Читайте также:
|
Ұқсастықты қолдану моделдеу мүмкіндігін кеңейтеді, бірақ модель мен оригинал ұқсауымен жабдықталуымен байланысқан қиындықтарды жоймайды. Күрделігі үлкен оригиналдың ұқсасты моделін тұрғызу мүмкін емес.
Осы кедергілерді жойып, күрделі химико технологиялық процестерді моделдеу әдісі талданды (ең алдымен реакциялық), модель мен оригиналдың физикалық анықталуынан ғана емес, сонымен бірге олардың уақыт және кеңістікпен ұқсастығынан бас тартқан кезде де.
Бірақ онда моделді қалай тұрғызу керек? Әрі бұл модель бола ма? Оны оригиналмен не байланыстырады?
Белгілі болғандай моделдеу процесіне негізгі талап – моделдің мәліметтерінің оригиналға өткізу үмкіндігі мен тиімділігі. Олар моделдеудің қолданбалы мәнінен ғана шығады. Сондықтан практика үшін қандай техникалық құрал көмегімен бұл талаптар жүзеге асатыны сонша маңызды емес.
Мысал. Моделдеу мен есептеу салыстыру.
Соққыға тұрақты сағат құрылысын сынау үшін әртүрлі биіктіктен құлаған сағаттың жылдамдығы қандай болатынын білу керек. Сағатты тастамас бұрын моделге құлау процесін оқимыз – модел ретінде мұнда кәдімгі тас болуы да; ұқсастық шарты мынадай (Ньютон критерийі мәні сай келуі), онда оригинал жылдамдығы берілген құлау биіктігінде модел жылдамдығына тең. Осылайша моделдеу толық мүмкін.
Бірақ моделдеп қана емес, бос құлау теңдеуімен де қолдануға болады
(5.1)
әрі кез келген биіктіктегі жылдамдықты санауға болады l.
Бұл жағдайда искомый параметр процестің математикалық моделінен шығарып анықталады. (5.1).
Дегенмен, анықтамаға сәйкес бұл моделдеу емес. Моделдеу - эксперименттік әдіс, ол модел жұмысымен байланысқан, ал мына теңдеуді шешкенде модель ен эксперимент болмайды (5.1).
Математикалық модель бойынша есептеу – кез келген технологиялық процесті талдаудың маңызды сатысы: технологиялық есептеулерді ескермей жүргізгенде ол процесті суреттеуден шығады. Қарапайым жағдайларда есептеу моделдеуден артығырақ: модель мен эксперимент тұрғызғанша санаған арзанға түседі. Дегенмен процестер күрделенуі бойынша математикалық моделдер де күрделенеді. Сонымен көбінше мынадай ситуациялар туындайды математикалық модель бар да бірақ осы күрделі теңдеуді немесе теңдеулер жүйесін шешу адамның күші келмейді.
XX ғасырдың бірінші жартысында шешілмеген есептер саны лавинатүрде өсті. Критикалық жағдай құрылды яғни ғылым мен практикамен жиналған үлкен материалды қолдану мүмкін емес еді. Бұл кризистен шығу белгілі болғандай, тезәрекет жасаушы есептеу машиналары мен кибернетика құрылуымен байланысты, кибернетика – күрделі жүйелерді басқару сұрақтарымен айналысатын арнаулы ғылым түрі. Моделдеу – кибернетиканың негізгі әдістерінің бірі, моделдеу сұрағы осы ғылым шегіне жиі енеді.
Есептеу жолымен және моделдеу негізінде технологиялық есепті шешу процедурасы көрсетті, бірінші жағдайда жұмыстың басты бөлігі ойда орындалады (қағаз бен сызғыш көмекші рол атқарады); екінші жағдайда бірқатар құрылғы қолдану арқылы материалдық модель алынады, ол процестің ойдағы моделі негізінде құрылған. Бұл құрал жұмысының нәтижесі шешім алуға мүмкіндік береді.
Енді осы есепті ЭВМ көмегімен шешуді қарастырамыз. Бір жағынана бұл эксперимент емес есептеу. Бұл жағдайда есепті ЭВМ жүргізеді. Осылайша математикалық суреттеу негізінде процесті есептеуші есептегіш машинаны процестің материалдық моделі деп санайды. Сондықтан есептегіш техникасын талдау мен процестерді есептеу үшін қолдану моделдеудің әртүрлілігі ретінде қаралады. Көбіне моделдеудің бұл тәсілі физикалық моделдеуден ерекшелігі математикалық моделдеу деп аталады, онда модель мен оригинал физикалық біркелкі, ал модел тұрғызу негізі ретінде ұқсастық теориясы болады.
Математикалық моделдеуде моделдеуге осы екі негәізгі талап та сақталатынын атап айтамыз. Моделдеу нәтижесі оригиналға мөлшерлі таралады. Моделдеу арзан болады оригиналға тура эксперимент жасалғаннан. Шындығында, модель (осы жағдайда ЭВМ)оригиналдан қымбат болуы мүмкін, бірақ көптеген оригиналды моделдеу үшін жарайтын бұл модель әмбеба; олардың әрқайсысына келетін құн үлесі көп емес.
Математикалық моделдеуге үш саты кіреді: 1) математикалық модель құру, 2) оқылатын процесті моделдеуге алгоритм құру, 3) оқылатын процесс пен модель адекваттығын құру. Математикалық модель өзі - бұл қатынастар жүйесі түріндегі формаланған процестер, қарсы келетін факторларды ескеріп олардың арасындағы өзара әсерім мен процестің элементарлық құбылыстарын суреттейді. Оқитын процесті моделдеуші алгоритм, ЭВМ бағдарламасы.
Осыдан физикалық және математикалық моделдеуді қарсы қоюға болмайды және екеуі бір бірінен кем не артық деуге болмайды. Қай сатыда қай әдіс қолданатынын әрі оның қайсысы сол сатыда тиімді екенін білу керек. Көптеген жағдайларда физикалық эксперимент күрделі есептен арзан болады, тіпті сол да басқасы да мүмкін болуы.
Сонымен бірге тағы бір маңызды жағдай бар – ереже бойынша теория математикалық суреттеудің жалпы теңдеу түрін береді, осы теңдеулердің сандық коэфициенттері мәндер бір жағдайдан екіншіге өткенде ерекшеленетін (оларды математикалық модел параметрлері деп атайды), анықталады және физикалық моделдеуде тәжірибеден анықталып, табылады.
Жалпы жаңа химико технологиялық процестерді әртүрлі сатыда талдағанда моделдеудің әртүрлі құралдары қолданылуы кезектеседі әрі әр жолы сол не басқа қолдануды бағалау керек.
Жаңа технологиялық процесті талдау кескіні көрсетілген (5.1сурет).
Алдымен физико химиялық тәжірибелер жүргізіледі, ол негізгі екі бөлікке бөлінеді:реакция энергетикасы мен тепе теңдігін зерттеу және оның кинетикасын зерттеу. Реакция біршама күрделі болғанда осы тәжірибелердің нәтижелері ереже бойынша ЭВМ көмегімен өңдейді. Осыдан ең басынан бастап кері байланыстар туындайды: өңдеу жолы тәжірибелік мәдліметтер жеткіліксіз немесе олардың қайбірі анықтауды қажет етеді ма дегендей. Осылайшаодан арғы саты алдыңғыға әсер етеді. Мұндай кері байланыстар жұмыстың барлық сатыларында туындайды, олардың бәрі кескінде көрсетлімесес де.
Физико химиялық тәжірибелерді өңдеу нәтижесіне химиялық процестің ойдағы моделі болып табылады, оған негізгі және қосымша реакция кескіндері, тепе теңдік бойынша мәліметтер, энергетика мен кинетика мәндері кіреді. Осы ойдағы моделдер негізінде технологиялық кескін мен құралдың жобалы таңдауы жүзеге асады.
Келесі саты стендіде құрал жұмысының негізгі жақтарын моделдеу: нәтижесінде алдыңғы саты мәліметтерін тарта отырып, құрал әсерін ескеріп толығымен процестің математикалық моделін алады. Бұл модельді машинаға салып қолайлы өлшемдерін және жартылайөнеркәсіпті масштабты құрылғының тәжірибелік режимін санайды. Бұл құрылғының жұмыс тәжірибесі математикалық суретеуге анықтау енгізуге мүмкіндік береді әрі келесі сатыда үлкен тәжірибелік құрылғыны есептеуге болады.
Сурет 5.1 – Технологиялық процестің талданыуының блок-кескіні
Негізгі әдебиет 1 [24-27]
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 290 | Нарушение авторских прав