就很難作修改變動。為此，一些更為理想和有效的方法逐漸被研究出來，其中的計算機數值模擬法已成為人體工程學研究的一種現代方法。數值模擬是在計算機上利用系統的數學模型進行模擬性實驗研究。研究者可對尚處於設計階段的未來系統進行模擬，並就系統中的人、機、環境三要素的功能特點及其相互間的協調性進行分析，從而預知所設計產品的性能，並進行改進設計。應用數值模擬研究，能大大縮短設計周期，並降低成本。
6.分析法
分析法是上述各種方法中獲得了一定的資料和數據後採用的一種研究方法。人體工程學研究常採用以下幾種分析方法：
（1）瞬間操作分析法。生產過程一般是連續的，人和機械之間的信息傳遞也是連續的。但要分析這種連續傳遞的信息很困難，因而只能用間歇性的分析測定法，即採用統計學中的隨機采樣法，對操作者和機械之間在每一間隔時刻的信息進行測定後，再用統計推理的方法加以整理，從而獲得人機環境系統的有益資料。
（2）知覺與運動信息分析法。人機之間存在一個反饋系統，即外界給人的信息，首先由感知器官傳到神經中樞，經大腦處理後，產生反映信號再傳遞給肢體對機械進行操作，被操作的機械又將信息反饋給操作者，從而形成一個反饋系統。知覺與運動信息分析法，就是對此反饋系統進行測定分析，然後用信息傳遞理論來闡述人機間信息傳遞的數量關系。
（3）動作負荷分析法。在規定操作所必須的最小間隔時間條件下，採用電子計算機技術來分析操作者連續操作的情況，從而推算操作者工作的負荷程度。另外，對操作者在單位時間內工作的負荷進行分析，可以獲得用單位時間的作業負荷率來表示操作者的全部工作負荷。
（4）頻率分析法。對人家系統中的機械繫統使用頻率和操作者的操作動作頻率進行測定分析，其結果可以獲得作為調整操作人員負荷參數的依據。
（5）危象分析法。對事故或者近似事故的危象進行分析，特別有助於識別容易誘發錯誤的情況，同時也能方便的查找出系統中存在的而又需用較復雜的研究方法才能發現的問題。
（6）相關分析法。在分析方法中，常常要研究兩種變數，即自變數和因變數。用相關分析法能夠確定兩個以上的變數之間是否存在統計關系。利用變數之間的統計關系可以對變數進行描述和預測，或者從中找出合乎規律的東西。例如對人的身高和體重進行相關分析，便可以用身高參數來描述人的體重。統計學的發展和計算機的應用使相關分析法成為人機工程學研究的一種常用方法。
（7）調查研究法。人體工程學專家還採用各種調查方法來抽樣分析操作者或使用者的意見和建議。這種方法包括簡單的訪問，專門調查、精細的評分、心理和生理學分析判斷以及間接意見與建議分析等。

㈢ 計算機模擬技術的應用有哪些

計算機模擬的用途非常廣泛已經滲透到社會的各個領域，不斷促進了各行各業的發展，為各行各業注入了一股新的活力。
1.交通領域：
交通是由人、車、路和環境構成的一個復雜人機系統，事故的誘發因素是多方面因素的綜合。交通安全的評價，應該充分考慮人、車、路和環境諸方面因素的作用和影響。本交通安全模擬是基於虛擬現實技術的方法。該評價體系是通過建立虛擬環境，並在這個虛擬環境中設計各種事故誘發因素，並對某區域和某路段的交通安全水平進行全過程(設計後，施工中，運營後)的跟蹤和評價。
交通安全模擬及評價系統的核心部分就是計算機的模擬。該模擬過程不同與傳統的數值模擬，它是一種可視化的模擬。例如，對某路段的交通安全評價，除了使用傳統的絕對數法和事故率法來評價外，再將交通參與者的感知和行為也考慮進去。在該虛擬環境中，可以選擇不同的運載工具，設置不同的交通環境，以交通參與者或第三者的角度來進行事故的可能性試驗與分析，從而實現了對路段的安全性的評價。同時為交通沒施的建設和改進提供了依據，為交通事故分析提供了一種新的方法。
2.製造領域：
汽車製造是機械行業的一個重要組成部分。它有很多實驗課題，難度大、實地成本高，計算機模擬技術的引入，有效的緩解了這一方面的問題。如發動機方面，裝甲兵工程學院機械繫的畢小平教授等建立了多缸柴油機起動過程的計算機模擬模型，其模擬結果與實際測量值比較吻合，可用於多缸柴油機的起動性能模擬。江蘇理工大學的蔡憶昔實現了對進氣管內氣體流動的動態模擬，直觀描述了瞬態過程，為多缸發動機換氣過程的研究提供了有效的方法。汽車流場方面，華東理工大學信息學院的呂明忠博士等成功的模擬出了汽車尾流場的氣流分離和拖曳渦現象，建立了兩種車型的汽車外流場空氣動力學模型，並進行了模擬實驗，取得了滿意結果。碰撞實驗方面，浙江大學動力機械及車輛工程研究所的詹樟松博士根據汽車碰撞的事故形態與乘員傷害之間的規律，建立了乘員動力學響應的數學模型，並開發出了相應的模擬軟體，該系統可部分代替實車碰撞實驗進行汽車被動安全性能的研究。其他方面，例如，汽車工程學院的熊堅對汽車的制動過程進行了模擬研究，一汽大眾汽車有限公司的姚革等通過模擬研究了汽車轉向的輕便性問題等 3.教育領域：
計算機模擬實驗又稱計算機模擬實驗或計算機虛擬實驗，是近幾年在計算機多媒體教學中開辟的新領域。它通過計算機把實驗設備、教學內容、教師指導和學生的操作有機地融合為一體，形成了一部活的、可操作的物理實驗教科書和根據需要在瞬間建立的模擬實驗室。
計算機模擬物理實驗的出現打破了教與學、理論與實驗、課內與課外的界限，它更加強調實驗的設計思想和實驗方法，更強調實驗者的主動學習；通過計算機模擬實驗，學生對物理思想、方法、儀器的結構和設計原理的理解，都可以達到訓練實驗技能、學習物理知識的目的，增強了學生對物理實驗的興趣，提高了物理實驗的水平。目前，模擬實驗已成為現代化物理實驗的重要手段。
計算機模擬實驗系統運用了人工智慧、控制理論和教師專家系統對物理實驗和物理儀器建立其內在模型，用計算機可操作的模擬方式，實現了物理實驗教學的各個環節

㈣ 論網路虛擬模擬實驗中心建設研究與實踐

論網路虛擬模擬實驗中心建設研究與實踐

通過虛擬實驗教學管理系統，教師既可搭建典型實驗或調取實驗案例，網路虛擬模擬實驗中心建設研究與實踐該如何進行?

隨著計算機技術和網路技術的蓬勃發展，人們已無時無刻離不開網路。[1]在國內已有部分院校的實驗室引入了虛擬儀器系統，如上海復旦大學、上海交通大學、華中理工大學、廣州暨南大學等。未來的幾年內，我國將有50%的儀器為虛擬儀器。隨著微型計算機的發展，虛擬儀器將會逐步取代傳統的測試儀器而成為測試儀器的主流。

1 技術路線

隨著互聯網的發展，信息、消費、生產和智慧互聯，它給我們提供一種偉大精神，這種精神叫作合作共贏、共建共享。2016年某日，筆者在自助銀行遇見幾個外國人在那裡按來按去，不時發出各種疑問的聲音，似乎完不成他們想要的操作。想到他們一定是不會使用自動取款機，筆者便主動關切地問“Can I help you(需要幫忙嗎)?”，沒想到他們的回答讓筆者感到意外：“We are looking for restaurant(我們正在找飯店)。”幫他們找到想要的飯店後，筆者禁不住反思：既然自動取款機是聯網的，是不是也可以充分利用網路技術，進一步延伸其功能，查詢到附近的飯店、賓館等。甚至可以查詢到附近的學校，登錄它們的實驗中心。圖1為虛擬模擬實驗中心登錄頁面。

通過虛擬實驗教學管理系統，教師既可搭建典型實驗或調取實驗案例。方便地向學生布置實驗任務，還可在實驗結束後查看學生的實驗結果，給出實驗成績和評價。[2]

虛擬模擬實驗教學中心的建設，將部分單純演示性、驗證性的實驗教學內容以學生開展虛擬實驗為主;基本技能訓練和基礎實驗項目以虛擬實驗輔助實體實驗的開展，壓縮實體實驗室中有關實驗原理、實驗步驟、儀器設備使用、注意事項等的講授時間，進一步節約有限的`實驗學時，將更多的時間給學生動手實踐，節省下來的學時可以用來開設一些綜合性、設計性實驗和研究性實驗。典型實驗通常是由精通相關課程的教師設計的。要求學生在此基礎上進行實驗。可滿足教師對各層次實驗教學的需求。實驗模擬平台也為學生自由搭建實驗模擬提供了可能。學生既可通過實驗模擬平台動手操作，又可自主設計實驗，有利於培養設計能力和創新意識。與器材庫(或儀器、設備、材料庫)類似，虛擬實驗平台通常擁有一個器材欄。用於各類虛擬實驗器材的管理。學生可以把器材從器材欄中移到實驗台上，或者從實驗台上把器材收回到器材欄。

2 研究方法

行動研究法。嚴格地說，行動研究並不是一種獨立的研究方法，而是一種教育研究活動，是一種教師和教育管理人員密切結合本職工作綜合運用各種有效研究的方法，以直接推動教育工作的改進為目的的教育研究活動。課題組的成員來自學校一線工作者和學校的管理者，研究做到了學習、實踐、反思三者的結合，增強了課題成果的實際意義。[3]

調查研究法。調查國內外虛擬模擬實驗室的建立和使用情況，從中學習先進經驗和技術，避免在研究過程中走彎路。撰寫了調查研究報告。

文獻研究法。研究過程中，查閱大量文獻，借鑒同類課題的經驗和做法，為實驗得出定性結論起到重要作用。

比較研究法。本課題研究過程中，對資料的收集和分析進行了多方面的比較。一是學校的比較，各學段的比較等;二是類型的比較，智力與創造力的比較等;三是實驗效果的比較，例如在篩選材料過程中取捨的比較，同類統計資料在數據上的對比、推斷等。

個案研究法。科學地確定和研究典型個案進行研究是課題研究的捷徑，研究中，課題組提供多個成功的個案，比較各種優缺點，用以應用到本課題。[4]

3 模擬實例

單片機是電子信息類專業的必修課，其應用已涉及生活的方方面面。要想真正學以致用，需多學多練，掌握其編程技巧。以AT89C52單片機實現模擬電子琴為例，單片機擴展無源蜂鳴器實現電子琴功能。7個按鍵KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5、KEY6和KEY7，分別對應7個音符，圖2為單片機模擬電子琴硬體電路。按下時蜂鳴器發出對應音調;還可以設計一個音樂自動播放功能，根據存入的樂譜進行循環播放。

4 結 論

建立開放式網上虛擬實驗室，運用虛擬現實技術模擬真實實驗。採用多媒體技術在計算機上建立虛擬實驗室環境，提供可操作的虛擬實驗儀器，使學生在互聯網上通過接近真實的人機交互界面完成實驗，同時提供網路實驗教學一體化的管理功能。這將是未來實驗教學的新方式。

㈤ 想請問模擬實驗的意義和目的是什麼

模擬實驗是利用FLASH技術開發的最富真實感的實驗，可直接在電腦上在線模擬操作。通過自主操作實驗，從而掌握物理和化學知識原理，理解並記憶化學方程式、公式、定律、定理等，從而有效提高理化學習成績。

模擬實驗沒有普通意義上實驗的必備器材，而是在計算機上用模擬軟體模擬現實的效果,用軟體模擬實驗條件是一條可行性非常高的路。事實上，很多模擬實驗軟體早就開發出來了，在很多大學、全國重點高中、初中也已經應用開來。

模擬軟體通過圖形化界面聯系理論條件與實驗過程，同時運用一定的編程達到模擬現實的效果。主要包括物理模擬實驗和化學模擬實驗和生物模擬實驗三種。

模擬實驗應用：

1、50年代和60年代模擬實驗主要應用於航空、航天、電力、化工以及其他工業過程式控制制等工程技術領域。

2、在航空工業方面，採用模擬實驗技術使大型客機的設計和研製周期縮短20%。利用飛行模擬器在地面訓練飛行員，不僅節省大量燃料和經費（其經費僅為空中飛行訓練的十分之一），而且不受氣象條件和場地的限制。

3、在飛行模擬器上可以設置一些在空中訓練時無法設置的故障，培養飛行員應付故障的能力。訓練模擬器所特有的安全性也是模擬技術的一個重要優點。在航天工業方面，採用模擬實驗代替實彈試驗可使實彈試驗的次數減少80%。

4、在電力工業方面採用模擬實驗系統對核電站進行調試、維護和排除故障，一年即可收回建造模擬系統的成本。現代模擬技術不僅應用於傳統的工程領域，而且日益廣泛地應用於社會、經濟、生物等領域，如交通控制、城市規劃、資源利用、環境污染防治、生產管理、市場預測、世界經濟的分析和預測、人口控制等。

㈥ 生物學虛擬實驗模擬

這個生物學虛擬化得需要大學生，高中生或者初中生來搞這些東西，還有專業人員也可以搞這些東西，小學生最好不要搞

㈦ 模擬是科學研究的第三種方法嗎

在清華大學自動化系教授肖田元看來，現代模擬科學技術已經成為繼理論研究、實驗研究後在信息時代產生的科學研究的第三種方法。模擬是以計算機為工具，實現理論研究和實驗研究交叉融合的結果，具有信息時代的特徵。現代模擬科學技術可以解決理論與實驗不能解決的問題，理論、實驗與模擬三者相互之間是一種並行的關系。

㈧ 虛擬模擬是什麼

虛擬模擬（Virtual Reality）又稱虛擬現實技術或模擬技術，就是用一個虛擬的系統模仿另一個真實系統的技術。從狹義上講，虛擬模擬是指20世紀40年代伴隨著計算機技術的發展而逐步形成的一類試驗研究的新技術；從廣義上來說，虛擬模擬則是在人類認識自然界客觀規律的歷程中一直被有效地使用著。由於計算機技術的發展，模擬技術逐步自成體系，成為繼數學推理、科學實驗之後人類認識自然界客觀規律的第三類基本方法，而且正在發展成為人類認識、改造和創造客觀世界的一項通用性、戰略性技術。

㈨ 與實驗法相比，模擬實驗的方法有哪些優缺點

與實驗法相比，模擬實驗的優點是：①模擬實驗用易於取得的材料做模型，很好地解決了難以直接拿研究對象做實驗的問題在一些不宜以真實生物進行操作實驗中．用模型實驗還減少了干擾因素，且花費少，簡單，易於操作，能夠很好的說明問題的根本原因．一般情況下，模擬程度越高，實驗效果越有效．此實驗減少了對魚的傷害；②模擬實驗用實驗過程展現知識的產生過程，讓學生學會在實驗過程獲得知識的學習方法和形成解決問題的良好思維習慣．
缺點是：由於模擬試驗是模擬實體或環境條件，實驗難以完全表現真實情境，容易出現對知識的片面理解，導致實驗准確度不高，有些模擬實驗甚至效果不明顯，得出結論不一定完全可靠．