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數字化仿真技術又稱數字化模擬技術，就是利用數字化技術組建虛擬系統模仿另一個真實系統的技術。在天氣預報、溫室效應評估分析、模擬核試驗、軍事訓練和武器制造、交通訓練與指揮、醫學虛擬現實手術培訓、醫學虛擬現實手術培訓、虛擬現實建筑物的展示、虛擬現實建筑物的展示、機電產品的虛擬制造與設計等領域得到應用。山東大學數字化仿真分析團隊為山東鋼鐵集團有限公司、兗礦集團有限公司、濟南二機床集團有限公司、山東玲瓏輪胎股份有限公司等企業進行過H型鋼軋制過程數字化仿真、皮帶運輸機滾筒優化設計、高速送料機器人軌跡優化、輪胎花紋網格自動化等實際應用。

成果介紹物聯網感知層測試實驗與評估系統是在863主題項目—物聯網安全感知關鍵技術及仿真驗證平臺的資助下完成。仿真平臺為物聯網感知節點部署后的性能提供一個仿真測試和性能評估的環境，其特點是：不需要部署真實的感知節點。通過對物理信道的建模、無線信號特征建模、電源建模和通信環境建模，能夠最大限度模擬真實環境下的感知節點通信過程。仿真的結果是理論值，可以將感知層測試實驗平臺的數據作為系統的初始值，從而提高仿真的精度。其特點和指標：（1）針對實際應用環境配置參與通信的感知節點屬性和參數，即節點建模；（2）建模感知節點的電源模型；（3）根據用戶的需要選擇節點部署的方式，并可以對節點位置、屬性和參數進行手動調整；（4）能夠加載待測的通信協議；（5）能夠根據部署的拓撲圖產生用戶編程模板；（6）理論上，待測節點的數量不設置上限，但隨著節點數量的增加，PC的處理時間將延長；（7）能夠仿真無攻擊或攻擊情況下，網絡的吞吐量、丟包率、延時、數據傳輸的平均路徑長度、平均能耗和網絡的擴展性等性能；（8）該平臺不受具體應用的限制。技術創新點及參數技術原理：針對物聯網感知層設備規模龐大，部署費時費力，以及部署前很難評估系統性能，部署后加載的協議一旦不符合要求，重新加載成本巨大的問題，研發了該平臺。該成果的主要創新性體現在感知設備和環境等物理特征建模、測試內容和方法、仿真過程和結果的可視化顯示等方面，使得開發的系統簡單、易用，測試過程清晰、透明，測試結果可以分類比較。（1）在感知設備和環境等物理特征建模方面 該項目在感知設備部署環境方面，分別對室內環境和室外環境進行建模。針對室外環境，該團隊主要考慮自由空間的情況下，根據設備部署在平坦區域和非平坦區域的不同進行建模；針對室內環境，該團隊主要根據多徑效應、視距是否阻擋以及不同建筑材料（包括：混凝土墻、混領土樓板、天花板管道、金屬樓梯、厚玻璃、木門和隔墻等）對信號衰減的影響進行建模。在電源建模方面，主要是根據不同廠家的5號電池的放電曲線進行建模，由其放電電流、放電電壓和持續時間來確定電源的剩余電量。在芯片建模方面，根據不同的芯片類型，建模發射功率、接收靈敏度、RSSI、發送速率、工作電流和最小工作電壓等主要參數。（2）在感知層的測試內容和方法方面該平臺主要針對感知層需要評價的性能，如：吞吐量、丟包率、延時、平均路徑長度、能耗和連通度等，設計了其測試方法，新增待測性能可以通過組件的方式擴展。為了實現相關性能測試，首先需要選擇設備類型和部署場景，如圖1和圖2所示。然后進行部署，部署完成后，系統會自動產生5類文件，即：.ned文件，定義了感知設備部署后的拓撲結構，如圖3所示；.msg文件，定義了感知設備之間的通信規則，用戶可以根據實際需要進行修改和自定義；.ini文件，設備一旦部署完成后，其id號和位置坐標將記錄在該文件中，設備移動后，該文件對應的坐標值將自動更新；.h和.cc文件，即用戶待測協議的源文件。一旦感知設備部署完成，平臺自動產生這5類文件的初始框架，用戶只需要寫入待測協議的具體代碼，經編譯器編譯后，即可進入測試環節。具體協議的代碼可根據該項目組編寫的編程指南開發，其開發環境與C語言的開發環境類似，方便易用。（3）在仿真過程和結果的可視化顯示方面一旦待測協議編譯完成，平臺即可開始相關的測試，此時，用戶可以根據需要動態選擇不同的參數，進行測試。開始測試時，平臺將同步顯示協議的通信過程，如圖5所示。根據仿真測試結果，不同的協議可以進行性能對比，如圖4所示為不同協議的網絡平均能耗對比。該平臺可以在無攻擊和無安全機制、無攻擊和有安全機制、有攻擊和無安全機制、有攻擊和有安全機制等四種情況下，評估感知層網絡的性能，并將它們的測試結果進行對比分析。國內外同類技術對比：國際上類似的仿真工具有十種左右，如：TOSSIM，OpenNet，NS2和OMNET等，都是針對傳感器網絡開發，不能仿真技術體制不同的感知設備，沒有對設備、網絡和環境等物理特征建模，而且無法接入實體設備，無法進行虛實結合的仿真測試。即使有些工具可以仿真感知層網路，如：TOSSIM，但是只提供TinyOS傳感網絡的仿真環境，無法仿真系統的安全性能，無法動態添加安全策略和安全模型。而NS2、OpenNet和OMNET雖然可以仿真安全協議，但使用復雜，不易掌握，無法進行多安全機制對比，無法接入實體設備。而且，它們仿真的物理層是理想狀態，造成仿真結果與實際存在較大的差異。

成果簡介：生產線仿真是生產線設計規劃中全面分析系統的有效和不可缺少的重要工具。通過生產線設計規劃、控制調度以及仿真建模等技術的研究，建立一個集設計規劃、生產調度、仿真與優化為一體的生產線集成設計規劃系統。使用戶在設計規劃階段就可以對生產線的靜、動態性能進行充分的預測、比較和論證各種方案，并對出現的問題提出合理的解決方案。從而確實有效地協調生產線從設計規劃到實際運行各個階段的關系。系統的主要功能包括：能夠并行地確定生產線系統的規模、構成和布局；能實現對生產線結構布局和作業計劃調度進行仿真，驗證設計方

成果簡介：星載SAR數字仿真和地面驗證系統包括總體參數與分析、回波模擬、數據壓縮與成像算法、圖像評估、非理想因素等模塊。該系統能夠實現多種工作模式、多種極化方式的下的總體參數設計、多工作模式設計與優化、參數復核復算與成像仿真驗證等功能，并能夠定量分析軌道攝動、地球自轉、大氣傳輸路徑、衛星平臺誤差、姿態誤差、極化耦合、天線形變和天線展開誤差等非理想因素對SAR成像及應用的影響。此外，該軟件可支持大運算量，并具有良好的可擴展性。 項目來源：橫向項目 技術領域：地球觀測與導航

本成果在研究人（駕駛員）的認知特性基礎上，利用虛擬現實手段和機電系統集成控制技術，通過虛擬場景構建、顯示界面開發及數據通信集成，實現了沉浸式虛擬交互（駕駛）仿真，在仿真過程中可實時采集分析人（駕駛員）的生理心理指標參數，再經過具有自主知識產權的科學數據處理技術之后，可有效表征不同情境下人（駕駛員）的行為績效。

量子照明雷達是新興的研究方向，是量子信息技術與雷達技術相結合的新興產物。而量子信息技術又是古老的量子力學與信息技術相結合的交叉學科，不少研究者因晦澀的量子力學而望而卻步。為了降低量子照明雷達的神秘感，打破抽象壁壘，我們創造性地發展了量子照明雷達的高效仿真技術，對于未來實現量子雷達的普及與推廣具有重要意義。 截止目前，尚未見到關于量子照明雷達仿真平臺的相關報道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計算機數值平臺，溝通了抽象的量子力學與具體的量子目標探測之間的橋梁，具有創新性和國內領先的技術先進性。 經過近五年的研究和近兩年教學實踐的檢驗，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關鍵物理參數分析、量子態演化過程、多份量子態條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應用價值。鑒于量子雷達技術是未來新體制雷達的重要技術途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標探測方面取得應用，市場應前景廣闊。截止到目前，該成果已經應用于高年級本科生的培養與實訓和北京某研究所的新體制目標探測項目研發中。

成果簡介近年來， 應用黏性多相流理論、 空化模型和湍流理論進行包括空泡在內的各種流場的數值研究已有很多發展。已經利用基于非穩態 N-S 方程的混合多相流理論和滑動網格技術成功預報螺旋槳等流場周圍流場壓力等參數以及螺旋槳空泡。 尾流場壓力、 速度和片空化的數值預報結果與相關實驗相比基本吻合， 反映了流場特征變化。 下圖是空化數值模擬及實驗結果。

項目的背景及目的 本軟件是MEMS器件的設計人員的輔助工具，通過該軟件設計人員可以在實際生產之前提前預覽到所設計器件的三維幾何形狀，如果不符合要求可以進行重新設計或者對原來設計進行修改。這樣可以大大的降低設計的成本和時間，為MEMS設計人員提供較為感性的認識。 技術原理與工藝流程 基于體積圖形學的MEMS工藝仿真系統需要結合體積圖形學和專家系統以及物理模型，最終實現MEMS典型工藝的真實模

? 本平臺基于高層分布式仿真體系結構HLA和網格技術構建，在系統建模、仿真、數據分析和可視化等方面提供平臺級支持。目的是為了解決現有的仿真軟件通用性差、不能靈活應用的問題，為實現系統級的仿真，提出一種基于HLA的仿真軟件交互方法。本技術通過將具有不同仿真功能的專業仿真軟件進行整合配置，對各個專業軟件輸入輸出接口進行分析和調用，并對仿真流程進行設計與控制，最終實現一個具有一體化仿真功能的、可供二次開發的仿真系統。該技術目前已經獲得“一種基于HLA的仿真軟件交互方法”國家發明專利授權。