Классификация моделей. Физическое и аналоговое материальное моделирование

Классификация моделей

                                                                  «В действительности вообще нет никаких строго проведенных межей и граней

к великой горести систематиков»

Классификация моделей и методов моделирования - вопрос достаточно сложный, неоднозначный.

Как было отмечено ранее, моделирование относится к общенаучным методам познания. Использование моделирования на эмпирическом и теоретическом уровнях исследования приводит к условному делению моделей на вещественные, реальные, предметные, материальные и идеальные.

К материальным моделям относятся такие, которые построены из каких-либо вещественных предметов: из металла, дерева, стекла и других материалов. К таким моделям можно отнести использование макетов, экспериментальных образцов различного оборудования для пищевой промышленности.

Материальные модели можно разделить на статические (неподвижные) и динамические (действующие).

К статическим моделям относятся макеты аппаратов, пространственные модели молекул и кристаллов в химии и т.д.

К динамическим моделям относятся такие, которые воспроизводят те или иные процессы или явления. Например, модель будущего корабля позволяет в обычной ванне или специальном бассейне изучать некоторые особенности проектируемого корабля (смотри пример из категории техники).

Идеальное моделирование отличается от материального тем, что оно основано не на материализованной аналогии объекта и модели, а на аналогии идеальной, мыслимой и всегда носит теоретический характер.

Идеальные модели обычно делят на три вида: иконические (образные) - рисунки, схемы, передающие в образной форме структуру или другие особенности моделируемых предметов или явлений, планы; знаковые (знаково-символические) - запись структуры или других особенностей моделируемых объектов с помощью знаков-символов какого-то искусственного языка (математические уравнения, аналитическое задание функции в виде формулы); мысленные (умственные).                                  1

Построение моделей производится на основе глубокого предварительного анализа моделируемого объекта и создания мысленной модели. Это значит, что субъект, разрабатывая модель того или иного объекта, сначала создает у себя на основе анализа этого объекта его наглядный мысленный образ - его мысленную модель и лишь затем на ее основе строит или выбирает одну из материальных (или знаково-аналитическую или иконическую) моделей этого объекта. В пищевой реологии применяют мысленные модели поведения различных тел при течении.

Модель не только дает возможность создать наглядный образ моделируемого объекта, но и создает образ его наиболее существенных свойств, отраженных в модели. Все остальные свойства, не существенные в данном случае, отбрасываются. Например, в большинстве технологических расчетов свойств газов исходят из модели идеального газа, отлично зная, что реальные газы можно описать гораздо совершеннее. Но достаточна точность, даваемая упрощенной, приближенной моделью. И лишь при высоких давлениях, вблизи температур конденсации или при расчетах высокой точности возникает необходимость в усложненных моделях.

Материальное моделирование разделяется на физическое и аналоговое.

Под физическим понимается моделирование, при котором реальному объекту сопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследование (как правило, в лабораторных условиях) с целью последующего перенесения свойств изучаемых процессов с модели на объект на основе специально для этого разработанной математической теории подобия. Иными словами физическое моделирование - это исследование физически подобных процессов на установках, сохраняющих физическую природу явлений, но воспроизводящих их в других размерах в смысле геометрическом или физическом.

Примерами подобных физических моделей могут быть макеты аппаратов и машин.

Изучение свойств объекта моделирования на его модели позволяет снизить расходы на проведение необходимых экспериментов.

Методы изменения свойств модели остаются такими же, как и при исследованиях объекта, что является крупным недостатком физического моделирования. Кроме того, при изменении размеров модели трудно сохранить