- •Введение
- •1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
- •1.1 Перечень тем лекционных занятий и их содержание по дисциплине «Математическое моделирование производственных процессов»
- •1.2 Конспект лекций по дисциплине «Математическое моделирование производственных процессов»
- •1.2.1.1. Понятия объекта и модели
- •I.2.1.2. Из истории развития моделирования
- •1.2.1.3. Классификация моделей
- •1.2.1.4. Системные представления в моделировании.
- •1.2.1.5. Моделирование в процессе проектирования технических систем
- •1.2.2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
- •1.2.2.1 Понятие математической модели
- •1.2.2.2. Классификация математических моделей
- •1.2.2.3. Структура математических моделей.
- •1.2.2.4. Формы представления математических моделей.
- •1.2.2.5. Требования к математическим моделям.
- •1.2.2.6. Объекты математического моделирования.
- •1.2.3. ТЕХНОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
- •1.2.3.1. Определение целей и задач моделирования.
- •1.2.3.2. Определение объекта моделирования
- •1.2.3.3. Составление содержательного описания
- •1.2.3.4. Разработка концептуальной модели
- •1.2.3.5.Составление формального описания.
- •1.2.3.6. Преобразование формального описания в математическую модель
- •1.2.3.8. Отладка математической модели.
- •1.2.3.8.1. Испытание математической модели.
- •1.2.3.8.2. Исследование свойств математической модели.
- •1.2.3.8.3. Упрощение модели.
- •1.2.3.8.4. Вычислительный эксперимент.
- •1.2.3.9 Эксплуатация модели
- •1.2.4. ТИПОВЫЕ МОДЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ ДВС
- •1.2.4.1 Моделирование элементов ДВС на микроуровне
- •1.2.4.1.1 Предпосылки разработки математических моделей на микроуровне
- •1.2.4.1.1.1 Уравнение переноса субстанции
- •1.2.4.1.1.2 Уравнение сплошности
- •1.2.4.1.1.3 Уравнение движения
- •1.2.4.1.1.4 Уравнение энергии
- •1.2.4.1.2 Механика упругого твердого тела
- •1.2.4.1.3 Механика жидкостей и газов
- •1.2.4.1.4. Моделирование теплового состояния
- •1.2.4.1.5. Численные методы решения для моделирования элементов ДВС на микроуровне
- •1.2.4.1.5.1 Метод сеток
- •1.2.4.1.5.2 Метод конечных элементов
- •1.2.4.2. Моделирование элементов ДВС на макроуровне.
- •1.2.4.2.1. Предпосылки разработки моделей на макроуровне
- •1.2.4.2.2. Моделирование механических систем
- •1.2.4.2.2.1. Моделирование механических поступательных систем
- •1.2.4.2.2.2. Моделирование механических вращательных систем
- •Тело
- •Подсистема
- •Материальная точка
- •После подстановки окончательно получим
- •1.2.4.2.3. Моделирование газодинамических систем.
- •Гидравлическая индуктивность определяется отношением
- •1.2.4.2.4. Моделирование тепловых систем.
- •1.2.4.4. Статистические модели
- •1.2.4.4.1. Планирование эксперимента.
- •1.2.4.4.2. Обработка результатов эксперимента.
- •1.2.4.5. Система математических моделей ДВС
- •Рисунок 4.15. Система математических моделей на верхних уровнях иерархии
- •2. ПРАКТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
- •2.2 Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Математическое моделирование производственных процессов»
- •Общие положения
- •Общие положения
- •Математическая основа модели
- •Общие положения
- •Общие положения
- •Общие положения
- •2.3 Перечень тем курсовых работ по дисциплине «Математическое моделирование производственных процессов»
- •3. РАЗДЕЛ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
- •3.1 Перечень вопросов для текущей и итоговой аттестации (зачёт)
- •4. ВСПОМАГАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
- •4.2 Рабочий учебный план для специальности 1-37 01 01 «Двигатели внутреннего сгорания» дневная формы обучения
- •4.3 Рабочий учебный план для специальности 1-37 01 01 «Двигатели внутреннего сгорания» заочной формы обучения
- •4.4 Базовая учебная программа по дисциплине «Математическое моделирование производственных процессов» для специальности 1-37 01 01 «Двигатели внутреннего сгорания»
- •4.5 Рабочая учебная программа по дисциплине «Математическое моделирование производственных процессов» для специальности 1-37 01 01 «Двигатели внутреннего сгорания»
- •4.6 Список рекомендуемой литературы
1.2.1.5. Моделирование в процессе проектирования технических систем
Процесс проектирования имеет многоаспектное описание. С точки зрения проектировщика процесс проектирования удобно рассматривать как процесс детализации описания разрабатываемой технической системы. Причем описание - это не что иное, как модель технической системы. Таким образом, процесс проектирования - это информационный процесс разработки модели технической системы, конечное описание которой позволяет изготовить, техническую систему в натуре.
Модель технической системы на любом этапе проектирования включает в качестве компонентов:
модель, описывающую цели функционирование технической системы; модель, описывающую среду функционирование технической системы; модель, описывающую алгоритм функционирования технической системы;
модель, описывающую разрабатываемую техническую систему.
На начальных этапах проектирования наиболее полным является описание целей разрабатываемой технической системы, а описание самой технической системы известно лишь в самых общих чертах. Процесс проектирования заключается в итерационном поэтапном преобразовании первичного описания технической системы в описание, необходимое и достаточное для производства
иэксплуатации технической системы. Работа инженера - это работа с моделями технической системы и моделями ее элементов, а моделирование - это инструмент, предназначенный для изучения свойств, которыми будет обладать проектируемая система, на ее моделях. До внедрения ЭВМ в инженерную практику применение моделирования сдерживалось сложностью и громоздкостью вычислении, которые невозможно было выполнить в отведенное для проектирования время. Поэтому большинство проектов выполнялось, опираясь на опыт разработчиков и результаты экспериментальных исследований физических объектов. ЭВМ позволяют заменить физические модели математическими и получить количественную информацию о технической системе посредством выполнения эксперимента на машине. В этом случае существенно сокращаются сроки разработки проекта, снижаются затраты и повышается качество проекта
иразрабатываемой технической системы.