有限元法分析的应用和发展探讨
有限元法分析的应用和发展探讨
学院：机械工程学院
班级：11机制卓越
姓名：×××
学号：0000000000
有限元法分析的应用和发展探讨
一、引言
有限元法(FINIT ELEMENT METHODS)最初是20世纪50年代作为处理固体力学问题的方法出现的。早在1943年，Courant已经应用了单元的概念。1945~1955年，A rgyris等人在结构矩阵分析方面取得了很大的进展。1956年，T urner、Clough等人把刚架位移法的思路，推广应用于弹性力学平面问题：他们把连续体划分为三角形和矩形单元，单元中的位移函数采用近似表达式，推导单元的刚度矩阵，建立结合点位移与结合点力之间的单元刚度方程。1960年Clough首先将这种解决弹性力学的方法称为”有限元法”。几乎与此同时，我国的冯康也提出了类似的方法。
随着计算机水平的不断发展,有限元的理论和应用得到迅速的发展,有限元软件的功能也在不断的增加。有限元法在产品的设计和研制中显示出无可伦比的优越性,成为机械设计中的一个重要工具。二、有限元法简介
工程结构在设计阶段一般都要进行强度、刚度和稳定性的计算，对于一些比较简单的结构可以借助于材料力学、弹性力学用解析的方法进行，对于复杂的结构早期都是用实验的方法对设计进行验证，再用实验结果反馈修正设计，通常耗时费力，投入巨大。
有限元方法(FINIT ELEMENT METHODS) 是在求解弹性力学问题的基础上发展起来的求解各种复杂数学问题的数值计算方法。在
结构计算中利用该方法可以获取几乎任意复杂结构的各种信息，可以直接就工程设计进行各种评判，能对各种工程事故进行技术分析。据有关资料，一个新产品的问题有"60%以上可以在设计阶段消除，实际上目前国际上有90%的机械产品和装备都要采用数值计算进行分析。可以说，数值计算在工程设计上，已成为能够替代大量实物试验的数字化“虚拟实验”，可以做到高效率和低成本。如美国波音公司设计的B-777飞机，就在计算机上完全实现了原型和制造工艺的”无纸设计”，其中大规模工程计算起到核心技术的支撑作用。如对于新型轿车的设计和制造，如果采用全数字化的设计和高精度的模拟，可以降低60% 以上的实物试验，新型号的开发时间可以减少一半，开发费用也可降低三分之一以上。可见，有限元法已经作为一种成熟的分析手段，在科学研究、工程设计与评估中发挥着巨大作用。
有限元法是在求解弹性力学问题的过程中兴起的，随后发展用来求解微分方程、积分方程。因此学习有限元法必须要有一些先修课程作为基础，这些课程包括“计算机高级语言”( 7 语言、Fortran、Basic、Matlab等，至少一门）、“高等数学”、“计算机制图”、“弹性力学”、“计算方法”或“数值方法”、“线性代数”、“振动分析”、“变分法基础”等课程，但实际上大多数学校的机械专业仅开设了“计算机高级语言”、“计算机制图”、“高等数学”、“线性代数”、“振动分析”等课程，仅仅在“理论力学”课程中涉及到单自由度系统的振动问题，学习有限元分析所需的力学基础仅限于“材料力学”中以杆件为研究对象的一些内容。“弹性力学”和“数值方法”这些必须的先修课程均
不在培养计划之列，因此给“有限元法原理及其软件应用”的教学带来了很大的挑战。
三、有限元法在机械工程中的应用
机械产品的设计、制造、试验的特点是：一般的机械产品批量较大，可在运行过程中不断改进并积累经验；一些机械产品的样机试验相对成本较低,而且比计算机模拟试验更可靠；实际中的多数机械产品及其零件都是根据现有同类产品及零件进行改进或近似性设计，其性能可参考现有产品和零件的性能得出；所以，有限元法在机械工程中的应用相对要少一些。一般情况下，只是对产品中的关键件、重要件或一些特殊零件进行有限元分析，但是，随着市场竞争的日趋激烈，随着经济、社会和环境效益要求的提高，今天的机械产品设计已离不开有限元法技术的支持。
目前，有限元法在机械工程中的应用主要有以下方面：
1）静力学分折。这是对二维或三维的机械结构承载后的应力、应变、变形的分析，是有限元法在机械工程中最基本、最常用的分析类型。当作用在结构上的载荷不随时间变化或随时间变化十分缓慢，应进行静力学分析。
2）模态分析。这是动力学分析的一种，用于研究结构的固有频率和自振型式等振动特性。进行这种分析时，所施加的载荷只能是位移载荷和预应力载荷。
3）谐响应分析和瞬态动力学分析。这两类分析也属动力学分析，用于研究结构对周期载荷和非周期载荷的动态响应。
4）热应力分析。这类分析用于研究结构的工作温度不等于安装温度时，或工作时结构内部存在温度分布时，结构内部的温度应力。
5）接触分析。这是一种状态非线性分析，用于分析两个结构物发生接触时的接触面状态、法向力等。由于机械结构中结构与结构间力的传递，均是通过接触来实现的，所以有限元法在机械结构中的应用很多都是接触分析。但是，以前受计算能力的制约，接触分析应用的较少。
6）屈曲分析。这是一种几何非线性分析，用于确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状。例如，压杆稳定性问题。
四、对暖气管道进行有限元分析
（1）实例分析
由于一般暖气管道的长度尺寸远远大于管道的界面直径，故在进行有限元分析时可忽略管道的断面效应，认为在管道断面上无应变产生。根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。
已知：管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。
图1暖气管道三维视图和界面视图（单位：mm）
（2）有限元建模
根据实例分析中的数据提示，利用ANsys12.0有限元分析软件，建立暖气管道的1/4截面图。
（图2）
将上图1/4截面图拉伸成三维实体模型；
图3
将上图三维实体模型生成有限元网格；
图4
施加载荷和约束后进行求解，结果显示为下图；
（图5）
（图6）
求解结束后，我们可以利用有限元的功能显示三维实体变形前后
的状况，分析三维实体的应力分布；
图7
图8
浏览节点上的V on Mises应力值。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu；
（图9）
设置扩展模式。执行Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion，选中“1/4 Dihedral Sym”单选按钮，单击OK按钮，生成结果下图所示。
图10
（3）结果分析
通过图10可以看出，在分析过程中的最大变形量为418E-03m，最大的应力为994E+08Pa,最小应力为257E+09Pa。应力在内表面比较大，所以在生产中应加强内表面材料的强度。
五、有限元分析应注意的问题
在有限元分析中，工程技术人员最关心的问题是有限元计算结果的正确性和精度。这个问题关系到有限元计算结果能否应用于工程实际。为了得到有效的有限元计算结果，这里通过对有限元理论分析和有限元问题处理经验，对有限元分析中应注意的几个问题归纳如下：（1）对有限元结果的认识
图11给出了有限元分析方法的流程。从图中可以看出，离散的网格密度、单元类型、形函数构造、边界条件的处理等都和最终结果
有关。同时，在商用软件中其算法都做了一些相应的简化。这些简化一般适应于一类问题，而不会适合于所有问题。搞清所使用的软件的算法原理，对得到合理的有限元分析结果非常重要。
使用商业有限元软件进行分析时，由于几何建模、有限元建模、及边界条件的处理等因素的影响，有限元模拟结果可能偏离实际情况。因此对有限元分析结果要谨慎对待。一般要通过以前的算例或简单试验对有限元结果的可行性进行验证，同时不能轻易省掉常规的强度计
算。关于有限元分析和常规强度计算的关系已有阐述，其中包括三种观点：‘替代论’、‘对立论’、‘衔接难论’。这三种观点在问题的认识上都存在片面性，有限元分析应用于强度校核等方面的工作还未成熟，尚处于探索阶段，因此对有限元模拟结果既不能迷信又不能全盘否定。应不断的摸索积累经验，在设计中逐渐用好有限元方法。
参考文献：
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有限元填空选择题及答案
1有限元是近似求解_一般连续_场问题的数值方法 2有限元法将连续的求解域离散为若干个子域_,得到有限个单元,单元和单元之间用节点相连 3从选择未知量的角度来看,有限元法分为三类位移法. 力法混合法 4以_节点位移_为基本未知量的求解方法称为位移法. 5以_节点力_为基本未知量的求解方法称为力法. 6一部分以__节点位移__,另一部分以_节点力_为基本未知量的求解方法称为混合法. 7直梁在外力的作用下,横截面的内力有剪力_和_弯矩_两个. 8平面刚架结构在外力的作用下,横截面上的内力有轴力_ 、剪力_和弯矩. 9进行直梁有限元分析,平面刚架单元上每个节点的节点位移为挠度和转角 10平面刚架结构中,已知单元e的坐标变换矩阵[T e ]和在局 部坐标系x’O’y’下的单元刚度矩阵[K’]e ，则单元在真体坐标 系xOy下的单元刚度矩阵为_ [K]e = [T e ] T [K’] e [T e ] 13弹性力学问题的方程个数有15个,未知量的个数有15个. 14弹性力学平面问题的方程个数有8_个,未知量个数有8_个15几何方程是研究__应变___和_位移之间关系的方程 16物理方程是描述_应力_和_应变_关系的方程 17平衡方程反映了_应力__和_位移_之间关系的 18把经过物体内任意一点各个_ 截面上的应力状况叫做__该点_的应力状态 19形函数在单元上节点上的值,具有本点为_1_.它点为零的性质,并且在三角形单元的任一节点上,三个行函数之和为_1_ 20 形函数是_三角形_单元内部坐标的_线性位移_函数,他反映了单元的_位移_状态 21在进行节点编号时,要尽量使用同一单元的相邻节点的狭长的带状尽可能小,以使最大限度地缩小刚度矩阵的带宽,节省存储,提高计算效率. 22三角形单元的位移模式为_线性位移模式_- 23矩形单元的位移模式为__线性位移模式_ 24在选择多项式位移模式的阶次时,要求_所选的位移模式应该与局部坐标系的方位无关的性质为几何_各向同性 25单元刚度矩阵描述了_节点力_和_节点位移之间的关系 26在选择多项式作为单元的位移模式时,多项式阶次的确定,要考虑解答的收敛性,即要满足单元的_完备性和协调性要求27三节点三角形单元内的应力和应变是_常数,四节点矩形单元内的应力和应变是线性_变化的 28在矩形单元的边界上,位移是线性_变化的 29整体刚度是一个呈_ 狭长的带状_分布的稀疏矩阵 30整体刚度[K]是一个奇异阵,在排除刚体位移_后,它正义阵1从选择未知量的角度来看,有限元法可分为三类(力法,位移法,混合法) 2下列哪有限元特点的描述中,哪种说法是错误的(D需要使用于整个结构的插值函数) 3几何方程研究的是(A应变和位移)之间关系的方程式 4物理方程是描述(D应力和应变)关系的方程 5平衡方程研究的是(C应力和位移)之间关系的方程式 6在划分单元时,下列哪种说话是错误的(A一般首选矩形单元) 7下列哪种单元的单元刚度矩阵必须通过积分才能得到(D矩形单元) 8单元的刚度矩阵不取决于下列哪种因素(B单元位置) 9可以证明,在给定载荷的作用下,有限元计算模型的变形与实际结构变形之间的关系为(B前者小于后者) 10ANSYS按功能作用可分为若干个处理器,其中(B求解器)用于施加载荷和边界条件 11下列有关有限元分析法的描述中,哪种说话是错误的(B单元之间通过其边界连接成组合体) 12下列关于等参数单元的描述中,哪些说话是错误的(C将规则单元变换为不规则单元后,易于构造位移模式) 13从选择未知量的角度来看,有限元可以分为三类,混合法的未知量是(C节点力和节点位移) 14下列对有限元特点的描述中,哪种说话是错误的(B对有限元求解域问题没有较好的处理方法) 15在划分单元时,下列哪种说话错误(D自由端不能取为节点) 16对于平面问题,选择单元一般首选(D三角形单元或等参单元) 17下列哪种说法不是形函数的性质(C三角形单元任一条边上的形函数,与三角形的三个节点坐标都有关) 18下列四种假设中,哪种分析不属于分析弹性力学的基本假设(C大变形假设) 19下列四种假设中,哪种不属于分析弹性力学的基本假设(B 有限变形假设) 20下列关于三角形单元说法中哪种是错误的(C在单元的公共边上应力和应变的值是连续的) 21下列关于矩形单元的说法哪项是错误的(D其形函数是线形的) 22应用圣维南原理简化边界条件时,静力等效是指前后的力系的(D主矢量相同,对于同一点的主矩也相同) 24描述同一点的应力状态需要的应力分量是(C6个) 25在选择多项式作为单元的位移模式时.多项式阶次的确定,要考虑解答的收敛性,哪种说法不是单元必须满足的要求(D 对称性)
有限元分析在航空航天应用领域案例
航空航天服务项目 一、航空发动机 1、轴系弹塑性、静动力分析、疲劳分析、优化设计 2、盘系的静力计算、模态计算和动力响应计算 3、叶片模态计算、动力响应计算、热疲劳分析 4、发动机机匣载荷分析、疲劳变形分析 5、燃烧室/加力燃烧室/推进剂热应力分析、热疲劳分析、静力分析二、卫星设计 1、卫星的模态动力学分析 2、电池组托架的应力分析 3、太阳能电池板的展开 4、运输引起的冲击和损伤 三、子系统机身 1、机身 （1）静力分析 （2）动力响应分析（模态、颤振等） （3）失稳分析 （4）损伤容限分析 2、机翼 （1）静力分析 （2）动力响应分析 （模态、颤振、抖振等） （3）失稳分析 （4）损伤容限分析 （5）结构优化设计 四、起落架 1、飞行器起落架多体动力学分析 2、飞行器起落架部件级静力分析 3、飞行器起落架部件级动力分析 五、飞行器总体 1、频率和振型 2、线性和非线性静态和瞬态应力 3、失稳分析 4、飞鸟和飞机的撞击 5、总体气动性能 6、飞机、发动机的气动匹配 7、军用飞机的雷达反射特性以及红外辐射特性
航空航天案例 1、中外翼对接带板细节应力分析 某型飞机的中外翼对接带板属于疲劳薄弱部位，为对该部位的疲劳寿命作出合理的估算，需对该部位的应力分布进行准确的计算。利用ABAQUS软件的接触分析功能对中外翼对接带板的细节应力进行了计算，给出了有限元的计算结果。 图1：有限元模型 图2：外翼带板的拉应力分布情况 图3：中央翼带板的拉应力分布情况
2、缝翼滑轨模型装配件分析 飞机的前缘缝翼是民用客机、大型飞机常用的增升活动面，是通过滑轨在滑轮组架中的运动来改变机翼的翼型，以达到增加升力的目的。滑轨在滑轮组架中的运动就是一个典型的接触问题。 滑轮组架内在每根滑轨的安装位置沿滑轨法向和侧向各布置了两组滚轮。当缝翼翼面上的载荷传到滑轨上时，滑轨受力变形，其上下表面就会有滚轮与滑轨表面发生接触，从而限制滑轨的法向运动；其左右两侧也会有滚轮与滑轨腹板表面发生接触，从而限制滑轨的侧向运动。 在结构受载过程中，究竟是哪一个或哪些滚轮与滑轨发生接触，从而为其提供边界约束就是边界非线性有限元分析所要考虑的主要问题。 针对某型机缝翼结构中所遇到的接触问题，真实地模拟了缝翼滑轨和滚轮之间的接触关系，进而得到真实的传力路经和应力分布。 首先，将已有的缝翼模型利用FromNastran功能将Nastran输入文件转化为ABAQUS 输入文件。这样可以有效地利用已有模型和数据，省去重新建模的工作。将模型导入后，就可以在ABAQUS/CAE中定义各种非线性行为，如接触等。
计算机应用基础答案
专业课作业 1.一般认为，世界上第一台电子数字计算机诞生于________。 A.1946年 2.当前的计算机一般被认为是第四代计算机，它所采用的逻辑元件是_______。 C.大规模集成电路 3、下列关于世界上第一台电子计算机ENIAC的叙述中，错误的是_______。 D.确定使用高级语言进行程序设计 4、目前，微型计算机中广泛采用的电子元器件是________。 D.大规模和超大规模集成电路 5、早期的计算机体积大、耗电多、速度慢，其主要原因是制约于_______。 D.元器件一一早期的计算机元器件是电子管，其体积大、耗电多。 6、计算机可分为数字计算机、模拟计算机和数模A合计算机，这种分类是依据________。 B.处理数据的方式-一有两种:处理数字的和处理模拟数据的(声音属于模拟数据) 7、电子计算机按规模和处理能力划分，可以分为_________。 C.巨型计算机、中小型计算机和微型计算机 8、个人计算机简称PC机，这种计算机属于________。 A.微型计算机 9、计算机的主要特点是______。 C.运算速度快、自动控制、可靠性高 10、以下不属于电子数字计算机特点的是________。 B.体积庞大 11、现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理，主要是因为______。 D.具有存储程序的功能 12、下列各项中，在计算机主要的特点中尤其最重要的工作特点是_______。 A.存储程序与自动控制 13、“使用计算机进行数值运算，可根据需要达到几百万分之一的精确度”，该描述说明计算机具有_______。 C.很高的计算精度 14、“计算机能够进行逻辑判断并根据判断的结果来选择相应的处理”，该描述说明计算机具有_______。 B.逻辑判断能力 15、计算机的通用性使其可以求解不同的算术和逻辑问题，这主要取决于计算机的_______。 A.可编程性 16、当前计算机的应用领域极为广泛，但其应用最早的领域是_______。 B.科学计算 17、计算机当前的应用领域非常广泛，但根据统计其应用最广泛的领域是_______。(请看解析) A.数据处理 18、当前气象预报已广泛采用数值预报方法，这主要涉及计算机应用中的_______。 D.科学计算和数据处理 19、办公室自动化是计算机的一大应用领域，按计算机应用的分类，它属于______。 D.数据处理 20、在工业生产过程中，计算机能够对“控制对象”进行自动控制和自动调节的控制方式，如生产过程化、过程仿真、过程控制等。这属于计算机应用中的________。
大大数据可视化分析资料报告平台介绍
大数据可视化分析平台 一、背景与目标 基于邳州市电子政务建设的基础支撑环境，以基础信息资源库（人口库、法人库、宏观经济、地理库）为基础，建设融合业务展示系统，提供综合信息查询展示、信息简报呈现、数据分析、数据开放等资源服务应用。实现市府领导及相关委办的融合数据资源视角，实现数据信息资源融合服务与创新服务，通过系统达到及时了解本市发展的综合情况，及时掌握发展动态，为政策拟定提供依据。 充分运用云计算、大数据等信息技术，建设融合分析平台、展示平台，整合现有数据资源，结合政务大数据的分析能力与业务编排展示能力，以人口、法人、地理，人口与地理，法人与地理，实现基础展示与分析，融合公安、交通、工业、教育、旅游等重点行业的数据综合分析，为城市管理、产业升级、民生保障提供有效支撑。 二、政务大数据平台 1、数据采集和交换需求：通过对各个委办局的指定业务数据进行汇聚，将分散的数据进行物理集中和整合管理，为实现对数据的分析提供数据支撑。将为跨机构的各类业务系统之间的业务协同，提供统一和集中的数据交互共享服务。包括数据交换、共享和ETL等功能。 2、海量数据存储管理需求：大数据平台从各个委办局的业务系统里抽取的数据量巨大，数据类型繁杂，数据需要持久化的存储和访问。不论是结构化数据、半结构化数据，还是非结构化数据，经过数据存储引擎进行建模后，持久化保存在存储系统上。存储系统要具备高可靠性、快速查询能力。
3、数据计算分析需求：包括海量数据的离线计算能力、高效即席数据查询需求和低时延的实时计算能力。随着数据量的不断增加，需要数据平台具备线性扩展能力和强大的分析能力，支撑不断增长的数据量，满足未来政务各类业务工作的发展需要，确保业务系统的不间断且有效地工作。 4、数据关联集中需求：对集中存储在数据管理平台的数据，通过正确的技术手段将这些离散的数据进行数据关联，即：通过分析数据间的业务关系，建立关键数据之间的关联关系，将离散的数据串联起来形成能表达更多含义信息集合，以形成基础库、业务库、知识库等数据集。 5、应用开发需求：依靠集中数据集，快速开发创新应用，支撑实际分析业务需要。 6、大数据分析挖掘需求：通过对海量的政务业务大数据进行分析与挖掘，辅助政务决策，提供资源配置分析优化等辅助决策功能，促进民生的发展。
华科大有限元分析题及大作业题答案——船海专业(DOC)
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有限元分析及应用作业报告 一、问题描述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1)分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2)分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3)当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。
二、几何建模与分析 图1-2力学模型 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图1-2所示，建立几何模型，进行求解。 假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 三、第1问的有限元建模 本题将分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算。 1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences为Structural 2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad 4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad 8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 3）定义材料参数 4）生成几何模 a. 生成特征点 b.生成坝体截面 5）网格化分：划分网格时，拾取所有线段设定input NDIV 为10，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到200个单元。 6)模型施加约束： 约束采用的是对底面BC全约束。 大坝所受载荷形式为Pressure，作用在AB面上，分析时施加在L AB上，方向水平向右，载荷大小沿L AB由小到大均匀分布（见图1-2）。以B为坐标原点，BA方向为纵轴y，则沿着y方向的受力大小可表示为： ρ（1） = gh P- =ρ g = - 10 {* } 98000 98000 (Y ) y
计算机的主要应用领域如下
作业一 1、计算机的主要应用领域如下： 1.科学计算(或数值计算) 2.数据处理(或信息处理)数据处理从简单到复杂已经历了三个发 展阶段，它们是：①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS), 3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)⑴计算机辅助设 计(Computer Aided Design,简称CAD) ⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI) 4.过程控制(或实时控制) 5.人工智能(或智能模拟) 6.网络应用。 当前，计算机的发展表现为四种趋向：巨型化、微型化、网络化和智能化。 2、什么是指令：指令由操作码和操作数构成，分别表示何种操作和存储地址。而程序则是：程序是可以连续执行,并能够完成一定任务的一条条指令的集合。它是人与机器之间进行交流的语言。程序主要是原代码文件,有了程序才有软件。 3、操作系统的地位：其他软件的支撑环境 操作系统的作用： 用户角度：用户与计算机硬件系统之间接口 资源管理角度：计算机资源的管理者，处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理 4、(1)标题栏位于窗口的顶部。通常用于显示应用程序或打开文档的名称。(2)控制菜单图标位于窗口的左上角。它的功能包括在一个下拉菜单中。即还原、移动、大小、最小化、最大化和关闭等。 (3)最小化按钮位于标题栏的右端。单击该按钮，可将窗口缩小为任务栏中的一个按钮。 (4)最大化按钮位于标题栏的右端。无论当前窗口多大，用鼠标器单击最大化按
可视化图形编程的介绍
可视化图形编程的介绍 什么是可视化图形编程？. 所谓可视化图形编程，关于小孩们来讲，编程不再是枯燥复杂的 代码，反而更像是画画。在操作界面中代码编辑区相当于画布，五光十色 的程序块相当于颜料盒，小孩们通过拖拽的方式进行编程，“画”出一幅幅动态的画。如此，关于没有编程基础的小孩来讲，难度就降低专门多。 目前全球少儿可视化图形编程最常用到的工具是Scratch Scratch由麻省理工学院(MIT) 设计开发，基于Logo语言，跃过了高级语言中那些繁难的概念和语法，用图形化的表现和拖拽的交互来完成 编程的核心逻辑和成果交付。 整个编程就像儿童在搭有味的积木玩具，同时在Scratch的舞台区，会对小孩的积木式程序自动进行演示，小孩能够专门直观地看到各种脚本 设计所出现出来的实际成效。 学习图形化编程，小孩将有哪些收成？ zho 因为scratch不用学习代码，而是通过像积木一样的拖拽来实现编程。这又会给家长带来另一个担忧——学scratch会可不能学不到什么真正的东西？ 美国专家按照近10年来，小孩对scratch学习成效数据的分析，总结了学scratch的三大好处：
1、学习Scratch能够培养逻辑思维能力 在大年龄段小孩学习Scratch编程时，会涉及许多数学知识，小孩需要结合学校内学到的数学知识，来解决编程咨询题。因此，在持续探究 的过程中，小孩们的数学知识也会越累越丰富，创作能力也越来越强。 2、学习Scratch能够提升学习的主动性 小孩在创作的过程中不仅习得了Science（科学），Technology（技术），Engineering（工程），Arts（艺术），Maths（数学）等多个领域的知识，而且也获得了成就感和满足感。通过网络上传分享自己的编程作品，让小 孩们能够互相提出改进方法方式，那个过程大大鼓舞了小孩的成就感和学 习欲望。 3、学习Scratch能够激发制造力 Scratch软件的优势是易学且功能强大，有助于小孩们发挥自己的 想象力，而在动手创作过程中，他们的学习主动性、想象力和制造力会得 到极大的锤炼。小孩们能够用Scratch中已有的素材，发挥自己的想象力制作游戏、动画，还能够自己设计素材。 除此之外，小孩在学习图形化编程的过程中会持续地尝试、持续 地面对挑战、持续地经历失败，持续地从错误中学习，只有经历了这些， 才能最终获得程序的正确运行。这整个的过程，会锤炼小孩的挫折承担能 力。
基于有限元法和极限平衡法的边坡稳定性分析
目录 摘要 (1) 1引言 (1) 2 简要介绍有限元和极限平衡方法 (1) 3影响边坡稳定性的因素 (2) 3.1水位下降速度的影响 (2) 3.2 不排水粘性土对边坡失稳的影响 (5) 3.3 裂缝位置的影响 (9) 4 总结和结论 (12)
基于有限元法和极限平衡法的边坡稳定性分析 摘要：相较于有限元分析法，极限平衡法是一种常用的更为简单的边坡稳定性分析方法。这两种方法都可用于分析均质和不均质的边坡，同时考虑了水位骤降，饱和粘土和存在张力裂缝的条件。使用PLAXIS8.0(有限元法)和SAS-MCT4.0(极限平衡方法)进行了分析，并对两种方法获得的临界滑动面的安全系数和位置进行了比较。 关键词：边坡稳定；极限平衡法；有限元法；PLAXIS；SAS-MCT 1.引言 近年来，计算方法，软件设计和高速低耗硬件领域都得到快速发展，特别是相关的边坡稳定性分析的极限平衡法和有限元方法。但是，使用极限平衡方法来分析边坡，可能会在定位临界滑动面(取决于地质)时出现几个计算困难和前后数值不一致，因此要建立一个安全系数。尽管极限平衡法存在这些固有的局限性，但由于其简单，它仍然是最常用的方法。然而，由于个人电脑变得更容易获得，有限元方法已越来越多地应用于边坡稳定性分析。有限元法的优势之一是，不需要假设临界破坏面的形状或位置。此外，该方法可以很容易地用于计算压力，位移，路堤空隙压力，渗水引起的故障，以及监测渐进破坏。 邓肯(1996年)介绍了一个综合观点，用极限平衡和有限元两种方法对边坡进行分析。他比较了实地测量和有限元分析的结果，并且发现一种倾向，即计算变形大于实测变形。Yu 等人(1998年)比较了极限平衡法和严格的上、下界限法对于简单土质边坡的稳定性分析的结果，同时，他们也将采用毕肖普法和利用塑性力学上、下限原理的界限法得到的结果进行了比较。Kim等人(1999年)同时使用极限平衡法和极限分析法对边坡进行分析，发现对于均质土边坡，得自两种方法的结果大体是一致的，但是对于非均质土边坡还需要进行进一步分析工作。Zaki(1999年)认为有限元相对于极限平衡法更显优势。Lane和Griffiths (2000年) 提出一个看法，用有限元方法在水位骤降条件下评价边坡的稳定性，应绘制出适用于实际结构的操作图表。Rocscience有限公司(2001年)提出了一个文件，概述了有限元分析方法的能力，并通过与各种极限平衡方法的结果比较，提出了有限元方法更为实用。Kim等人(2002年)用上、下界限法和极限平衡法分析了几处非均质土体且几何不规则边坡的剖面。这两种方法给出了类似有限元分析法产生的安全系数，临界滑动面位置。 2.简要介绍有限元和极限平衡方法 有限元法(FEM)是一个应用于科学和工程中，求解微分方程和边值问题的数值方法。进一步的细节，读者可参考Clough和Woodward(1967年)，Strang和Fix(1973年)，Hughes(1987年)，Zienkiewicz和Taylor(1989年)所做的研究工作。 PLAXIS 8版(Brinkgreve 2002年)是一个有限元软件包，应用于岩土工程二维的变形和 折稳定性分析。该程序可以分析自然成型或人为制造的斜坡问题。安全系数的确定使用c
有限元法课后习题答案
1、有限元是近似求解一般连续场问题的数值方法 2、有限元法将连续的求解域离散为若干个子域,得到有限个单元,单元和单元之间用节点连接 3、直梁在外力的作用下,横截面的内力有剪力和弯矩两个. 4、平面刚架结构在外力的作用下,横截面上的内力有轴力、剪力、弯矩. 5、进行直梁有限元分析,平面刚架单元上每个节点的节点位移为挠度和转角 6、平面刚架有限元分析，节点位移有轴向位移、横向位移、转角。 7、在弹性和小变形下，节点力和节点位移关系是线性关系。 8、弹性力学问题的方程个数有15个，未知量个数有15个。 9、弹性力学平面问题方程个数有8，未知数8个。 10、几何方程是研究应变和位移之间关系的方程 11、物理方程是描述应力和应变关系的方程 12、平衡方程反映了应力和体力之间关系的 13、把经过物体内任意一点各个截面上的应力状况叫做一点的应力状态 14、9形函数在单元上节点上的值,具有本点为_1_.它点为零的性质,并且在三角形单元的任一节点上,三个行函数之和为_1_ 15、形函数是_三角形_单元内部坐标的_线性_函数,他反映了单元的_位移_状态 16、在进行节点编号时,同一单元的相邻节点的号码差尽量小. 17、三角形单元的位移模式为_线性位移模式_- 18、矩形单元的位移模式为__双线性位移模式_
19、在选择多项式位移模式的阶次时,要求_所选的位移模式应该与局部坐标系的方位无关的性质为几何_各向同性 20、单元刚度矩阵描述了_节点力_和_节点位移之间的关系 21、矩形单元边界上位移是连续变化的 1.诉述有限元法的定义 答： 有限元法是近似求解一般连续场问题的数值方法 2.有限元法的基本思想是什么 答： 首先，将表示结构的连续离散为若干个子域，单元之间通过其边界上的节点连接成组合体。其次，用每个单元内所假设的近似函数分片地表示求解域内待求的未知厂变量。 3.有限元法的分类和基本步骤有哪些 答： 分类： 位移法、力法、混合法；步骤： 结构的离散化，单元分析，单元集成，引入约束条件，求解线性方程组，得出节点位移。 4.有限元法有哪些优缺点 答： 优点：
计算机应用基础复习主要知识点
计算机应用基础复习主 要知识点 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
第一章计算机概述 知识点： 1、计算机发展阶段 1、计算机的发展经历了哪几代各代计算机分别采用什么电子元件 2、计算机的几个主要应用领域。 3、计算机的发展有哪几种趋势请简要阐述。 2、数制：数制间的转换 例如： 1011011.01Ｂ转换成十进制的数。 186.25D转换成二进制并表示出来。 分别转换成八进制和十六进制。 3、硬件知识： 计算机硬件组成结构——冯.诺依曼原理 例如：硬件的五大组成部分 存储器——内存的分类及各自的特点、内存与外存的区别 例如：ROM、RAM的名称，特点 4、数据存储单位 例如： 计算机位、字节、字长的含义。 下列单位的换算关系 BIT BYTE KB MB GB TB 第三章操作系统 知识点：
1、操作系统的概念及功能 2、在Windows XP中，关闭窗口的方法有哪些 3、桌面常用图标及其作用。 4、文件名的组成及文件路径 例如：文件路径“E:\Work\Computer\论文.doc”所表示的意思 5、快捷键（复制、粘贴、剪贴、保存）。 6、在桌面创建程序快捷方式的步骤。 7、去掉文件或文件夹的隐藏属性的步骤。 8、windows操作系统中窗口和对话框的区别。 第四章 word 知识点： 1、Word文档有哪几种视图方式 2、在word中插入艺术字的操作步骤。 3、在word中实现上标、下标的操作步骤。 例如：在Word中输入2 a的步骤。 2 4、在word中实现分数输入的操作步骤。 1 例如：怎么样在Word中输入 2 5、利用word软件建立表格的几种方式。 第五章 excel 知识点： 1、EXCEL中，工作簿、工作表、单元格之间有什么关系 2、什么是条件格式如何设置 3、分类汇总的一般步骤。
城市基础设施三维可视化管理平台(简介)
城市基础设施三维可视化管理系统（简介） 随着全球信息化的变革，科技的不断进步，三维模拟技术的适用领域也越来越广泛。基础设施三维可视化管理系统（以下简称为可视化管理系统）是就对当前基础设施资源基础数据三维模拟的综合应用。通过可视化管理系统的建立，模拟整全城的市貌，动态生成管网三维，并通过对基础设施的管理、分析，为基础设施建设、维护、指挥决策等各方面的应用提供依据。 可视化管理系统是将基础设施平面数据的三维可视化展现，通过将平面数据以及三维数据动态的联动，增强了“所见即所得”的用户体验。可以通过属性查询来获取当前的三维信息，也可以通过三维图形获取对应的属性信息，达到真正的图文联动，“三维”和“属性”的互查；可以通过动态生产管网三维，展示当前管网的三维模拟效果，并在此基础上进行日常的测量、浏览、查询、分析等，加强了基础设施的数字化建设，为基础设施的建设、指挥决策提供了更加明了、更加形象的可视化依据。 可视化管理系统的建立是符合当前社会新潮、满足当前社会需要的新型产业软件，是三维模拟技术与数字化基础设施结合的产物，具有蓬勃的发展潜力。 一、系统目标 建立可视化管理系统时，应在基础平台选择、数据规范、应用系统的可维护性和可扩充性等方面给予全面的考虑和留有充分的余地，使之能随着前期目标的实现，有计划有步骤地开展数据搜集和建库工作，不断完善系统功能、扩大应用范围，使系统逐步演进成一个更高层次的可视化管理系统。 结合市当前规划管理的业务特征，遵循求实可行的方针，以实用性、先进性、开放性、可靠性为原则，在统一的软硬件平台上，建立起可视化管理系统，具体目标主要有：建立各种建筑物、纹理材质以及管网附属设施模型库，是动态生成三维场景必不可少的一部分；建立三维的基础地形数据库；实现动态生成管网三维并建立对应的管网数据库；建立可视化管理系统，实现对城市管网属性的查询、
数据可视化概述
2017 数据可视化概览及其应 用计算机1406班宋世波20143753
目录 CONTENTS 数据可视化概述 Data visualization overview 数据可视化开发工具介绍 Introduction to data visualization development tools 数据可视化技术应用 Data visualization technology application 可视化应用及参考文献 Application and reference
数据可视化概述?Data visualization overview
可视化（Visualization ）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。 高效 直观 标准 丰富 将海量数据进行抽取、度量、分析进行高效展现，为及时掌握全局动向和应对突发事件提供有效保障。 利用多维交互式报表、三维图形、大屏投影等高新技术，通过多维视角观察数据形态，显著提升对信息的认知。 通过制定可视化标准体系，实现可视化展现规范统一 从大屏投影到普通PC 桌面、Web 网再到移动终端，接收信息不受时间、空间限制。
明确问题 清晰的问题可以有助于避免数据可视化的一个常见毛病：把不相干的事物放在一起比较。假设我们有这样一个数据集(见表1)，其中包含一个机构的作者总数、出版物总数、引用总数和它们特定一年的增长率。图1是一个糟糕的可视化案例，所有的变量都被包含在一张表格中。在同一张图中绘制出不同类型的多个变量，通常不是个好主意。注意力分散的读者会被诱导着去比较不相干的变量。比如，观察出所有机构的作者总数都少于出版物总数，这没有任何意义，又或者发现Athena University、Bravo University、Delta Institution三个研究机构的出版物总数依次增长，也没有意义。拥挤的图表难以阅读、难以处理。在有多个Y轴时就是如此，哪个变量对应哪个轴通常不清晰。简而言之，槽糕的可视化项目并不澄清事实而是引人困惑。 从基本的可视化着手 确定可视化项目的目标后，下一步是建 立一个基本的图形。它可能是饼图、线 图、流程图、散点图、表面图、地图、 网络图等等，取决于手头的数据是什么 样子。在明确图表该传达的核心信息时， 需要明确以下几件事： 我们试图绘制什么变量? X轴和轴代表什么? 数据点的大小有什么含义吗? 颜色有什么含义吗? 我们试图确定与时间有关趋势，还 是变量之间的关系? 选择正确的图表类型 数据的规范化(如本例中的相对活跃 指数)是一个很常见也很有效的数据 转换方法，但需要基于帮助读者得 出正确结论的目的使用。如在此例 中，仅仅发现目标机构对某个小领 域非常重视没太大意义。 我们可以把出版量和活跃程度 在同一个图表中展示，以理解各领 域的活跃程度。使用图4的玫瑰图， 各块的面积表示文章数量，半径长 短表示相对活跃指数。注意在此例 中，半径轴是二次的(而图3中是典 型线性的)。图中可以看出，B领域 十分突出，拥有最大的数量(由面积 表示)和最高的相对活跃程度(由半 径长度表示)。 将注意力引向关键信息 用肉眼衡量半径长度可能并不容 易。由于在本例中，相对活跃指 数的1.0代表此领域的全球活跃 程度，我们可以通过给出1.0的 参照值来引导读者，见图5。这 样很容易看出哪些领域的半径超 出参考线。 我们还可以使用颜色帮助读者识 别出版物最多的领域。如图例所 示，一块的颜色深浅由出版物数 量决定。为了便于识别，我们还 可以把各领域名称作为标签(见图 6)。
有限元复习题答案
1、何为有限元法？其基本思想是什么？ 有限元法是一种基于变分法而发展起来的求解微分方程的数值计算方法，该方法以计算机为手段，采用分片近似，进而逼近整体的研究思想求解物理问题。 基本思想是化整为零集零为整。 2、为什么说有限元法是近似的方法，体现在哪里？ 有两点：用离散单元的组合体来逼近原始结构，体现了几何上的近似；而用近似函数逼近未知变量在单元内的真实解，体现了数学上的近似。 3、单元、节点的概念？ 节点：表达实际结构几何对象之间相互连接方式的概念 单元：网格划分中的每一个小部分称为单元，网格间相互联结点称为节点 4、有限元法分析过程可归纳为几个步骤？ 结构离散化、单元分析、整体分析 5、有限元方法分几种？本课程讲授的是哪一种？ 位移法、力法、混合法本课程讲授位移法 6、弹性力学的基本变量是什么？何为几何方程、物理方程及虚功方程？弹性矩阵的特点？ 弹性力学变量:外力、应力、应变和位移。 描述弹性体应变分量与位移分量之间的方程称为几何方程；物理方程描述应力分量与应变分量之间的关系；弹性体上外力在虚位移发生过程中所做的虚功与储存在弹性体内的需应变能相等。 弹性矩阵由材料的弹性模量和泊松比确定，与坐标位置无关。 7、何为平面应力问题和平面应变问题？ 平面应力问题：在结构上满足a几何条件：研究对象是等厚度薄板。b载荷条件：作用于薄板上的载荷平行于板平面且沿厚度方向均匀分布，而在两板面无外力作用。 平面应变问题：满足a几何条件：长柱体，即长度方向的尺寸远远大于横截面的尺寸，且横截面沿长度方向不变。b载荷条件：作用于长柱体结构上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力两条件的弹性力学问题。 1、何为结构的离散化？离散化的目的？何为有限元模型？ ①离散化:把连续的结构看成由有限个单元组成的集合体。②目的：建立有限元计算模型③通常把由节点,单元及相应的节点载荷和节点约束构成的模型称为有限元模型2、结构离散化时，划分单元数目的多少以及疏密分布，将直接影响到什么？确定单元数量的原则？通常如何设置节点？
计算机的应用领域
计算机的应用领域 近年来，计算机技术得到了飞跃发展，超级并行计算机技术、高速网络技术、多媒体技术、人工智能技术等相互渗透，改变了人们使用计算机的方式，从而使计算机几乎渗透到人类生产和生活的各个领域，对工业和农业都有极其重要的影响。计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域有以下6大方面。 1.科学计算(或数值计算) 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中，科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。 例如，建筑设计中为了确定构件尺寸，通过弹性力学导出一系列复杂方程，长期以来由于计算方法跟不上而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程，并且引起弹性理论上的一次突破，出现了有限单元法。 2.数据处理(或信息处理) 数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计，80％以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面宽，决定了计算机应用的主导方向。 数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段，它们是： ①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段，实现一个部门内的单项管理。 ②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具，实现一个部门的全面管理，以提高工作效率。 ③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础，帮助管理决策者提高决策水平，改善运营策略的正确性与有效性。 目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业，多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字，也有声情并茂的声音和图像信息。 3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)
可视化的应用领域介绍
宿州学院 环境与测绘工程学院虚拟现实技术实习报告 报告题目：可视化的应用领域介绍 组员：沈王磊(2012104130) 班级：13测绘工程 实习课程：虚拟现实技术 指导老师：李飞老师 2016年10月7日
目录 介绍 (3) 1.可视化的领域 (3) 1.1 科学可视化 (3) 1.2 教育可视化 (4) 1.3 信息可视化 (4) 1.4 数据可视化 (5) 1.5 地理可视化 (5) 1.6 医学影像 (6) 1.7 产品可视化 (6) 1.8 软件可视化 (7) 1.9 工程制图 (7) 1.10 立体渲染 (8) 2.可视化的前景 (8)
可视化的应用领域介绍 可视化(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。目前正在飞速发展的虚拟现实技术也是以图形图像的可视化技术为依托的。当今社会正处在一个信息爆炸的时代人们常常在茫茫的数据海洋面前显得不知所措一时难以抓住隐藏在数据之中的本质、结构和规律。可视化就是在这种背景下发展起来的它把数据变换成易于被人接受和理解的形式——图形。 可视化又称视觉化,它的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据借助计算机图形学和图像处理等技术用几何图形和色彩、纹理、透明度、对比度及动画技术等手段以图形图像信息的形式直观、形象地表达出来并进行交互处理。这一技术涉及到图像处理、计算机辅助设计和图形交互技术等诸多学科领域。 1.可视化的领域 1.1科学可视化 科学可视化（英语：scientific visualization 或 scientific visualisation）是科学之中的一个跨学科研究与应用领域，主要关注的 是三维现象的可视化，如建筑学、气象学、医学或生物学方面的各种系 统。重点在于对体、面以及光源等等的逼真渲染，或许甚至还包括某种 动态（时间）成分 科学可视化侧重于利用计算机图形学来创建客观的视觉图像，将数学方 程等文字信息转换大量压缩呈现在一张图纸上，从而帮助人们理解那些 采取错综复杂而又往往规模庞大的方程、数字等等形式所呈现的科学概 念或结果[2]，除有助于公众吸收之外，重要的是便于专家快速了解状况，
有限元分析大作业试题
有限元分析习题及大作业试题 要求：1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方 案、载荷及边界条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分 析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单 元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的 影响分析等） E、建议与体会 4）11月1日前必须完成，并递交计算分析报告（报告要求打印）。
习题及上机指南：（试题见上机指南） 例题1 坝体的有限元建模与受力分析 例题2 平板的有限元建模与变形分析 例题1：平板的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: plane 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m 板承受均布载荷：1.0e 5 P a 图1－1 受均布载荷作用的平板计算分析模型 1.1 进入ANSYS 程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: plane →Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element T ypes window) → Options… →select K3: Plane stress w/thk →OK →Close (the Element T ype window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY :0.3 → OK 1.5定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add … →select T ype 1→ OK →input THK:1 →OK →Close (the Real Constants Window)
简述计算机的主要特点和主要应用领域
简述计算机的主要特点和主要应用领域 计算机具有以下特点： 快速的运算能力 电子计算机的工作基于电子脉冲电路原理，由电子线路构成其各个功能部件，其中电场的传播扮演主要角色。我们知道电磁场传播的速度是很快的，现在高性能计算机每秒能进行几百亿次以上的加法运算。如果一个人在一秒钟内能作一次运算，那么一般的电子计算机一小时的工作量，一个人得做100多年。很多场合下，运算速度起决定作用。例如，计算机控制导航，要求“运算速度比飞机飞的还快”；气象预报要分析大量资料，如用手工计算需要十天半月，失去了预报的意义。而用计算机，几分钟就能算出一个地区内数天的气象预报。 足够高的计算精度 电子计算机的计算精度在理论上不受限制，一般的计算机均能达到15位有效数字，通过一定的技术手段，可以实现任何精度要求。历史上有个著名数学家挈依列，曾经为计算圆周率π，整整花了15年时间，才算到第707位。现在将这件事交给计算机做，几个小时内就可计算到10万位。 超强的记忆能力 计算机中有许多存储单元，用以记忆信息。内部记忆能力，是电子计算机和其他计算工具的一个重要区别。由于具有内部记忆信息的能力，在运算过程中就可以不必每次都从外部去取数据，而只需事先将数据输入到内部的存储单元中，运算时即可直接从存储单元中获得数据，从而大大提高了运算速度。计算机存储器的容量可以做得很大，而且它记忆力特别强。 复杂的逻辑判断能力 人是有思维能力的。思维能力本质上是一种逻辑判断能力，也可以说是因果关系分析能力。借助于逻辑运算，可以让计算机做出逻辑判断，分析命题是否成立，并可根据命题成立与否做出相应的对策。例如，数学中有个“四色问题”，说是不论多么复杂的地图，使相邻区域颜色不同，最多只需四种颜色就够了。100多年来不少数学家一直想去证明它或者推翻它，却一直没有结果，成了数学中著名的难题。1976年两位美国数学家终于使用计算机进行了非常复杂的逻辑推理验证了这个著名的猜想。