قطعا دانشجویان رشته مهندسی و بسیاری از رشته های فنی و حتی برخی از رشته های علوم انسانی در فرآیند نگارش پایان نامه و یا حتی قبل از آن به دفعات واژه شبیه سازی (Simulation) را شنیده اند. شبیه سازی یا Simulation همانطور که از اسم آن مشخص است به دنبال طراحی مدلی مشابه سیستم واقعی است که این امکان را برای دانشجویان فراهم می کند که عملکرد سیستم طراحی شده را در ابعاد کوچکتر و آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار دهند و نتایج آن را بررسی نمایند. در حقیقت شبیه سازی همان طراحی الگو برگرفته از یک سیستم واقعی برای سنجش موفق بودن یا نبودن یک پروژه در مقیاس بزرگتر است.
برای مثال فرض کنید شخصی نمونه ای از یک پل فلزی برای اتصال دو نقطه مختلف روی یک رودخانه طراحی کرده است که قرار است فشارهای نقطه ای و محیطی را در قسمت های متفاوت آن تحمل کند و مقاومتش مورد ارزیابی قرار گیرد. نمیتوان این پل را در ابعاد واقعی ساخت و سپس مورد آزمون قرار داد و بهترین کار شبیه سازی و استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز است.
شبیه سازی در پایان نامه معمولا فواید بسیاری را دارد که از جمله آن می توان هزینه پایین شبیه سازی نسبت به پروژه های بزرگتر، مشاهده رفتار پیچیده سیستم ها در محیط شبیه سازی شده، بررسی عوامل تاثیرگذار خارجی و در نهایت امکان دستکاری و کنترل فاکتورهای مختلف در شبیه سازی اشاره کرد. به طور کلی برای انجام شبیه سازی درپایان نامه باید به موارد زیر دقت بیشتری داشته باشید:
1. بررسی چند مورد شبیه سازی مشابه: پیش از انجام هرگونه شبیه سازی سعی کنید با اساتید خودتان در این زمینه مشورت کرده و چند نمونه از شبیه سازی را مقالات مختلف مورد بررسی قرار دهید. معمولا از نرم افزار MATLAB و HSC Chemistry, Onscale Solve و غیره برای شبیه سازی استفاده می شود که می توان نمونه های مختلف مقالات در این حوزه و تحقیقاتی که از این نرم افزارها استفاده کرده اند را براحتی مشاهده و بررسی کرد.
2. بهبود کدنویسی و تسریع فرآیند شبیه سازی: بسیاری از نرم افزارهای شبیه سازی مبتنی بر اصول کدنویسی هستند و برای اینکه بتوانید سرعت عملکرد نرم افزار را بالا ببرید توصیه می شود که بجای استفاده از اسکریپت ها (Scripts) که زمان بیشتری را به خود اختصاص می دهند و فرآیند کدنویسی دشوار تری دارند از فانکشن ها (Functions) استفاده نمایید. همچنین زمانی که از فانکشن ها استفاده می کنید بهتر است بجای نستد فاکنشن (Nested Function) از لوکال فانکشن (Local Function) بهره ببرید.
از این روش خصوصا زمانی می توانید استفاده کنید که فانکشن ها نیازی به دسترسی به متغیرهایشان نخواهند داشت. یک روش دیگر برای بهبود کدنویسی و سرعت نرم افزار تقسیم کردن کد های موجود در برنامه به چند کد ساده تر و منسجم تر است. این کار می تواند زمان اجرای مدل های موجود در برنامه شبیه ساز را به شکل قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
3. شبیه سازی موثرتر در نرم افزار: روش های مختلفی برای کاهش زمان مربوط به طراحی مدل و کم کردن زمان تست و بررسی آن وجود دارد که از قبیل آن می توان به Preallocation اشاره کرد که می تواند زمان اجرای مدل را به شکل قابل ملاحظه ای کاهش داد. دانشجویان می توانند بجای تغییر مداوم بردارها و به عبارتی ریسایزاینگ (Resizing) آن که زمان زیادی را صرف میکند از پری الوکیشن بهره ببرید که حداکثر فضا را در اختیار بردارها قرار می دهد.
از طرف دیگر در نرم افزار متلب (MATLAB) برای بهبود عملکرد نرم افزار می توانید بجای کدهای مبتنی بر لوپ که سرعت عملکرد سیستم را کاهش میدهد از ماتریکس های متلب استفاده کنید و البته اگر از نرم افزار متلب برای شبیه سازی استفاده می کنید، سعی کنید در کدنویسی تا جای ممکن از کدهای cd, addpath and rmpath استفاده نکنید و فانکشن های eval, evalc, evalin and feval نیز در زمان کدنویسی بکار نبرید چرا که زمان اجرای پروگرم را طولانی خواهد کرد.
(Simulation) - preallocation - Matlab