Основы моделирования физических процессов с применением программных средств. Понятие моделирования и модели

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

,

ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ

Гомель 2005

УДК 621.38 (075.8)

ББК 32.86 Я73

         М 968

Рецензенты:

, профессор,  доктор технических наук кафедра радиофизики и электроники учреждения образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины» «____» _____________ 2005 года, протокол № _____.

М 968   Основы математического моделирования физических процессов с применением программных средств: Курс лекций для студ. вузов спец. «Физическая электроника» /С. В. , Е. А. Дей, Ю. В. Никитюк: Мин. образов. РБ, УО «ГГУ им. Ф. Скорины».- Гомель, 2005.- 70 с.

    Практическое пособие по выполнению лабораторных работ  включает в себя 7 лабораторных работ по базовым разделам  курса «Оптоэлектроника». 

   Предназначено студентам 4 курса специальности 1–31 04 03 -   «Физическая электроника».

                                                 УДК 621.38 (075.8)

ББК 32.86 Я73

                                             © С. В. , А.Е. Дей,

                                                         Ю. В. Никитюк, 2005

                                              © УО «ГГУ им. Ф. Скорины», 2005

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………

ТЕМА 1.  ВВЕДЕНИЕ В МОДЕЛИРОВАНИЕ ………...

ТЕМА 2 ПРОСТЕЙШИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ….

ТЕМА 3.  ОСНОВЫНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИ……………………...

ТЕМА 4. ВВЕДЕНИЕ В МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ…………….

ТЕМА 5. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕСРЕДСТВА КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА ………………

ТЕМА 6  ВВЕДЕНИЕ В ANSYS ………………………

ТЕМА 7 АНАЛИЗ ЗАДАЧ В ANSYS ………………………

ТЕМА 8.  МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХЛУЧЕВОГО ЛАЗЕРНОГО ТЕРМОРАКАЛЫВАНИЯ ХРУПКИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ……

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………….

Введение

Невозможно представить себе современную науку без широкого применения моделирования. Сущность этой методологии состоит в замене исходного объекта его «образом»  - моделью - и дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютерах вычислительно-логических алгоритмов. Этот «третий метод» познания, конструирования, проектирования сочетает в себе многие достоинства, как теории, так и эксперимента. Работа не с самим объектом (явлением, процессом), а с его моделью дает возможность быстро и без существенных затрат исследовать его свойства и поведение в любых ситуациях. В то же время вычислительные (компьютерные, симуляционные, имитационные) эксперименты с моделями объектов позволяют, опираясь на мощь современных вычислительных методов и технических инструментов информатики, подробно и глубоко изучать объекты в достаточной полноте, недоступной чисто теоретическим подходам. В результате этого методология математического моделирования бурно развивается, охватывая все новые сферы.

Практическое пособие написано на основе изучения, систематизации и отбора литературы по полупроводниковой оптоэлектронике, а также на базе материалов лекций по учебному курсу «Оптоэлектроника».

Основная цель пособия – дать представление о физических процессах, лежащих в основе

Пособие содержит задачи, которые помогут студентам глубже и прочнее усвоить лекционный материал по курсу «Оптоэлектроника», приобрести практические навыки по определению основных характеристик и параметров оптоэлектронных приборов.

ТЕМА 1.  ВВЕДЕНИЕ В МОДЕЛИРОВАНИЕ

1. Понятие моделирования и модели.

2. Основные виды моделей.

3. Методология математического  моделирования.

1.  Понятие моделирования и модели

Моделирование– замещение исследуемого объекта (оригинала) его условным образом, описанием или другим объектом (моделью) и познание свойств оригинала путем исследования свойств модели.

Модель - это образ какого-либо объекта или системы объектов («оригинала»