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, Convex и BST для 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 комплекcа ReactOp.