
- •2. Классификация математических моделей
- •3. Этапы построения математической модели
- •3.1. Содержательная постановка задачи
- •3.2. Концептуальная постановка задачи моделирования
- •3.3. Математическая постановка задачи
- •3.4 Качественный анализ и проверка корректности модели.
- •3.5 Выбор и обоснование выбора метода решения задач
- •3.6 Реализация мм в виде программы для эвм
- •3.7 Проверка адекватности моделей
- •3.8 Практическое использование построенной модели и анализ результатов моделирования
- •4. Моделирование на микроуровне
- •4.1 Основы построения мм на микроуровне
- •4.2 Модели тепловых систем на микроуровне
- •4.3 Модели гидравлических систем
- •4.4 Модели механических систем на микроуровне
- •5. Теория систем с распределенными параметрами
- •5.1. Базовое уравнение объектов с распределенными параметрами
- •5.2 Общая характеристика условий однозначности
- •5.2.1. Начальные условия
- •5.2.2. Граничные условия
- •5.3 Основное соотношение вход – выход
- •5.4 Функция Грина
- •5.5 Стандартизирующая функция
- •5.6 Типовые распределенные блоки
- •5.6.1 Переходной х-блок
- •5.6.2 Переходной -блок
- •5.6.3 Переходной -блок
- •6. Моделирование на макроуровне
- •6.1 Компонентные и топологические уравнения
- •6.2 Компонентные и топологические уравнения механической системы.
- •6.3 Компонентные, топологические уравнения гидравлической системы.
- •6.4 Компонентные и топологические уравнения тепловой системы
- •6.5 Компонентные и топологические уравнения электрической системы
- •6.5 Параметры гидравлической системы
- •6.7 Графические формы представления мм.
- •6.8 Матричная форма представления мм
- •6.9 Узловой метод формирования мм
- •6.10 Задачи качественного анализа математической модели
- •6.11 Моделирование и анализ статических состояний
- •По дисциплине «Моделирование систем» Основная
- •Дополнительная
- •Иностранная литература
6.2 Компонентные и топологические уравнения механической системы.
Сосредоточенные массы механических систем могут совершать два вида простейших движений: поступательное и вращательное.
|
Поступательное |
Вращательное |
1. Фазовая переменная типа потока |
Линейная скорость V, м/с |
Угловая
скорость |
2. Фазовая переменная типа потенциала |
Сила F, Н |
Вращающий момент М, Н*м |
3. параметр инерционного элемента |
Масса m, кг |
Момент инерции I, кг*м2 |
4. Параметр диссипативного элемента |
Коэффициент сопротивления (коэффициент вязкого трения, коэффициент демпфирования) | |
|
| |
5. Параметр упругого элемента |
Коэффициент жесткости | |
с, Н*м |
Н*м/рад | |
6. Компонентные уравнения инерционного элемента (получают на основе законов Ньютона) |
|
|
7. Компонентные уравнения диссипативного элемента(получают на основе законно Ньютона для вязкого трения) |
|
|
8. Компонентные уравнения упругого элемента (на основе законов Гука) |
|
|
9. Топологические уравнения. Уравнения равновесия, выражающие принцип Даламбера |
Уравнения равновесия, выражающие принцип Даламбера | |
|
| |
Условия непрерывности, выражающее принцип сложения скоростей при сложном движении твердого тела | ||
|
|
6.3 Компонентные, топологические уравнения гидравлической системы.
в гидравлической системе ФПТ потока – расход Q м3/с, ФПТ потенциала – давление р, Па. Компонентные уравнения инерционного элемента получены на основе уравнений Эйлера.
Где гидравлическая
масса ,
V
– объем жидкости в выделенном участке
трубопровода длиной l
А – площадь поперечного сечения трубопровода [м2], mж – масса жидкости в этом участке [кг].
Инерционные свойства обусловлены затратами давления на разгон жидкости. Компонентные уравнения диссипативного элемента (получены с учетом уравнения Навье - Стокса).
-
коэффициент гидравлического сопротивления
[Н*с/м5],
-
коэффициент линеаризованного вязкого
трения жидкости [Н*с/м4]
Компонентные уравнения упругого элемента
-
коэффициент гидравлической жесткости
[Н/м5],
Е – модуль объемной упругости жидкости
[Н/м2].
Топологические уравнения:
условие равновесия потенциалов
;
условие непрерывности потоков
.
6.4 Компонентные и топологические уравнения тепловой системы
В тепловой системе ФПТ потока – температура Т [к], ФПТ потенциала – тепловой поток Ф [Вт][ДЖ/с]
Компонентные уравнения инерционного элемента
СТ – теплоемкость элемента [Дж/к], с – удельная теплоемкость материала [Дж/кг*к].
Компонентные уравнения диссипативного элемента получены на основе уравнений Фурье.
-
коэффициент теплового сопротивления
элемента [Дж/с*к];
-
коэффициент теплоотдачи [Дж/с*к*м].
Упругими свойствами тепловая система не обладает:
характеризует
величину теплового потока, затрачиваемого
на изменение кинетической энергии в
процессе теплопередачи;
характеризует
величину потерь, обусловленную
преодолением теплового сопротивления;
характеризует
температуру элемента;
характеризует
разность температур смежных элементов.
Топологические уравнения:
условие равновесия потенциалов на поверхность контактов элементов
;
условие непрерывности функции температуры
.