Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Моделирование объектов и процессов в металлургии

..pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
1.5 Mб
Скачать

Вариант

 

 

 

Условие

 

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

целей моделирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ результатов моделирования

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

 

X

Y1

Y2

Y3

 

 

 

1

 

103,00

 

96,50

 

97,72

 

96,38

 

 

 

2

 

59,40

 

110,43

 

110,26

 

111,59

 

 

 

3

 

57,70

 

111,50

 

111,34

 

112,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

4

 

46,50

 

116,28

 

115,42

 

115,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

41,10

 

117,97

 

118,44

 

117,64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

32,70

 

121,42

 

120,42

 

120,06

 

 

 

7

 

31,80

 

121,28

 

121,61

 

121,39

 

 

 

8

 

30,50

 

121,17

 

120,19

 

120,95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

29,10

 

121,84

 

121,76

 

122,52

 

 

 

10

 

28,90

 

121,62

 

121,34

 

122,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных элементов и метод простой итерации

 

Метод последовательной дихотомии и симплекс-метод

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

методов реализации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическое использование модели

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

 

X

 

Y1

 

Y2

 

Y3

 

 

 

1

72,53

 

307,8

 

307,54

 

308,89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

72,54

 

306,77

 

307,98

 

306,23

 

 

 

3

72,55

 

306,75

 

305,42

 

305,57

 

10

 

4

72,56

 

304,55

 

305,86

 

304,91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

72,57

 

303,33

 

303,3

 

304,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

72,58

 

302,75

 

303,74

 

302,99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

72,59

 

301,64

 

301,68

 

301,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

72,6

 

300,88

 

300,62

 

300,27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

72,62

 

299,86

 

299,06

 

299,61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

72,65

 

295,78

 

295,5

 

295,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных разностей и метод верхней релаксации

 

Метод золотого сечения и метод градиента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121

elib.pstu.ru

Вариант

 

 

Условие

 

 

 

 

Идеальное и материальное моделирование

 

 

 

 

Постановка задачи

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

X

Y1

Y2

Y3

 

 

1

-552,5

134,1

133,3

133

 

 

2

-560

129,17

128,1

128,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

-561,7

127,1

126,7

126,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

-572,9

118,32

119,5

118,75

11

 

 

 

 

 

 

 

5

-578,3

114,63

114,1

115,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

-586,7

107,18

107,7

108,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

-587,6

107,32

108,5

107,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

-588,9

105,43

105,85

106,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

-589,3

106,76

105,19

105,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

-594,5

102,98

101,42

101,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных элементов и треугольный метод

 

 

 

Метод поиска Фибоначчи и метод случайного поиска

 

 

Модель. Свойства моделей. Моделирование

 

 

 

Математическая формулировка задачи

 

 

 

 

Номер эксперимента

X

Y1

Y2

Y3

 

 

1

163,69

306,1

307,30

306,94

 

 

2

163,73

307,52

307,34

307,12

 

 

3

163,76

308,9

308,38

309,30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

163,77

309,97

308,23

308,56

 

 

 

 

 

 

 

12

 

5

163,77

308,55

308,19

308,99

 

 

 

 

 

 

 

6

163,78

308,96

308,08

308,95

 

 

 

 

7

163,79

309,53

309,71

309,58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

163,87

310,4

310,01

310,78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

163,89

311,17

311,91

311,10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

163,95

312,66

313,74

312,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных разностей и метод полной редукции

 

 

Метод последовательной дихотомии и метод сопряженных

 

 

градиентов

 

 

 

 

122

 

 

 

 

 

 

elib.pstu.ru

Вариант

 

 

Условие

 

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

подхода к нахождению зависимости между входными и вы-

 

 

ходными параметрами

 

 

 

 

 

 

 

Проверка адекватности модели

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

X

Y1

Y2

Y3

 

 

 

1

-590,20

95,09

95,74

96,11

 

 

 

2

-591,20

95,05

96,13

95,68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

-592,50

94,98

94,30

95,69

 

13

 

4

-593,30

95,24

94,25

94,47

 

 

 

5

-601,60

91,54

90,82

90,76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

-609,90

87,43

86,53

86,87

 

 

 

7

-610,50

85,09

85,24

86,98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

-612,90

85,20

84,39

84,56

 

 

 

9

-615,30

84,25

83,59

83,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

-616,50

82,32

82,62

82,09

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных элементов и метод разделения переменных

 

 

Метод золотого сечения и симплекс-метод

 

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

оператора модели

 

 

 

 

 

 

 

Анализ результатов моделирования

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

X

Y1

Y2

Y3

 

 

 

1

-120,5

-98,9

-99,34

-98,84

 

 

 

2

-128

-102,8

-102,32

-102,54

 

 

 

3

-129,7

-103,9

-103,87

-104,42

 

14

 

4

-140,9

-110,60

-110,54

-111,12

 

 

5

-146,3

-113,30

-113,33

-114,66

 

 

 

 

 

 

6

-154,7

-118,80

-118,29

-119,28

 

 

 

7

-155,6

-119,60

-119,52

-120,9

 

 

 

8

-156,9

-121,50

-120,75

-120,52

 

 

 

9

-157,3

-120,20

-120,12

-121,98

 

 

 

10

-158,5

-121,50

-121,12

-122,8

 

 

 

Метод конечных разностей и метод простой итерации

 

 

Метод поиска Фибоначчи и метод градиента

 

 

 

 

 

 

 

 

123

elib.pstu.ru

Вариант

 

 

 

Условие

 

 

 

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

параметров модели (описание неопределенности параметров)

 

 

Практическое использование модели

 

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

 

X

 

Y1

 

Y2

Y3

 

 

 

 

1

 

132,07

 

-6,52

 

-6,72

-6,38

 

 

 

 

2

 

132,06

 

-7,63

 

-7,26

-7,59

 

 

 

 

3

 

132,05

 

-8,65

 

-8,34

-8,80

 

 

15

 

4

 

132,04

 

-9,85

 

-9,42

-9,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

132,03

 

-11,07

 

-10,44

-10,64

 

 

 

 

6

 

132,02

 

-11,65

 

-12,42

-11,06

 

 

 

 

7

 

132,01

 

-12,76

 

-13,61

-12,39

 

 

 

 

8

 

132,00

 

-14,52

 

-13,19

-13,95

 

 

 

 

9

 

131,98

 

-14,54

 

-15,76

-14,52

 

 

 

 

10

 

131,95

 

-17,52

 

-18,34

-17,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных элементов и метод верхней релаксации

 

 

Метод последовательной дихотомии и метод случайного

 

 

поиска

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

параметров модели (по отношению ко времени)

 

 

 

 

 

Постановка задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

 

X

 

Y1

 

Y2

Y3

 

 

 

1

-156,50

-134,00

-135,11

-134,74

 

 

 

 

2

-158,20

-135,90

-136,58

-135,18

 

 

 

 

3

-159,20

-137,90

-136,72

-136,38

 

 

16

 

4

-161,30

-137,70

-137,43

-137,31

 

 

 

5

-169,60

-141,40

-141,76

-142,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

-177,90

-145,50

-146,87

-145,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

-178,50

-145,90

-145,98

-146,24

 

 

 

 

8

-180,90

-146,80

-146,56

-146,39

 

 

 

 

9

-183,30

-148,70

-148,04

-148,59

 

 

 

 

10

-184,50

-149,60

-149,09

-149,62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных разностей и треугольный метод

 

 

 

 

 

Метод золотого сечения и метод сопряженных градиентов

124

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

elib.pstu.ru

Вариант

 

 

Условие

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от пара-

 

метровмодели(по отношению кразмерности пространства)

 

 

Математическая формулировка задачи

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

X

Y1

Y2

Y3

 

 

 

1

60,10

128,10

129,86

128,30

 

 

 

2

59,40

127,17

127,56

128,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

57,70

126,10

126,06

127,00

 

17

 

4

46,50

118,32

118,75

119,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

41,10

114,63

113,44

113,36

 

 

 

 

 

 

6

32,70

107,18

108,13

107,54

 

 

 

7

31,80

107,32

106,13

106,72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

31,50

106,43

106,51

107,90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

31,10

107,76

106,82

106,08

 

 

 

10

30,90

106,98

107,51

106,26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных элементов и метод полной редукции

 

 

Метод поиска Фибоначчи и симплекс-метод

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

параметров модели (по составу параметров)

 

 

 

 

Проверка адекватности модели

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

X

Y1

Y2

Y3

 

 

 

1

132,07

17,21

17,65

17,42

 

 

 

2

132,06

16,43

16,21

16,34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

132,05

15,50

15,77

15,26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

4

132,04

14,23

14,33

14,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

132,03

13,65

14,89

13,10

 

 

 

 

 

 

6

132,02

12,24

13,45

12,02

 

 

 

7

132,01

11,67

12,01

11,94

 

 

 

8

132,00

10,80

11,57

10,86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

131,98

9,03

9,13

8,78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

131,95

6,54

6,69

8,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных разностей и метод разделения переменных

 

 

Метод последовательной дихотомии и метод градиента

 

 

 

 

 

 

125

elib.pstu.ru

Вариант

 

 

 

Условие

 

 

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

целей моделирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ результатов моделирования

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

 

X

 

Y1

 

Y2

Y3

 

 

 

1

29,13

95,09

95,72

96,38

 

 

 

2

28,13

94,05

94,26

95,59

 

 

 

3

27,90

94,98

94,34

94,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

4

26,02

93,24

93,42

93,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

17,79

90,54

90,44

90,64

 

 

 

 

 

 

6

9,46

86,43

87,42

86,06

 

 

 

7

8,88

85,09

85,61

86,39

 

 

 

8

6,46

86,20

84,76

85,52

 

 

 

9

4,02

83,25

84,19

85,65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

2,54

83,32

84,34

83,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных элементов и метод простой итерации

 

 

Метод золотого сечения и метод случайного поиска

 

 

 

 

Классификация математических моделей в зависимости от

 

 

методов реализации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическое использование модели

 

 

 

 

 

 

Номер эксперимента

 

X

 

Y1

 

Y2

Y3

 

 

 

1

 

131,69

 

–8,36

 

–7,54

–7,89

 

 

 

2

 

131,70

 

–7,73

 

–7,98

–8,23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

131,72

 

–7,10

 

–8,42

–7,57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

4

 

131,74

 

–6,47

 

–7,86

–6,91

 

 

5

 

131,75

 

–7,84

 

–6,30

–6,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

131,77

 

–5,21

 

–5,74

–5,99

 

 

 

7

 

131,79

 

–4,58

 

–6,68

–4,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

131,87

 

–3,00

 

–3,62

–4,27

 

 

 

9

 

131,89

 

–3,23

 

–3,06

–4,61

 

 

 

10

 

131,95

 

–2,74

 

–2,50

–2,50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод конечных разностей и метод верхней релаксации

 

 

Метод поиска Фибоначчи и метод сопряженных градиентов

126

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

elib.pstu.ru

Список литературы

1.Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. – М.:

Наука, 1989.

2.Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Численные методы решения обратных задач математической физики. – М.: Едиториал УРСС, 2004.

3.Аттетков А.В., Галкин С.В., Зарубин В.С. Методы оптимизации. – М.: Изд-во МГТУ им. Буамана, 2003.

4.Блохин А.В. Теория химического эксперимента. – Минск: Электронная книга БГУ, 2003.

5.Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. – М.: Металлургия, 1990.

6.Лесин В.В., Лисовец Ю.П. Основы методов оптимизации. – М.: Изд-во МАИ, 1995.

7.Алексеев В.М., Галеев Э.М., Тихомиров В.М. Сборник задач по оптимизации. – М.: Наука, 1984.

8.Введение в математическое моделирование / В.Н. Ашихмин

[и др.]. – М.: Логос, 2004.

9.Цымбал В.П. Математическое моделирование металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1986.

10.Рыков А.С. Модели и методы системного анализа: принятие решений и оптимизация. – М.: Изд-во МИСИС; Руда и металлы, 2005.

11.Ашманов С.А., Тимохов А.В. Теория оптимизации в задачах и упражнениях. – М.: Наука, 1991.

12.Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. – М.: Высшая школа, 1985.

127

elib.pstu.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Квантили распределения Стьюдента

Число

 

 

Уровни значимости p

 

степе-

 

 

 

 

 

 

 

ней

0,20

0,10

0,05

0,02

0,01

0,005

0,001

свобо-

ды

 

 

 

 

 

 

 

1

3,08

6,31

12,71

31,82

63,66

127,32

636,62

2

1,89

2,92

4,30

6,97

9,93

14,09

31,60

3

1,64

2,35

3,18

4,54

5,84

7,45

12,94

4

1,53

2,13

2,78

3,75

4,60

5,60

8,61

5

1,48

2,02

2,57

3,37

4,03

4,77

6,86

6

1,44

1,94

2,45

3,14

3,71

4,32

5,96

7

1,42

1,90

2,37

3,00

3,50

4,03

5,41

8

1,40

1,86

2,31

2,90

3,36

3,83

5,04

9

1,38

1,83

2,26

2,82

3,25

3,69

4,78

10

1,37

1,81

2,23

2,76

3,17

3,58

4,59

11

1,36

1,80

2,20

2,72

3,11

3,50

4,44

12

1,36

1,78

2,18

2,68

3,06

3,43

4,32

13

1,35

1,77

2,16

2,65

3,01

3,37

4,22

14

1,34

1,76

2,15

2,62

2,98

3,33

4,14

15

1,34

1,75

2,13

2,60

2,95

3,29

4,07

16

1,34

1,75

2,12

2,58

2,92

3,25

4,02

17

1,33

1,74

2,11

2,57

2,90

3,22

3,97

18

1,33

1,73

2,10

2,55

2,88

3,20

3,92

19

1,33

1,73

2,09

2,54

2,86

3,17

3,88

20

1,33

1,73

2,09

2,53

2,85

3,15

3,85

21

1,32

1,72

2,08

2,52

2,83

3,14

3,82

128

elib.pstu.ru

 

 

 

 

 

Окончание

табл. 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число

 

 

Уровни значимости p

 

 

 

 

степе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ней

0,20

0,10

0,05

0,02

0,01

 

0,005

 

0,001

 

свобо-

 

 

 

ды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

1,32

1,72

2,07

2,51

2,82

 

3,12

 

3,79

 

23

1,32

1,71

2,07

2,50

2,81

 

3,10

 

3,77

 

24

1,32

1,7.1

2,06

2,49

2,80

 

3,09

 

3,75

 

25

1,32

1,71

2,06

2,48

2,79

 

3,08

 

3,73

 

26

1,32

1,71

2,06

2,48

2,78

 

3,07

 

3,71

 

27

1,31

1,70

2,05

2,47

2,77

 

3,06

 

3,69

 

28

1,31

1,70

2,05

2,47

2,76

 

3,05

 

3,67

 

29

1,31

1,70

2,04

2,46

2,76

 

3,04

 

3,66

 

30

1,31

1,70

2,04

2,46

2,75

 

3,03

 

3,65

 

40

1,30

1,68

2,02

2,42

2,70

 

2,97

 

3,55

 

60

1,30

1,67

2,00

2,39

2,66

 

2,91

 

3,46

 

120

1,29

1,66

1,98

2,36

2,62

 

2,86

 

3,37

 

 

1,28

1,64

1,96

2,33

2,58

 

2,81

 

3,29

 

129

elib.pstu.ru

Таблица 2

 

 

Квантили распределения Фишера F1–p для p=0,05

 

f2

 

 

 

 

f1

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

12

24

 

 

 

1

164,4

199,5

215,7

224,6

230,2

234,0

244,9

249,0

254,3

2

18,5

19,2

19,2

19,3

19,3

19,3

19,4

19,5

19,5

3

10,1

9,6

9,3

9,1

9,0

8,9

8,7

8,6

8,5

4

7,7

6,9

6,6

6,4

6,3

6,2

5,9

5,8

5,6

5

6,6

5,8

5,4

5,2

5,1

5,0

4,7

4,5

4,4

6

6,0

5,1

4,8

4,5

4,4

4,3

4,0

3,8

3,7

7

5,6

4,7

4,4

4,1

4,0

3,9

3,6

3,4

3,2

8

5,3

4,5

4,1

3,8

3,7

3,6

3,3

3,1

2,9

9

5,1

4,3

3,9

3,6

3,5

3,4

3,1

2,9

2,7

10

5,0

4,1

3,7

3,5

3,3

3,2

2,9

2,7

2,5

11

4,8

4,0

3,6

3,4

3,2

3,1

2,8

2,6

2,4

12

4,8

3,9

3,5

3,3

3,1

3,0

2,7

2,5

2,3

13

4,7

3,8

3,4

3,2

3,0

2,9

2,6

2,4

2,2

14

4,6

3,7

3,3

3,1

3,0

2,9

2,5

2,3

2,1

15

4,5

3,7

3,3

3,1

2,9

2,8

2,5

2,3

2,1

16

4,5

3,6

3,2

3,0

2,9

2,7

2,4

2,2

2,0

17

4,5

3,6

3,2

3,0

2,8

2,7

2,4

2,2

2,0

18

4,4

3,6

3,2

2,9

2,8

2,7

2,3

2,1

1,9

19

4,4

3,5

3,1

2,9

2,7

2.6

2,3

2,1

1,8

20

4,4

3,5

3,1

2,9

2,7

2,6

2,3

2,1

1,8

130

elib.pstu.ru