从全球药品监管科学视角看计算机建模与仿真新方法的发展现状及趋势

计算机建模与仿真在提升药物研发效能、创新监管科学发展中具有重要意义。本文首先从战略视角分析了计算机建模与仿真在全球主要国家和地区的监管科学发展中的战略地位,剖析了其在药物研发与监管科学发展中的战略意义。其次,本文以“科学界针对各种应用场景开发有价值的建模仿真科学工具,监管机构将有价值的科学工具转变为有价值的监管科学工具,并形成更多数字化证据的运行机制”为牵引,对近期全球的创新探索进行了分类总结。最后,为了推动我国计算机建模与仿真在监管科学、医药研发中深化应用,提出了面向未来的行动建议,即加快弥合跨学科思维方式差异,打造虚拟临床试验样板,建立中国的应用场景清单,促进有价值的科学工具转变为有价值的监管科学工具。

科学家对地球下地幔铁基复合氧化物进行计算机建模

俄罗斯科学家们对地球地壳与地核间地幔的铁基复合氧化物进行了计算机建模,该项研究增加了有关矿物特性的理论知识,研究成果发表在《材料》杂志上。地幔位于从地表到地球中心的650公里至2800公里处,约占地球体积的80%,它的70%以上是含铁矿物的布里奇曼岩。科学家们利用高性能计算集群通过计算机建模研究了铁基氧化物的结构和特性。该方法基于原子排列,能够非常精确地计算氧化物的结构、能量、电子及电磁等特性。此外,科学家们首次基于不同晶相的氧化物研究了杂质原子相互附着对地幔研究材料组成的影响。研究发现,在许多模拟的化合物组成中,含铁氧化物的磁性和电子特性发生了显著变化。

复杂工业过程计算机建模、仿真与控制的综述

复杂工业过程控制是控制科学界的前沿。由于其背景的复杂性、控制对象的可变性 ,至今在实际工程甚至理论上尚未取得实质性进展。因此 ,在复杂环境和任务下的工业过程应当走逐步智能化的道路。在这一智能化进程中 ,试图从复杂工业过程计算机建模、仿真与控制三个方面来探讨其内在实质 ,找出其深层原因 ,同时指出其固有的局限性 ,以助于从事具体科学研究者自觉遵守认识的客观规律。

平面连杆机构计算机建模与通用分析软件的开发

通过对平面连杆机构通用分析方法的探讨,提出了一种利用人机交互方式进行机构描述并实现连杆机构的计算机自动建模的方法。开发了相应的通用软件,阐述了该软件的组成结构及其功能,并给出一个应用算例。

计算机建模在教学评价中的应用研究

计算机建模不仅是学生学习科学知识和技能的方法,而且可以成为评价学生对科学知识理解程度的一种技术。"Model-it"软件可以让学生创建自己的模型,使得学习过程更具互动性和吸引学生。然而,传统的纸笔测试评价与基于建模的学习方法是不匹配的。在新加坡一所小学,有40名四年级的学生参与了利用建模进行评估的科学探究活动。学生通过独立创建食物链的模型来说明他们对于能量流和光合作用的理解。研究者根据四项标准(焦点和结构、准确性、完整性、功能性)对学生所建模型进行评分,并将建模成绩和学生在学校科学试卷考试中的成绩进行了比较。该文为适应信息时代的教学方式,提出了利用计算机建模对课程学习情况进行评价,并对新加坡教学实验数据的对比分析情况、研究结果和对教育评价的潜在意义进行了阐述,以期促进科学教学评价方式的变革发展。

基于Netlogo的计算机建模在中学生物学教学中的应用

Netlogo建模工具拥有丰富的生物学相关模型。本文以其自带的狼羊捕食模型、自然选择模型和艾滋病传播模型为例介绍计算机建模在中学生物学教学中的应用。

从概念草图到计算机建模

结合大量案例,介绍建筑形态推敲与研究的方法,集中讨论建筑设计的三种手段:概念草图、体量模型和计算机建模及每一种方法的优势及相互间关系。

基于排队理论的银行网点流程优化计算机建模与仿真

本文以提升客户体验为着力点,从优化厅堂流程方面着手进行探索与实践,创新性地使用了计算机软件建模方式仿真厅堂流程,并以快速存取款窗口及贵宾叫号两个案例介绍了这一方法。仿真结果显示优化措施达到了合理分流、大幅度降低排队人数的效果,具有实际操作意义。

核电用行星减速箱计算机建模及动态仿真研究

用于泵海水对核电系统进行冷却的行星减速系统,具有输入功率大,体积重量大,要求振动噪声小,使用时间长(二十年连续运行)等特点。国内某企业为开发核电用立式行星齿轮减速箱系统新产品,对该系统进行了充分的前期技术设计和分析,用ProE软件进行了系统的三维建模和装配,加载动态仿真运行,用ProE自带的Mechanica分析软件对关键零部件的受力情况进行了有限元分析计算,并用SimulationX软件对系统的振动特性进行了分析。前期的仿真分析研究对整个系统的成功设计、制造起到了关键的作用。

单自由度双曲柄六杆压力机机构计算机建模与动态静力分析向量键合图法

针对单自由度双曲柄六杆压力机机构计算机建模与动态静力分析问题,提出了相应的向量键合图法。根据机构的结构及组成原理,建立其向量键合图模型;通过有效的方法,使机构向量键合图模型的贮能元件皆具有积分因果关系,解决了机构动态静力分析计算机建模的代数困难。应用相应的算法,实现了单自由度双曲柄六杆压力机机构计算机建模与动态静力分析,分析了脉冲形式的工作阻力对机构驱动力矩及运动副约束反力的影响,说明了所述方法的可靠性及有效性。

基于Rough集理论的旅游资源的计算机建模评价

Rough集理论是一种处理不精确性、不确定性知识的数学工具,属性约简是粗糙集理论研究中的重要内容之一,而由定义来计算约简与核是一个典型的NP难题。提出分层思想将众多属性划分为不同的层次,结合分辨矩阵利用一种有效的基于粗集理论的权重确定方法逐层求出各个层次的最小约简及确定各属性的权重,从而使知识约简的工作得以简化,并以三明市部分县市旅游资源评价为例说明了结果的有效性。

等离子作加工中的计算机建模

介绍了等离子体刻蚀和沉积加工的工业应用,指出在产品加工和设计中,计算机建模的重要性和必要性,强调了等离子体刻蚀反应器、热喷射系统和等离子体化学蒸气沉积中所使用的计算机模型。

基于计算机建模的侧脑室额角垂直穿刺方法研究

目的研究垂直于颅骨钻孔点的侧脑室额角穿刺法的可行性及操作的最佳方法。方法利用204例颅脑CT数据,建立颅骨-侧脑室虚拟模型,取鼻根部沿矢状线向上9~11 cm,旁开2 cm、2.5 cm、3 cm、3.5 cm、4 cm作为钻孔点,分别进行垂直于该点的侧脑室模拟穿刺,统计各项穿刺成功率、测量偏置距离及穿刺深度。结果模拟侧脑室额角垂直穿刺方法成功率高;侧脑室占比越大,穿刺成功率越高;旁开距离的选取对穿刺成功率无明显影响,但各引流管到达侧脑室的位置存在差别。结论验证了侧脑室额角垂直穿刺法的可行性。侧脑室占比为20%~<60%者,手术前可在计算机上重建颅骨-侧脑室模型,实现个性化穿刺,也可取旁开距离2.5~3 cm作为穿刺点,穿刺点到侧脑室上表面的深度不超过5.3 cm。

心室肌动作电位的计算机建模与仿真

该文以H -H理论为基础 ,结合了最新离子通道的研究成果 ,对L -RPhaseⅠ心室肌动作电位仿真模型进行了改进。根据MATLAB仿真结果分析 ,该模型比较完善 ,因为它不但具有较高的去极化速率 ,并且可以仿真和细胞外钾浓度有关的细胞电生理特征。

基于张量积样条混合算法的计算机建模可视化

为获取精确光滑的地层面图形,首先利用测井数据对其进行克里金插值建模,然后根据数据的疏密性,获取两种网格数据,细化克里金估计网格;稀疏克里金估计网格。为了使其光滑可视化,在克里金估计基础上采用张量积样条算法对细化网格进行光滑处理;对稀疏网格进行y与x方向插值处理。该方法不仅利用克里金估计建模的精确性与Matlab样条函数的封装性及其光滑处理效果,而且采用混编技术;极大地提高了地层面构造的光滑度且不失估计精度,因此该方法在油藏表征与计算机建模中具有一定的实用意义。

混合曲面计算机建模新探

针对模具过渡曲面构造过程中存在的问题 ,提出了运用NURBS曲线、曲面构造方法在利用N条边构造N边域的条件下构造过渡曲面 ,用这种方法构造的曲面能够满足过渡曲面的工艺要求。

滤波器的计算机建模分析与仿真

讨论了电子电路计算机仿真分析的方法 ,对滤波器进行了数学建模及计算机仿真计算 ,分析了在电路参数不变的情况下 ,滤波器对其频率的响应 ,以及滤波器中电阻 ,电容对滤波效果的影响 .计算结果表明 :随着频率的升高 ,滤波输出信号幅度逐渐下降 ,呈现出较理想的低通滤波器特性 ;RL 的增大使输出波形的峰值增大 ,C ,R值越大 ,滤波器的滤波效果越好 .仿真结果与理论计算值电压转移函数H0 (S)相符 .

应用计算机建模技术，提升构造类课程教学效果

在构造类课程教学中，应用计算机建模技术制作出零部件实体，而后通过PPT演示（截取的JPG图片；单个零件和部件、部件分解和装配的avi动画）或直接运用建模软件界面演示，提升了教学效果，且掌握某种建模软件制作素材也非常容易，便于在教师群体中普及。

树木三维形态结构的计算机建模

文章在L系统的基础上,考虑树木的分生器官一些重要现象如顶端分生、趋光性和屈地性,建立一个数据量较少、适用于工程设计中自然场景模拟的三维树的结构形态模型。

连续铸造过程的计算机建模与仿真分析

应用热力学定律、流体力学理论和计算机仿真技术,建立关于连续铸造的弱形式对流传热模型和层流模型。模拟仿真结果表明,液固混合区面积、传导热通量都与相变温度宽度呈正相关关系,在液固混合边界区域附近其传导热通量最大,在模具外壁区域出现大的热通量;相变温度宽度越大,相变潜热值越平滑,相变温度宽度对模具内压强的影响不大。从提高连续铸造生产率角度出发,宜选用相变温度宽度较大的合金类材料和改变冷却方法,提高铸造生产效率,进而优化连铸工艺。