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引言：元胞自动机在世界范围内得到广泛应用，是一种具有较强专业性的算法，其发展已经经历一定时期，并在这个过程中不断得到完善，未来的应用前景较为明朗。温度和湿度是两个重要的物理名词，在现代各行各业中都发挥一定的作用，成为一些行业重点监测和控制的指标。基于此，利用三维元胞自动机，对温度的传递机制进行模拟，有利于真实再现其传递过程中，进而达到对其进行控制的目的，具有重要的现实意义。本文针对元胞自动机进行概述，针对基于三维元胞自动机的温度场仿真展开讨论，实现了基于三维元胞自动机的湿度场仿真，最后将室内温度和湿度仿真进行结合，描述在同一元胞自动机系统中温度与湿度之间互相影响的效应。
前言：随着我国经济的发展，现代企业对于内部温度和湿度的控制要求越来越严格。在这种情况下，温度和湿度的传递过程进行检测，便能够使得现实生活中的一些问题得到解决。温湿度仿真模型能够对温湿度的传递信息进行再现，使人们能够较为直观地研究其传递状况。
一、元胞自动机概述
在一定的元胞空间中，处于一定准则的控制下，在一定时间上针对仿真对象进行演进描述。元胞自动机在时间与空间上都具备一定的离散性。其基本单位是元胞，每个单独个体都能够代表一种状态，其所具备的状态必须在研究对象特性范围限制之内，比如13种颜色中的红色等。这些具备各自状态的元胞在准则的限定下分布在元胞空间网络之中，在时间的动态效应作用下不断发生变动。在细节方面，其能够具备较为独立的规则，进而能够实现随其变化的目的，每一个个体都会受到周围个体的扰动，进而发生相应的变化[1]。
针对上述内容进行分析可知，元胞自动机包括元胞、元胞空间、邻域以及准则等。由此可将其看作一种动态函数：
A=（d，S，N，f）
其中，A表示元胞自动机体系，d则代表其维度数，本文选用三维元胞自动机，因此，其中的d=3，S表示元胞不聚合状态集，N则代表邻域元胞集。元胞自动机在研究的过程中呈现出网格状，在离散时间的作用下不断推演，同组的元胞均处于同一取值范围，个体在同样的准则作用下进行变动。其虽然是在计算机基础之上进行的构建的抽象化模型，但是能够在实现较为自由的描述。其可以用来描述数据传递、成长等[2]。
二.基于三维元胞自动机的温度场仿真
为了实现研究的便利，需要对仿真场景进行一定程度的抽象，确保研究顺利进行。可以将研究场景设定为阳光能够进行照射的密闭室内，放置一盆植物，其成长为成熟状态。
温度的变化同时，热量传递在进行，具体的CA模型为该植物承受阳光照射，产生蒸腾耗能作用，阳光的长波辐射产生热损耗，热量传导发生损失。植物产生的光合作用以及水汽凝成水滴等过程对温度的影响过于细微，应该运用抽象方式将其进行去除[3]。
可以将整个室内视为一个元胞自动机体系，在阳光、地表面积等因素的作用下，在热传递等规则的影响，在室内这个元胞空间之中，随着离散时间不断向前推进，室内的各个元胞个体如果处于相邻形式，则会在同一准则体系的作用下发生相应的变化。整个元胞自动机系统便会对各种因素的状态变化进行描述，阐述其对温度变化的影响状况，进而描述整个室内温度的具体传递形式。
进行仿真的过程中，需要将室内的地面面积进行确认，室内外温度都需要进行相应的定位，按照测量方法针对室内的空气密度进行测量。综合以上因素便可以建立室温的热量传导模型。进而实现室内温度的仿真，对整个元胞自动机系统中的各个元胞个体对温度的影响实现有效描述。
三、基于三维元胞自动机的湿度场仿真
首先需要确定室内的湿空气所处的具体状态，其中包含温度因素、含湿量等参数进行确认。具体来说，确认湿度的方法可以通过固定的湿度测量方式，也可以利用数理方法，使用计算公式对室内的湿度情况进行公式描述。室内存在一定水分，会在光照与温度等因素的作用下发生变化，植物本身也很具有一定的水分，散发到空气之中就会产生相应的湿度添加值。可以将这些影响因素视为元胞个体，将室内作为整个元胞自动机系统，在光照以及湿度传递机制等准则的作用下发生湿度传递现象，随着离散时间的变化，水汽等致湿物开始发挥作用，在阳光等条件的作用下发生蒸腾或者凝结作用，使室内的湿度变大或变小，如果使用曲线进行描述，则可以直观地观察到其变化状况。进而实现室内湿度的仿真。
四、基于三维元胞自动机的室内温度和湿度仿真结合
室内本身便是一个元胞自动机系统，其内的所有要素都会在同一时间对其温湿度产生重要的扰动作用，在这种情况下，室内的各个元胞个体都在时间的作用下发生状态变化，对室内的温湿度产生影响，在其综合作用下，演绎出其各自的传递方式，并对彼此产生共同的影响。正常情况下，温度较高，则湿度较低，反之则温度较低湿度较高。由此可见，二者之间呈现出负相关的态势。很显然，二者之间的传递影响因素中有一部分是重叠的，在元胞自动机系统则体现为元胞相同，对温度传递产生作用的同时，也在对湿度的传递产生干扰作用。因此，在系统之中，二者之间联系较为紧密，彼此交互影响。
事实证明，仿真模型能够较为明确的描述温度和湿度的具体变化情况，对真实场景变动起到较为精准的描述作用。如果能够寻找到与之相匹配的现实室内，针对其进行现实测量，所获得的各种参数值与仿真模型所计算出的数值存在一定会的匹配度。误差的存在难以避免，但是已经可以将其控制在较小的范围之内，进一步的证明了仿真模型建立的有效性，针对整个系统中的各个元胞进行分析可知，其变化状态能够对现实状况进行较为良好的描述。
总结：三维元胞自动机能够对信息传递、繁殖、传播等过程进行描述，具有重要的现实应用意义。温度场在许多机制的作用下，实现热量的传递，针对其进行仿真描述，能够实现对其控制。湿度与空气中的水分存在一定的关联，同时也与温度保持一定的相关性，为二者的结合创造了一定的可能性。将二者同一在同一个元胞自动机系统之中，针对各个元胞个体对二者之间产生的扰动作用进行描述，具有重要的现实意义。
参考文献
[1]董秀萍，黄明吉，李星逸，孟祥才.金属橡胶可变形材料三维参数化实体建模研究[J].材料科学与工艺.2010（06）：115-116.
[2]提亚峰，董波，郭永辉，王婧超.C/E复合材料网格缠绕结构三维建模与模具设计[J].宇航材料工艺.2010（04）：112-113.
[3]张发云，闫洪.SiC颗粒、保温时间对SiC_P/AZ61复合材料半固态组织的影响[J].塑性工程学报.2010（03）：156-158.
（作者单位：中南大学）
前言：随着我国经济的发展，现代企业对于内部温度和湿度的控制要求越来越严格。在这种情况下，温度和湿度的传递过程进行检测，便能够使得现实生活中的一些问题得到解决。温湿度仿真模型能够对温湿度的传递信息进行再现，使人们能够较为直观地研究其传递状况。
一、元胞自动机概述
在一定的元胞空间中，处于一定准则的控制下，在一定时间上针对仿真对象进行演进描述。元胞自动机在时间与空间上都具备一定的离散性。其基本单位是元胞，每个单独个体都能够代表一种状态，其所具备的状态必须在研究对象特性范围限制之内，比如13种颜色中的红色等。这些具备各自状态的元胞在准则的限定下分布在元胞空间网络之中，在时间的动态效应作用下不断发生变动。在细节方面，其能够具备较为独立的规则，进而能够实现随其变化的目的，每一个个体都会受到周围个体的扰动，进而发生相应的变化[1]。
针对上述内容进行分析可知，元胞自动机包括元胞、元胞空间、邻域以及准则等。由此可将其看作一种动态函数：
A=（d，S，N，f）
其中，A表示元胞自动机体系，d则代表其维度数，本文选用三维元胞自动机，因此，其中的d=3，S表示元胞不聚合状态集，N则代表邻域元胞集。元胞自动机在研究的过程中呈现出网格状，在离散时间的作用下不断推演，同组的元胞均处于同一取值范围，个体在同样的准则作用下进行变动。其虽然是在计算机基础之上进行的构建的抽象化模型，但是能够在实现较为自由的描述。其可以用来描述数据传递、成长等[2]。
二.基于三维元胞自动机的温度场仿真
为了实现研究的便利，需要对仿真场景进行一定程度的抽象，确保研究顺利进行。可以将研究场景设定为阳光能够进行照射的密闭室内，放置一盆植物，其成长为成熟状态。
温度的变化同时，热量传递在进行，具体的CA模型为该植物承受阳光照射，产生蒸腾耗能作用，阳光的长波辐射产生热损耗，热量传导发生损失。植物产生的光合作用以及水汽凝成水滴等过程对温度的影响过于细微，应该运用抽象方式将其进行去除[3]。
可以将整个室内视为一个元胞自动机体系，在阳光、地表面积等因素的作用下，在热传递等规则的影响，在室内这个元胞空间之中，随着离散时间不断向前推进，室内的各个元胞个体如果处于相邻形式，则会在同一准则体系的作用下发生相应的变化。整个元胞自动机系统便会对各种因素的状态变化进行描述，阐述其对温度变化的影响状况，进而描述整个室内温度的具体传递形式。
进行仿真的过程中，需要将室内的地面面积进行确认，室内外温度都需要进行相应的定位，按照测量方法针对室内的空气密度进行测量。综合以上因素便可以建立室温的热量传导模型。进而实现室内温度的仿真，对整个元胞自动机系统中的各个元胞个体对温度的影响实现有效描述。
三、基于三维元胞自动机的湿度场仿真
首先需要确定室内的湿空气所处的具体状态，其中包含温度因素、含湿量等参数进行确认。具体来说，确认湿度的方法可以通过固定的湿度测量方式，也可以利用数理方法，使用计算公式对室内的湿度情况进行公式描述。室内存在一定水分，会在光照与温度等因素的作用下发生变化，植物本身也很具有一定的水分，散发到空气之中就会产生相应的湿度添加值。可以将这些影响因素视为元胞个体，将室内作为整个元胞自动机系统，在光照以及湿度传递机制等准则的作用下发生湿度传递现象，随着离散时间的变化，水汽等致湿物开始发挥作用，在阳光等条件的作用下发生蒸腾或者凝结作用，使室内的湿度变大或变小，如果使用曲线进行描述，则可以直观地观察到其变化状况。进而实现室内湿度的仿真。
四、基于三维元胞自动机的室内温度和湿度仿真结合
室内本身便是一个元胞自动机系统，其内的所有要素都会在同一时间对其温湿度产生重要的扰动作用，在这种情况下，室内的各个元胞个体都在时间的作用下发生状态变化，对室内的温湿度产生影响，在其综合作用下，演绎出其各自的传递方式，并对彼此产生共同的影响。正常情况下，温度较高，则湿度较低，反之则温度较低湿度较高。由此可见，二者之间呈现出负相关的态势。很显然，二者之间的传递影响因素中有一部分是重叠的，在元胞自动机系统则体现为元胞相同，对温度传递产生作用的同时，也在对湿度的传递产生干扰作用。因此，在系统之中，二者之间联系较为紧密，彼此交互影响。
事实证明，仿真模型能够较为明确的描述温度和湿度的具体变化情况，对真实场景变动起到较为精准的描述作用。如果能够寻找到与之相匹配的现实室内，针对其进行现实测量，所获得的各种参数值与仿真模型所计算出的数值存在一定会的匹配度。误差的存在难以避免，但是已经可以将其控制在较小的范围之内，进一步的证明了仿真模型建立的有效性，针对整个系统中的各个元胞进行分析可知，其变化状态能够对现实状况进行较为良好的描述。
总结：三维元胞自动机能够对信息传递、繁殖、传播等过程进行描述，具有重要的现实应用意义。温度场在许多机制的作用下，实现热量的传递，针对其进行仿真描述，能够实现对其控制。湿度与空气中的水分存在一定的关联，同时也与温度保持一定的相关性，为二者的结合创造了一定的可能性。将二者同一在同一个元胞自动机系统之中，针对各个元胞个体对二者之间产生的扰动作用进行描述，具有重要的现实意义。
参考文献
[1]董秀萍，黄明吉，李星逸，孟祥才.金属橡胶可变形材料三维参数化实体建模研究[J].材料科学与工艺.2010（06）：115-116.
[2]提亚峰，董波，郭永辉，王婧超.C/E复合材料网格缠绕结构三维建模与模具设计[J].宇航材料工艺.2010（04）：112-113.
[3]张发云，闫洪.SiC颗粒、保温时间对SiC_P/AZ61复合材料半固态组织的影响[J].塑性工程学报.2010（03）：156-158.
（作者单位：中南大学）