4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1. Введение

Общие сведения о моделировании. Моделирование как метод познания. Изоморфизм и гомоморфизм моделируемых систем. Пространство состояния.

4.2.2. Физическое и математическое моделирование

Физическое моделирование. Основные положения теории подобия. Нахождение критериев физического подобия. Идентификация параметров физической модели. Типовые задачи физического моделирования.

Математическое моделирование. Понятие математической модели, алгоритмического, программного и инструментального обеспечения моделирования. Типовые задачи математического моделирования.

4.2.3. Блочный метод построения моделей объектов управления. Модели гидродинамики потоков.

Структурная схема сложных технологических объектов. Гидродинамические модели. Модели идеального смешения, идеального вытеснения, ячеечная модель, комбинированные модели. Передаточные функции моделей. Методы определения параметров моделей структуры потоков.

4.2.4. Моделирование процессов химического превращения в технологических объектах.

Основные закономерности химической кинетики для моделирования процессов химического превращения сырья в конечные продукты. Методы определения кинетических констант математических моделей с использованием программного комплекса ReacOp. Синтез моделей объектов на основе моделей гидродинамики и кинетики.

4.2.5. Методы численной реализации математических моделей сложных технологических объектов.

Численные методы решения стационарных и нестационарных моделей объектов. Методы стационирования для решения моделей объектов со сложной гидродинамикой. Синтез математических моделей объектов с использованием программного комплекса ReactOp. Статистический анализ и оценка адекватности моделей.

4.2.6. Моделирование объектов с распределенными параметрами.

Выод уравнений материального и теплового баланса для моделей с распределенными параметрами. Сеточные меды решения моделей для объектов с распределенными параметрами. Применение специализированных программных комплексов Thermex,ConvexиBSTдля моделирования объектов с распределенными параметрами при отклонениях параметров управления от номинальных значений.

4.2.7. Методы оптимального управления.

Общая постановка задач оптимального управления. Формулировка критерия качества функционирования систем, учет ограничений в форме равенств и в форме неравенств на переменные состояния и управления объектов и систем. Математические методы определения оптимального управления. Метод нелинейного программирования. Определение оптимального управления для объекта с распределенными параметрами с помощью программного комплекса ReactOp.

4.2.8. Моделирование объектов при протекании многофазных процессов.

Понятия о гетерогенных процессах. Основные стадии гетерогенных процессов. Лимитирующие стадии гетерогенных процессов. Математические модели процессов в кинетической, диффузионной и смешанной областях контроля. Роль интерфейса, его геометрии и состояния при моделировании процессов. Математические модели процессов выщелачивания и кристаллизации гидроокиси алюминия в каскадах реакторов. Определение оптимального управления этими процессами с использованием программного комплекcаReactOp.

4.2.9. Моделирование сложных схем и САУ.

Программный комплекс Аспен плюс для моделирования сложных технологических схем. Создание модели стационарных режимов. Задание технологических блоков и перерабатываемых потоков. Моделирование работы схем и определение значений определяющих параметров. Создание динамических моделей схем с учетом контуров регулирования в среде Аспен Динамика. Моделирование динамических режимов и определение структуры оптимального управления отдельными узлами схемы.

5. Лабораторный практикум

№ пп.	№ раздела дисциплины	Наименования лабораторных работ
1	4.2.1. - 4.2.2.	Не предусмотрен
2	4.2.3.	Определение кривых отклика аппаратов со структурой потоков, описываемых : Моделью идеального перемешивания Моделью идеального вытеснения Ячеечной моделью Диффузионной моделью Комбинированными моделями Определения параметров гидродинамических моделй по экспериментальным кривым отклика объекта на различные возмущения.
3	4.2.4. .	Определение кинетических параметров моделей по экспериментальным данным для сложных реакционных схем.
4	4.2.5.	Численная реализация моделей для аппаратов с сосредоточенными параметрами. Решение уравнений моделей для аппаратов с распределенными параметрами.
5	4.2.6.	Моделирование процессов нагрева изделий в печах при различных граничных условиях с использованием прграммного комплекса Thermex.
6	4.2.7.	Определение оптимального температурного профиля для объекта с распределенными параметрами с использованием программного комплекса ReactOp
7	4.2.8.	Моделирование гетерогенных процессов на примерах реакций растворения и кристаллизации.
8	4.2.9.	Моделирование процессов и систем управления в среде программного комплекса Аспен плюс и Аспен Динамика.