Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

GOSy / Информатика / Моделирование физическое

.doc
Скачиваний:
18
Добавлен:
19.04.2015
Размер:
38.91 Кб
Скачать

Моделирование физическое, вид моделирования, кот.состоит в замене изучения некот. объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу.

Оно используется при проектировании и сооружении различных объектов для определения на соответствующих моделях тех или иных свойств (хар-ик) как объекта в целом, так и отдельных его частей. К ФМ прибегают не только по экономич. соображениям, но и потому, что натурные испытания очень трудно или вообще невозможно осуществить, когда слишком велики (малы) размеры натурного объекта или значения других его характеристик (давления, температуры, скорости протекания процесса и т. п.).

В основе ФМ лежат подобия теория и размерностей анализ. Необходимыми условиями ФМ являются геометрическое подобие (подобие формы) и физическое подобие модели и натуры: в сходственные моменты времени и в сходственных точках пространства значения переменных величин, характеризующих явления для натуры, должны быть пропорциональны значениям тех же величин для модели. Наличие такой пропорциональности позволяет производить пересчёт экспериментальных результатов, получаемых для модели, на натуру путём умножения каждой из определяемых величин на постоянный для всех величин данной размерности множитель - коэффициент подобия.Поскольку физические величины связаны определёнными соотношениями, вытекающими из законов и уравнений физики, то, выбрав некоторые из них за основные, можно коэффициенты подобия для всех других производных величин выразить через коэффициенты подобия величин, принятых за основные.

Моделирование случайных процессов - мощнейшее направление в современном математич.моделир.Событие называется случайным, если оно достоверно непредсказуемо. Случайность окружает наш мир и чаще всего играет отрицат. роль в нашей жизни. Однако есть обст-ва, в которых случайность может оказаться полезной.В сложных вычислениях, когда искомый рез-т зависит от результатов многих факторов, моделей и измерений, можно сократить объем вычислений за счет случ. значений значащих цифр. Из теории эволюции следует, что случайность проявляет себя как конструктивный, позитивный фактор. В частности, естественный отбор реализует как бы метод проб и ошибок, отбирая в процессе развития особи с наиболее целесообразнымисв-ми организма. Далее случайность проявляется в множественности ее рез-ов, обеспеч-ая гибкость реакции популяции на изменения внешней среды.В силу сказанного имеет смысл положить случайность в основу методов получения решения посредством проб и ошибок, путем случайного поиска.При комп.математич.моделир. случайных процессов нельзя обойтись без наборов случайных чисел, удовлетворяющих заданному закону распределения. На самом деле эти числа генерирует компьютер по определенному алгор., т.е. они не явл-ся вполне случайными хотя бы потому, что при повторном запуске программы с теми же параметрами последовательность повторится- их называют «псевдослучайными».

ГЛОБАЛ. МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА.Будущее человечества опред-ся столь огромным количеством процессов, частично им контролируемых, частично нет, и эти процессы столь взаимосвязаны и имеют столь противоречивые последствия, что лишь математ.моделир. их во всей разумной сов-ти, реализуемое на современных комп., может дать качественно верный прогноз. Как бы велико ни было неизбежное огрубление реал-ти при таком моделир., остаются столько обобщенных факторов «первого ранга», что проследить их неизбежную интерференцию не под силу даже самому могучему уму.

Такие модели начали возникать в 70-х годах - известны модели МИР-1, МИР-2, МИР-3, сформулир-ые и изученные группой сотрудников Массачусетского технологич.института (США). Рез-ты их произвели в запад.мире сенсацию, т.к. большинство сценариев возможного развития событий вели к рез-ам, кот. можно назвать концом света. Вместе с тем авторы не раз подчеркивали, что речь идет не о заведомо предопределен.будущем, а о выборе путей развития человечества, среди которых есть и ведущие к стабильности.

Для глобал. процессов характерно то, что каждый отдельно взятый процесс нельзя однозначно назвать «хорошим» или «плохим» с т.зр. влияния на судьбу человечества. Взвесить последствия всего этого на развитие человечества можно лишь при комплексном учете всех факторов разом.

В чем же заключаются возможности избежать катастрофических последствий для развития человечества? 1.Для возобновимых ресурсов (лес, вода, рыба и т.д.) темпы потребления не должны превышать темпов естественного восстановления.2. Для невозобновимых ресурсов (уголь, нефть, руды и т.д.) темпы потребления не должны превышать темпов их замены на возобновимые (развитие солнечной и ветровой энергетики, посадка лесов и т.д.) и темпов развития новых технологий для обеспечения смены ресурсов для того, чтобы после исчезновения, к примеру, нефти был обеспечен приток энергии от нового ресурса.3. Для загрязняющих веществ предельная интенсивность выбросов не должна превышать темпов, с которыми эти вещества перерабатываются или теряют вредные для окружающей среды свойства.

В настоящее время человечество отнюдь не руководствуется этими правилами.

Модель (МИР-3) состоит из пяти секторов: стойкие загрязнения; невозобновимые ресурсы; население;сельское хозяйство; экономика (промышленное производство, производство услуг, рабочие места). Исходными являются первичные взаимосвязи, такие как численность населения и запасы промышленного капитала; численность населения и площадь возделываемых земель; площадь возделываемых земель и объем промышленного капитала; численность населения и капитал сектора услуг; капитал сектора услуг и промышл. капитал и т.д.

В каждом секторе прослеживаются все первичные взаимосвязи и выражаются математич.соотнош-ми. По мере необходимости учитываются процессы материального и информац-го запаздывания, т.к. реакция, скажем, численности населения на улучшение питания является не мгновенной, а запаздывающей. Это типично для большинства рассматриваемых процессов.