КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Основные функции компьютера при моделировании систем:

1. исполнение роли вспомогательного средства для решения  задач, доступных и для обычных вычислительных средств, алгоритмам, технологиям; 

2. исполнение роли средства постановки и решения новых задач, не решаемых традиционными средствами, алгоритмами, технологиями;

3.исполнение роли средства конструирования компьютерных обучающих и моделирующихсред типа: "обучаемый - компьютер - обучающий", "обучающий - компьютер - обучаемый", "обучающий - компьютер - группа обучаемых", "группа обучаемых - компьютер - обучающий", "компьютер - обучаемый - компьютер"; 

4. исполнение роли средства моделирования для получения новых знаний; 

5. исполнение роли "обучения" новых моделей (самообучение модели).

Компьютерное моделирование - основа представления знаний в ЭВМ (построения различных баз знаний). Компьютерное моделирование для  рождения новой информации использует любую информацию, которую можно актуализировать с помощью ЭВМ. Автономные подмодели модели обмениваются информацией друг с другом через единую информационную шину - банк моделей, через базу знаний по компьютерному моделированию. Особенность компьютерных систем моделирования - их высокая интеграция и интерактивность. Часто эти компьютерные среды функционируют в режиме реального времени.

Вычислительный эксперимент - разновидность компьютерного моделирования.        

Можно говорить сейчас и о специальных пакетах прикладных программ, текстовых, графическихи табличных процессоров, визуальных и когнитивных средах (особенно, работающих в режиме реального времени), позволяющих осуществлять компьютерное моделирование. 

Компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент становятся новым инструментом, методом научного познания, новой технологией из-за возрастающей необходимости перехода от исследования линейных математических моделей систем (для которых достаточно хорошо известны или разработаны методы исследования, теория) к исследованию сложных и нелинейных математических моделей систем (анализ которых гораздо сложнее); грубо, но образно, говоря: "наши знания обокружающем мире - линейны и детерминированы, а процессы в окружающем мире - нелинейны и стохастичны".

Информация (абстракция), реализуясь сообщениями реального мира, овеществляется в разных предметных процессах, а реализация на компьютере вызывает необходимость использования в компьютерах специальных формализованных описаний, представлений этих процессов.

Компьютерное моделирование, от постановки задачи до получения результатов, проходит следующие этапы компьютерного моделирования.

1. Постановка задачи:

1. Формулировка задачи.

2. Определение цели и приоритетов моделирования.

3. Сбор информации о системе, объекте моделирования.

4. Описание данных (их структуры, диапазона, источника и т.д.).

2. Предмодельный анализ:

1. Анализ существующих аналогов и подсистем.

2. Анализ технических средств моделирования (ЭВМ, периферия).

3. Анализ программного обеспечения (языки программирования, пакеты прикладных программ, инструментальные среды).

4. Анализ математического обеспечения (модели, методы, алгоритмы).

3. Анализ задачи (модели):

1. Разработка структур данных.

2. Разработка входных и выходных спецификаций, форм представления данных.

3. Проектирование структуры и состава модели (подмоделей).

Исследование модели:

1. Выбор методов исследования подмоделей.

2. Выбор, адаптация или разработка алгоритмов, их псевдокодов.

3. Сборка модели в целом из подмоделей.

4. Идентификация модели, если в этом есть необходимость. 

5. Формулировка используемых критериев адекватности, устойчивости и чувствительности модели.

5.Программирование (проектирование программы):

1. Выбор метода тестирования и тестов (контрольных примеров).

2. Кодирование на языке программирования (написание команд).

3. Комментирование программы.

6. Тестирование и отладка:

1. Синтаксическая отладка.

2. Семантическая отладка (отладка логической структуры).

3. Тестовые расчеты, анализ результатов тестирования.

4. Оптимизация программы.

Оценка моделирования:

1. Оценка средств моделирования. 

2. Оценка адекватности моделирования.

3. Оценка чувствительности модели.

4. Оценка устойчивости модели.

8. Документирование:

1. Описание задачи, целей.

2. Описание модели, метода, алгоритма.

3. Описание среды реализации.

4. Описание возможностей и ограничений.

5. Описание входных и выходных форматов, спецификаций.

6. Описание тестирования.

7. Создание инструкций для пользователя.

9. Сопровождение:

1. Анализ применения, периодичности использования, количества пользователей, типа использования (диалоговый, автономный и др.), анализ отказов во время использования модели.

2. Обслуживание модели, алгоритма, программы и их эксплуатация.

3. Расширение возможностей: включение новых функций или изменение режимов моделирования, в том числе и под модифицированную среду.

4. Нахождение, исправление скрытых ошибок в программе, если таковые найдутся.

Использование модели.

 

 

ГОРЕНИЕ КАК ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Горение – сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, который сопровождается интенсивным выделением тепла и света в окружающую среду и протекает в условиях прогрессирующего самоускорения.

В большинстве случаев горение происходит в результате экзотермического окисления вещества. При этом в процессе участвуют два основных компонента - горючее и окислитель.

Зажигание – запуск процесса горения, самоускорение процесса горения вследствие подвода энергии от внешнего источника

Важнейшие процессы при горении – это теплоперенос и массоперенос (перенос теплоты и вещества).

Стехиометрическая смесь – на выходе горения происходит получение новых продуктов горения (старые исчезают). Пример: . В реальности полного исчезновения исходных атомов быть не может.

Горение может быть гомогенным и гетерогенным.

Гомогенное горение – химическая реакция окисления в заранее перемешанной смеси на молекулярном уровне (горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя)

Гетерогенное – горение на границе раздела, участвующих в горении компонентов. (горение жидких и твердых топлив (горючих веществ) в среде газообразного окислителя)

Окисление - это процесс соединения горючего вещества с кислородом без выделения света, то есть без пламени или накала вещества. Или же окисление – химическая реакция перехода электрона от веществ

Пламя-область пространства, в которой протекает химические реакции окисления с выделением излучения в видимого диапазона.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: