Фрагмент для ознакомления
2
ВВЕДЕНИЕ
Моделирование как метод исследования широко используют в различных областях современного естествознания и техники: аэромеханике, гидравлике, теплотехнике, самолето- и ракетостроении, различных областях машиностроения, гидротехническом строительстве и т. д. Модели - это инженерные представления, которые могут быть материализованы в виде физических моделей или сформулированы математически. Исходя из этого по принципам, на которых основано моделирование, различают моделирование двух видов: физическое и математическое.
Проникновение математических методов в самые разнообразные, подчас неожиданные сферы человеческой деятельности означает возможность пользоваться новыми, как правило, весьма плодотворными средствами исследования. Рост математической культуры специалистов в соответствующих областях приводит к тому, что изучение общих теоретических положений и методов вычислений уже не встречает серьёзных трудностей. Вместе с тем на практике оказывается, что одних лишь математических познаний далеко не достаточно для решения той или иной прикладной задачи – необходимо ещё получить навыки в переводе исходной формулировки задачи на математический язык. В этом и состоит проблема овладения искусством математического моделирования [5, c. 354].
Цель реферата – изложить основные понятия математизации технических систем, математического и физического моделирования. В задачи реферата входит раскрытие теоретических основ построения моделей и этапов моделирования, классификации моделей, освещении основных аспектов математического и физического моделирования. Предметом исследования является процесс моделирования систем. Информационной базой исследования послужили научные работы российских и зарубежных ученых.
1. Математизация технических систем
Инженер это специалист с высшим техническим образованием, который занимается инженерной деятельностью. Инженеры, как правило, вовлечены во все процессы жизненного цикла инженерно-несущих технических средств, включая прикладные исследования, проектирование, конструирование, строительство, разработку технологии изготовления (конструкций), подготовку технической документации, производство, заказ, инспекцию, эксплуатацию, техническое обслуживание, ремонт, утилизацию устройств и управление качеством. Основной инженерной задачей считается новая техническая разработка и совершенствование существующих решений. Например, оптимизация дизайнерского решения, совершенствование технологии, управления и планирования, управление разработкой и непосредственный контроль производства. Новые инженерные решения часто приводят к изобретениям. В своей деятельности инженер опирается на фундаментальные и прикладные науки [6, c. 10-15].
Разработка принципиально новых решений (в том числе изобретений) это небольшая часть инженерной работы, но самая важная. Инженерами изначально называли людей, которые управляли военными машинами. Термин "инженер-строитель" появился в XVI веке в Нидерландах в связи со строителями мостов и дорог, а затем в Англии и других странах. Понятие и степень инженера издавна использовались в России, где инженерное образование началось с создания в 1701 году в Москве факультета математических наук и навигации, а затем в 1712 году Первой инженерной школы. Современная система высшего инженерного образования зародилась в XIX веке. Она была основана на немецкой системе технического образования. В наши дни, когда нет необходимости обосновывать необходимость глубокой математической подготовки инженеров, когда как содержательная, так и организационная область технических наук оказалась изолированной, вопрос об актуальности математики для техники стал проблемой математики технических наук [9, c. 56-60].
Математический процесс технической науки фиксируется как явление при изучении истории технических знаний в конкретной области. Более того, тот факт, что сложные инженерные задачи в математической части относительно легко решаются с помощью современных компьютерных технологий, не умаляет, а, наоборот, усиливает потребность инженера в глубоком понимании физики явлений, физического содержания математических формул и значимости о выполненных вычислительных действиях [10, c. 479].
Таким образом, теоретическое исследование (познание) в технических науках предназначено для построения моделей исходного процесса, позволяющих дать математическое описание и получить численное решение различных режимов работы технического устройства. В этом контексте основной целью анализа являются исследовательские процедуры и теоретические схемы технических наук, которые позволяют перейти от структурных и морфологических образов приборов, объясняющих и анализирующих изображение процессов, происходящих в них в свете инженерной задачи, к изображению самих процессов, то есть к математической модели исходного процесса. Наиболее важным моментом в таком переходе является работа с математическими уравнениями изучаемых процессов, компоненты которых отнесены к состоянию бытия, выраженному в его важной интерпретации, закреплении специального понятия и условном графическом представлении. Другая сторона математики это углубленное изучение образа реальных физических процессов в электрических устройствах (оригинальных процессов), что необходимо для понимания пределов применения некоторого рационального упрощения этого образа (идеализации, теоретических схем) и, соответственно, определенного математического механизма.
Показать больше
Фрагмент для ознакомления
3
Список использованной литературы
1. Антипина, Е. В. Генетические методы поиска оптимального управления на основе графоаналитического моделирования химической реакции : монография / Е. В. Антипина, С. А. Мустафина, А. Ф. Антипин ; Министерство науки и высшего образования РФ, Башкирский государственный университет. - Уфа : РИЦ БашГУ, 2021. - 98 с.
2. Антифеева Е.Л. Решение задач как совокупность физического и математического моделирования явлений // КПЖ, 2022 №3 (152) С. 99-104
3. Бахрами, М. Р. Бонд граф: моделирование физических систем : учебное пособие / М. Р. Бахрами ; Университет Иннополис. - 2-е изд., испр. и доп. - Казань : Альфа-К, 2021. - 74 с.
4. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов : научно-технический сборник / ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - ВНИИЭФ". - Саров : РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2021, вып. 2. - 2021. - 97, [1] с.
5. Гапанович Д.А., Сухомлин В.А. Алгебра конечных автоматов как математическая модель цифрового двойника умного производства // Современные информационные технологии и ИТ-образование, 2022 №2 С. 353-366
6. Иванов, В. К. Моделирование мехатронных систем : учебное пособие / В. К. Иванов, В. Е. Макаров, К. Н. Никоноров ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет". - Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2021. - 121 с.
7. Иванов, Д. В. Биомеханическое моделирование : монография / Д. В. Иванов, А. В. Доль ; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского", Кафедра математической теории упругости и биомеханики. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Саратов : Амирит, 2021. - 249 с.
8. Клунникова, Ю. В. Моделирование физических процессов методом молекулярной динамики : учебное пособие / Ю. В. Клунникова, М. В. Аникеев ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет", Инженерно-технологическая академия. - Ростов-на-Дону : Изд-во Южного федерального ун-та ; Таганрог : Изд-во Южного федерального ун-та, 2021. - 90 с.
9. Колчина Г. Ю., Мовсум-Заде Н.Ч., Гусейнова С.Н., Хасанова З.Р., Логинова М.Е., Мовсумзаде Э.М. Начало исторического анализа математических методов как основы подготовки инженерных кадров // История и педагогика естествознания, 2023 №1 С. 56-60
10. Копп В.Я., Заморёнов М.В., Чаленков Н.И., Рапацкий Ю.Л. Применение нового подхода к моделированию технических систем с последействием // Известия ТулГУ. Технические науки. 2023 №2 С. 468-480
11. Математическое и экспериментальное моделирование физических процессов : cборник материалов VI Международной заочной научно-практической конференции, Биробиджан, 17 декабря 2020 года / Минобрнауки России, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" ; под научной редакцией д. т. н., профессора В. М. Козина. - Биробиджан : ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2021. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM)
12. Математическое моделирование в системе Maxima : [учебное пособие] / Т. В. Быкова, Е. В. Евдокимова, Л. И. Могилевич, С. В. Иванов ; под ред. Л. И. Могилевича. - 2-е изд., перераб. и доп. - Саратов : КУБиК, 2021 (Саратов). - 87 с.
13. Математическое моделирование динамики многомерных механических систем и решение задач управления : монография : научное издание / Борисов А. В., Борисова В. Л., Каспирович И. Е. [и др.]. - Смоленск : Универсум, 2021. - 220 с.
14. Моделирование распространения электромагнитных волн в нелинейных средах : монография / Алексич Б. Н., Уварова Л. А., Алексич Н. Б., Буренок Я. С. ; под редакцией Л. А. Уваровой ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, ФГБОУ ВО "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН". - Москва : Янус-К, 2021. - 86 с.
15. Моржов, В. И. Моделирование физических процессов в авиации : учебное пособие / В. И. Моржов, Ю. А. Ермачков. - 2-е изд. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. - 158 с.
16. Морозов А. М., Сергеев А. Н., Сунгурова А. В., Морозов Д. В., Беляк М. А., Домрачева А. С. Компьютерное моделирование раневого процесса (обзор литературы) // Вестник медицинского института «Реавиз»: реабилитация, врач и здоровье, 2023 №1 С. 144-152
17. Пономаренко, В. И. Поглотители электромагнитных волн : радиофизическая теория, методы расчета : монография / В. И. Пономаренко, И. М. Лагунов. - Симферополь : Полипринт, 2021. - 262, [1] с.
18. Хавкин, А. Я. Математическое моделирование физико-химических технологий повышения нефтегазоотдачи = Mathematical simulation of physics-chemical technologies to increase oil and gas recovery : учебное пособие для студентов образовательных организаций высшего образования, обучающихся по направлению подготовки по специальности 21.05.05 "Физические процессы горного или нефтегазового производства" (уровень специалитет) / А. Я. Хавкин. - Москва : РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2021. - 423, [1] с.
19. Яронова Н.В., Володан Н.С. К вопросу выбора моделирования систем // Universum: технические науки, 2022 №4-4 (97) С. 22-25
