Реферат на тему Этапы моделирования физических процессов

Содержание:

Введение 3
§1. Моделирование физических явлений и процессов 4
§2. Этапы моделирования физических процессов 8
Заключение 13
Литература 14

Введение:

Основной задачей математического моделирования водных экоси-стем является количественное описание внутренних связей и процессов, обусловливающих развитие этих сложных природных комплексов. Экосистемное моделирование используется для изучения биохимических, энергетических потоков в экосистеме, биологической продуктивности водных объектов, динамики популяций, межвидового взаимодействия, динамики экосистемных процессов под влиянием естественных и антропогенных воздействий.
При постановке задачи необходимо исходить из того, что главная цель моделирования заключается в изучении основных закономерностей исследуемого процесса, а результаты, полученные в ходе эксперимента, после обобщений могли бы быть использованы в реальных промышленных условиях. Достичь намеченной цели можно в том случае, если проведение опыта будет осуществляться с учетом основных положений теории подобия.
Цель исследования в каждом конкретном случае может быть разной: от стремления получить эмпирические данные, полезные для использования в инженерной практике или позволяющие выполнить проверку теоретических положений, до изучения в общих чертах физической картины разработанного процесса. Однако даже когда не требуется получение особо точных результатов (приближенное или качественное моделирование), необходим анализ условий подобия. На этом этапе, на основании совокупности выбранных критериев рассматривается возможность упрощения условий подобия. При этом, оцениваются численные значения критериев и определяется их значимость, что позволяет часть из них отнести к разряду несущественных, т.е. не требующих обеспечения равенства для модели и оригинала.

Заключение:

В экосистемном моделировании используются модели смежных гидрологических дисциплин: гидродинамики, гидрометеорологии, гидрохимии. Экосистемные модели строятся на уравнениях гидродинамики жидкости. Эти уравнения описывают процессы переноса воды, биоты и растворенных веществ в водоемах, структуру потоков и распределения веществ, условия перемешивания водных масс и их переноса внутри водоемов. Процессы трансформации химических элементов в водных объектах описываются уравнения гидрохимии.
Таким образом, гидроэкологическая модель не является полностью самостоятельной. Гидроэкологические исследования базируются на фундаменте знаний и достижений смежных научных дисциплин. Процессы, изучаемые этими отдельными дисциплинами. определяют условия обитания гидробионтов, регулируют основные процессы функционирования экосистемы. Экологические исследования — комплексные, межотраслевые, целиком построенные на принципах системности.

Фрагмент текста работы:

§1. Моделирование физических явлений и процессов

Выбор конструкции модели во многом зависит от характерных особенностей моделируемого процесса, а также от того, в каком виде необходимо получить интересующую информацию. К примеру, если исследуемый процесс обусловлен интенсивным движением жидкостных потоков и в итоге требуется получение картин их распределения в различных зонах перемешиваемой ванны, модель конструктивно должна обеспечивать возможность визуального контроля и фотографирования потоков.
Модель изготавливается геометрически «подобной» натуральному образцу по внутренним контурам. При этом используются всевозможные материалы, например, органическое стекло.
Подготовка модели к проведению исследований заключается в выборе варианта рационального размещения применяемой аппаратуры, в обеспечении возможности быстрой замены моделирующей расплав жидкости, поддержании требуемой освещенности объектов, подлежащих фотографированию, и так далее.
Проведению исследований на модели предшествует планирование эксперимента, настройка регистрирующей аппаратуры и при необходимости тарировка преобразователей измерительных систем.
Имитационное моделирование
Имитационное моделирование — это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятся вычислительные эксперименты с целью получения информации об этой системе. Экспериментирование с моделью называют имитацией.
К имитационному моделированию прибегают, когда:
— дорого или невозможно экспериментировать на реальном объекте;
— невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные;
— необходимо сымитировать поведение системы во времени.