Компьютерное моделирование




Компьютерная модель - это модель реального процесса или явления, реализованная компьютерными средствами.

Компьютерное моделирование – один из самых мощных инструментов познания, анализа и проектирования, которым располагают специалисты, ответственные за разработку и функционирование сложных технологий и производств.

Идея компьютерного моделирования дает возможность инженеру (исследователю) экспериментировать с объектами в тех случаях, когда делать это на реальном объекте практически невозможно или нецелесообразно.

Сущность методологии компьютерного моделирования состоит в замене исходного технологического объекта его "образом" – математической моделью – и в дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютерах вычислительно-логических алгоритмов. Этот метод познания, конструирования, проектирования сочетает в себе достоинства как теории, так и эксперимента. Работа не с самим объектом (явлением, процессом), а с его моделью дает возможность относительно быстро и без существенных затрат исследовать его свойства и поведение в любых мыслимых ситуациях. В то же время вычислительные (имитационные) эксперименты с моделями объектов позволяют подробно и глубоко изучать объекты в достаточной полноте, недоступной чисто теоретическим подходам.

Компьютерное моделирование есть процесс конструирования модели реального объекта (системы) и постановки вычислительных экспериментов на этой модели с целью либо понять (исследовать) поведение этой системы, либо оценить различные стратегии (алгоритмы), обеспечивающие функционирование данной системы. Таким образом, процесс компьютерного моделирования включает и конструирование модели, и ее применение для решения поставленной задачи: анализа, исследования, оптимизации или синтеза (проектирования) технологических процессов и оборудования.

Искусство моделирования состоит в способности анализировать проблему, выделять из нее путем абстракции ее существенные черты, выбирать и должным образом модифицировать предположения, характеризующие систему, а затем отрабатывать и совершенствовать модель до тех пор, пока она не станет давать полезные для практики результаты.

Изучая сложные технологические объекты, процессы, аппараты и явления, не возможно учесть все факторы: какие-то оказываются существенными, а какими-то можно пренебречь. При этом формируется модель объекта исследования. В процессе компьютерного моделирования исследователь имеет дело с тремя объектами:

- системой (реальной, проектируемой, воображаемой),

- математической моделью

- и программой ЭВМ, реализующей алгоритм решения уравнений модели.

Традиционная схема компьютерного моделирования, как единого процесса построения и исследования модели, имеющего соответствующую программную поддержку, может следования модели, имеющего соответствующую программную поддержку, может быть представлена в следующем виде:

Рис. 2.1 Схема организации процесса компьютерного моделирования

Этапы процесса компьютерного моделирования:

1. определение объекта – установление границ, ограничений и измерителей эффективности функционирования объекта;

2. формализация объекта (построение модели) – переход от реального объекта к некоторой логической схеме (абстрагирование);

3. подготовка данных – отбор данных, необходимых для построения модели, и представление их в соответствующей форме;

4. разработка моделирующего алгоритма и программы ЭВМ;

5. оценка адекватности – повышение до приемлемого уровня степени уверенности, с которой можно судить относительно корректности выводов о реальном объекте, полученных на основании обращения к модели;

6. стратегическое планирование – планирование вычислительного эксперимента, который должен дать необходимую информацию;

7. тактическое планирование – определение способа проведения каждой серии испытаний, предусмотренных планом эксперимента;

8. экспериментирование – процесс осуществления имитации с целью получения желаемых данных и анализа чувствительности;

9. интерпретация – построение выводов по данным, полученным путем имитации;

10. реализация – практическое использование модели и результатов моделирования;

11. документирование – регистрация хода осуществления процесса и его результатов, а также документирование процесса создания и использования модели.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: