Имитационное моделирование
Имитационное моделирование (ситуационное моделирование) — метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Такую модель можно «проиграть» во времени как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику.
Проектирование гидротехнических сооружений
При проектировании гидротехнических сооружений применяют следующие методы: метод теоретических исследований; экспериментальный лабораторный; экспериментальный натурный; вариантного проектирования; статистический; аналогий и повторения решений.
Метод теоретических исследований является основным. Теоретические методы необходимы для определения проблем, формулирования гипотез и для оценки собранных фактов. Теоретические методы связаны с изучением литературы: трудов классиков; общих и специальных работ; исторических документов; периодической печати и др.
Изучение литературы дает возможность узнать, какие стороны и проблемы уже достаточно хорошо изучены, по каким ведутся научные дискуссии, что устарело, а какие вопросы еще не решены. Работа с литературой предполагает использование таких методов, как составление библиографии — перечня источников, отобранных для работы в связи с исследуемой проблемой; реферирование — сжатое переложение основного содержания одной или нескольких работ по общей тематике; конспектирование — ведение более детальных записей, основу которых составляет выделение главных идей и положений работы; аннотирование — краткая запись общего содержания книги или статьи; цитирование — дословная запись выражений, фактических или цифровых данных, содержащихся в литературном источнике. Он устанавливает зависимости и закономерности, которые позволяют рассчитывать гидротехнические сооружения, т.е. определять их форму и размеры, не прибегая к эксперименту, устройству моделей и т.п.
Экспериментальный лабораторный метод имеет большое значение в гидротехнике. Он применяется в двух видах: общем, когда специальным опытом проверяются те или иные положения теории или когда на основе системы опытов строится теория, и лабораторного моделирования сооружений и конструкций, когда последние выполняются в виде геометрически подобных или с заранее заданными искажениями моделей, на которых замеряются искомые величины (давления жидкости, скорости течения, деформации и пр.). Моделирование играет большую роль в гидротехнике, позволяя находить правильные решения при невозможности использовать теоретические решения или при отсутствии последних.
Экспериментальный натурный метод отличается от предыдущего тем, что опыты и наблюдения проводятся не в лаборатории, а на строящихся, построенных и эксплуатируемых гидротехнических сооружениях, а иногда и на специальных опытных сооружениях, выполненных в натуральную величину. При помощи этого метода проверяется правильность теоретических расчетных данных, положенных в основу проекта сооружении, и накапливаются новые данные для разработки теорий.
Метод вариантного проектирования заключается в рассмотрении ряда вариантных решений задачи и их технико-экономическом сопоставлении и позволяет найти наиболее целесообразное в техническом и экономическом отношении решение.
Статистический метод применяется для обобщения данных по многократно использовавшимся типам конструкций и получения статистических зависимостей, которые могут быть использованы в дальнейшем. Пользоваться этим методом следует с осторожностью, так как он отражает «вчерашний день» гидротехники, ее прошлое. Используя его, необходимо учитывать тенденции дальнейшего развития теории и практики в данной области.
Метод аналогий и повторения решений – наиболее примитивный, но при правильном применении надежный. Он заключается в использовании решения или конструкции, уже примененных на практике в сходных условиях. Метод этот следует применять очень осторожно, так как, с одной стороны, в гидростроительстве природные условия для сооружений редко повторяются, а с другой – легко впасть в консерватизм, отказываясь от поисков новых решений. Одним из полезных проявлений метода аналогий является разработка типовых решений для конструкций или их деталей, часто повторяемых в узле или системе.