Читайте также:
|
На перших кроках розвитку комп’ютерних технологій неминучим етапом моделювання було створення алгоритму та написання програми. В ті часи будь-який інженер, що працює з ЕОМ, автоматично вважався (і, найчастіше, був) програмістом. В даний час унікальні програми пишуться індивідуально тільки для наукових досліджень, а в інженерній справі переважають готові пакети програм або універсальні інтерактивні автоматизовані системи.
Але це не означає, що інженер не повинен добре розбиратися в програмному та математичному забезпеченні. Щоб правильно вибрати готову комп’ютерну програму і правильно працювати з нею, треба добре розуміти використовуваний математичний апарат і представляти алгоритми дії програм.
В якості прикладу можна навести часті помилки в роботі з САЕ-системами погано підготовленого фахівця, коли в кінцевоелементних моделях невірно вибираються типи елементів і неправильно проводиться розбиття сітки кінцевих елементів.
4. Планування та проведення комп’ютерних експериментів або послідовне створення та налагодження структурної моделі в інтерактивній автоматизованій системі.
Обчислення і візуалізація, навіть на сучасних швидкісних комп’ютерах, можуть тривати тривалий час. Наприклад, у методі кінцевих елементів або при моделюванні технологічних процесів спочатку складається план розрахунку (командний файл), а потім проводиться запуск обчислень в пакетному режимі.
5. Аналіз та інтерпретація результатів. Мабуть, самий відповідальний етап моделювання. Не настільки складно створити модель, скільки правильно інтерпретувати результати і довести їх точність і адекватність.
Часто від студентів у відповідь на питання про точність, адекватність та якісну оцінку результатів моделювання можна чути відповідь: «Так порахувала машина», що свідчить про вкрай низьку кваліфікацію такого «спеціаліста» та невмінні самостійно виконати цей найважливіший етап моделювання.
Адекватність моделі встановлюється перевіркою для неї основних законів предметної області, типу законів збереження, та зіставленням результатів моделювання приватних варіантів з відомими для цих варіантів аналітичними або тестовими рішеннями. Наприклад, для методів оптимізації моделей механічних конструкцій існують спеціальні тести, що доводять їх збіжність (достовірність моделювання та обчислень).
6. Уточнення моделі і (або) оптимізація. Створення моделі – не самоціль, особливо в інженерній роботі. На основі розробленої моделі необхідно створити ефективний проект технічного об’єкта або системи.
Практичне використання моделі можливо лише після ретельного її дослідження та налагодження, в процесі яких необхідно не тільки вирішити завдання перевірки адекватності, ідентифікації параметрів, оцінки значимості параметрів, але і вибору оптимального їх значення.
Метою оптимізації є визначення найкращих структури і (або) параметрів виробів і процесів. У цьому випадку завдання автоматизованого проектування зазвичай ставиться в термінах математичного програмування (вибирається функція мети, призначаються проектні змінні, встановлюються обмеження) і вирішується як завдання пошуку екстремального значення обраної цільової функції. Зазвичай домагаються мінімізації функції мети. Наприклад, зниження маси, витрати матеріалу, часу обробки. Універсальної цільовою функцією є вартість, хоча розрахунок її для багатьох випадків моделювання дуже ускладнений.
Як правило, в інженерних задачах вимагається досягнення не абсолютного оптимуму, але раціонального проекту, який передбачає компроміс між одержуваним ефектом і витратами на його досягнення.
Виявлення значимих параметрів (і нехтування іншими) дозволяють зменшити розмірність простору параметрів. Воно базується на визначенні коефіцієнтів чутливості вихідних показників по відношенню до варіацій вхідних параметрів і представляє значну цінність при вирішенні задач оптимізації.
Завдання уточнення та модифікації моделей зазвичай вирішуються після накопичення певного досвіду роботи з моделлю. До них відносяться: спрощення, ускладнення, структурна зміна. Такі перетворення можуть бути як еквівалентними (проведеними з метою скорочення числа станів системи, кількості зв'язків і т.п.), так і нееквівалентного (істотне огрубіння закономірностей, виключення або введення додаткових факторів).
Найважливішим способом спрощення моделей є використання методів теорії подібності – зокрема, перехід від вихідних параметрів до меншого числа узагальнених. Зміна моделі відбивається як на потрібних обчислювальних ресурсах, так і на можливості одержання тих чи інших характеристик.
Дата добавления: 2015-01-07; просмотров: 87 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |