Моделирование и модель. Основные этапы моделирования. Структурная схема познания объекта с помощью модели. Изоморфизмы и гомоморфизмы. Основные этапы структурной идентификации

Страницы работы

Содержание работы

  1. Что такое моделирование

Моделирование – воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом материальном или мысленном объекте, специально созданном для их изучения.

  1. Что такое модель.

Модель – отражение существенных сторон реальной (или конструируемой) системы, в удобной форме представляющее информацию о ней.

  1. Основные этапы моделирования

1.Постановка задачи

2.Выбор и построение модели:

            2.1 Структуризация-постановка гипотезы о внутренней структуре

            2.2 Математическое описание структурных блоков

            2.3 Составление вычислительного алгоритма

            2.4 Программирование, отладка и реализация программы на ЭВМ

            3. Исследование модели

            4. Перенос знаний с модели на оригинал, экспериментальная проверка модели.

  1. Структурная схема познания объекта с помощью модели

  1. Изоморфизмы и гомоморфизмы

Понятия характеризующие соответствие между структурами объектов.

Изоморфизм-есть взаимно-однозначное соответствие между двумя множествами каких-либо элементов или объектов.

Гомоморфизм-соответствие не взаимно-однозначно, один элемент множества М может соответствовать многим элементам множества М’.

  1. Формулировка первой теории подобия

Явления, подобные в том или ином смысле (физически, математически и тп), имеют некоторые одинаковые сочетания параметров, называемые критериями подобия

  1. Формулировка второй теории подобия

Известна под названием П-теоремы. Всякое полное уравнение физического процесса, записанное в определенной системе единиц, может быть представлено зависимостью между числами подобия, т.е. уравнением, связывающим безразмерные величины , полученные из участвующих в процессе параметров.

  1. Дополнительное положение о подобии сложных систем и принцип прямой аналогии

Подобие сложных систем, состоящих из нескольких подсистем, соответственно подобных в отдельности обеспечивается подобием сходственных элементов, являющихся общими для подсистем.

Две независимые подсистемы (а,а!), по отдельности подобные двум другим системам (б,б!), будучи сходственно соединены друг с другом через третьи системы (с,д), образуют две сложные системы (А,В), которые подобны, если только соединяющие системы подобны друг другу.

Аналогия – установление сходства в некоторых сторонах, качествах и отношениях между нетождественными объектами. Например, объект А имеет признаки а,б,с,д, объект В имеет признаки а,б,с следовательно объект В,возможно, обладает признаком д.

  1. Краткое сопоставление структурно-математического и элементно-физического подхода к моделированию

Структурно математический подход – задача представляется здесь в виде исходного уравнения или системы уравнений, решающие элементы вычислительных машин соединяются в соответствии с последовательностью математических операций имеющегося уравнения.

Элементно-физический подход – в основу закладывается физическая постановка задачи, анализ и синтез моделируемой системы по ее отдельным составным частям.

Решающие элементы соединяются с учетом физического смысла задачи. Должен быть заранее доказан математический изоморфизм и сформулированы правила соединения элементов, таким образом, чтобы математический изоморфизм распространялся на систему в целом.

Моделирование на основе изоморфизма математических операций более экономично в смысле затрат вычислительных средств, но проигрывает второму способу в смысле физической постановки и интерпретации результатов, поскольку  при этом можно исследовать процессы, протекающие в любых промежуточных элементах, с учетом их взаимодействий друг с другом, что весьма важно, даже в случаях, когда не имеется полного описания всей системы в целом.

  1. Нарисовать схемки примеров тепловой, гидравлической и электрической аналогии

  1. Первый закон термодинамики и его конкретные реализации в зависимости от вида взаимодействия между средой и системой (кратко формулы и ограничения).

 тепло подведенное к система расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение работы

Изотермическое расширение (T=const)

, Все тепло превращается в работу

Изохорический процесс (V=const)

, Все тепло расходуется на изменение внутр энергии

Изобарический процесс (P=const)

Тепло расходуется на изменение энтальпии

  1. Второй закон термодинамики. Формулировка и формула.

Переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому не может происходить самопроизвольно. Для осуществления такого процесса необходимого совершить работу

  1. Соотношения, связывающие константу равновесия с энергией Гиббса

Условия равновесия:

  1. Принцип Ле-Шателье

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывается внешнее воздействие, то в ней произойдут изменения, противодействующие этому.

Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующему правилу:
При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ. 

  1. Стадии гетерогенной реакции (c. 93)

1.Диффузия к поверхности раздела фаз

2.Адсорбция реагентов в погранично слое

3.Химическая реакция в этом слое

4.Диссорбция продуктов реакции

5.Диффузия вглубь зоны и отвод продукта реакции

  1. Уравнение молекулярной диффузии и условия его применимости

1ый з-н Фика (Стационарная диффузия)

2ой з-н Фика (Учитывает распределенность и нестационарность)

 потока

                                        Условия:

1.  Молекулярный перенос в неподвижной среде

2.  Изотермический процесс

3.  Независимость диф. компонентов

  1. Уравнение турбулентной диффузии и его конкретный вид для диффузии кислорода из шлак в металл

где  m= при Рсо=1 атм, hп-влияние на процесс обезуглероживания расположения фронта преимущественного протекания реакции

  1. Общий вид кинетический уравнений для реакций первого и второго порядка

Нулевой порядок

Первый порядок:

Второй порядок:

  1. Связь между константой равновесия и константами скоростей прямой и обратной реакций

, К1-константа скорость прямой реакции, К2-обратной, Кр-константа равновесия

  1. Признаки диффузионного лимитирования гетерогенной реакции. (c. 94)

1.Первый порядок реакции

Похожие материалы

Информация о работе