- •1. Системный подход к процессам и объектам омд
- •1.1. Задачи анализа и синтеза процессов и объектов омд,
- •1.1.1. Определение понятия «система»
- •1.2. Системный подход к анализу и синтезу процессов и объектов омд, как сложных систем.
- •1.2.1. Основные понятия и определения
- •1.2.2. Этапы системного анализа и их детализация
- •2. Математические модели в омд.
- •2.1. Определение и назначение моделирования.
- •2.2. Системные принципы построения математических моделей
- •2.3 Этапы построения математической модели
- •2.3.1. Обследование объекта моделирования
- •2.3.2. Концептуальная постановка задачи моделирования
- •2.3.3. Математическая постановка задачи моделирования
- •2.3.4. Выбор метода решения задачи
- •2.3.5. Реализация математической модели на эвм
- •2.3.6. Проверка адекватности моделей
- •2.4. Разработка структуры математических моделей функционирования технологических процессов омд
- •2.4.1. Классификация технологических процессов и систем
- •2.4.2. Представления технологических процессов и систем
- •3. Вычислительный эксперимент в омд
- •3.1. Предмет и теоретические основы вычислительного эксперимента
- •3.2. Обработка экспериментальных данных методом
- •Применение численных методов для анализа процессов и объектов омд
- •4.1. Проекционные методы решения задач омд
- •4.1.1. Метод Ритца
- •Метод Галеркина
- •4.2. Метод конечных элементов
- •4.3. Стандартные пакеты прикладных программ
- •4.3.1. Краткий обзор универсального математического процессора Mathсad
- •Пакеты программ методов конечных элементов
- •5. Постановка и методы решения задач Оптимизации
- •5.1. Общая постановка задач оптимизации
- •5.2. Численные методы решения задач одномерной оптимизации
- •Методы поиска экстремума функции одной переменной
- •5.3. Методы минимизации функций многих переменных
- •5.3.1. Методы спуска
- •Метод покоординатного спуска.
- •6. Общие сведения о сапр в омд
- •6.1. Общие сведения о структуре и возможностях сапр
- •Расчет усилий при прессовании с применением форкамерного инструмента включает выполнение следующих процедур:
2.3.5. Реализация математической модели на эвм
Реализация математической модели на ЭВМ может быть выполнена путем применения пакетов математических вычислений (MATHCAD®, MATLAB®, MATHEMATICA® и др.), многоцелевого конечно-элементного расчетного комплекса ANSYS®, c подключенным расчетным модулем LS-DYNA3D®, системой конечно-элементного 3D моделирования DEFORM® - 3D. Возможности и особенности применения указанных программных средств будут рассмотрены далее.
При создании специализированного программного комплекса для реализации разработанной математической модели необходимо выполнить несколько этапов работ:
- составление технического задания на разработку пакета программ программного обеспечения;
- проектирование структуры программного комплекса;
- кодирование алгоритма;
- тестирование и отладка;
- сопровождение и эксплуатация.
Техническое задание на разработку программного обеспечения оформляют в виде спецификации. Примерная форма спецификации включает следующие семь разделов [7]:
Название задачи - дается краткое определение решаемой задачи, название программного комплекса, указывается система программирования для его реализации и требования к аппаратному обеспечению (компьютеру, внешним устройствам и т.д.).
Описание - подробно излагается математическая постановка задачи, описываются применяемая математическая модель для задач вычислительного характера, метод обработки входных данных для задач не вычислительного (логического) характера и т.д.
Управление режимами работы программы - формируются основные требования к способу взаимодействия пользователя с программой (интерфейс «пользователь-компьютер»).
Входные данные - описываются входные данные, указываются пределы, в которых они могут изменяться, значения, которые они не могут принимать, и т.д.
Выходные данные - описываются выходные данные, указывается, в каком виде они должны быть представлены (в числовом, графическом или текстовом), приводятся сведения о точности и объеме выходных данных, способах их сохранения и т.д.
Ошибки - перечисляются возможные ошибки пользователя при работе с программой (например, ошибки при вводе входных данных), указываются способы диагностики (в данном случае под диагностикой понимается выявление, обнаружение ошибок при работе программного комплекса) и защиты от этих ошибок на этапе проектирования, а также возможная реакция пользователя при совершении им ошибочных действий и реакция программного комплекса (компьютера) на эти действия.
Тестовые задачи - приводятся один или несколько тестовых примеров, на которых в простейших случаях проводится отладка и тестирование программного комплекса.
Большинство программ, реализующих математические модели, состоят из трех основных частей:
- препроцессора (подготовка и проверка исходных данных модели);
- процессора (решение задачи, реализация вычислительного эксперимента);
- постпроцессора (отображение полученных результатов).
Применение математического пакета MATHCAD® при решении задачи моделирования уширения при кузнечной протяжке будет рассмотрено в учебном практикуме. А после освоения в рамках практикума по применению многоцелевого конечно-элементного расчетного комплекса ANSYS®, c подключенным расчетным модулем LS-DYNA3D® и системы конечно-элементного 3D моделирования DEFORM® - 3D необходимо будет самостоятельно выполнить моделирование этой задачи.