Отчет по производственной практике, Упражнения и задачи из Математика. Московский институт Туро (МИ Туро)
svetlana-342-1
svetlana-342-126 июля 2017 г.

Отчет по производственной практике, Упражнения и задачи из Математика. Московский институт Туро (МИ Туро)

DOCX (724 KB)
11 страница
1Количество скачиваний
106Количество просмотров
Описание
Отчет по производственной практике
20 баллов
Количество баллов, необходимое для скачивания
этого документа
Скачать документ
Предварительный просмотр3 страница / 11

Это только предварительный просмотр

3 страница на 11 страницах

Скачать документ

Это только предварительный просмотр

3 страница на 11 страницах

Скачать документ

Это только предварительный просмотр

3 страница на 11 страницах

Скачать документ

Это только предварительный просмотр

3 страница на 11 страницах

Скачать документ

Негосударственное образовательное учреждение высшего образования

Московский технологический институт

Факультет: Техники и современных технологий Кафедра: Информатики и автоматизации Уровень образования: бакалавр Направление: Информатика и вычислительная техника Профиль: Системы автоматизированного проектирования

ОТЧЕТ

по производственной практике

в период с 05.10. 2015 г. по13.10.2015г.

в Негосударственном образовательном учреждении высшего образования Московский технологический институт

Студент: Жилин Алексей Юрьевич ________________ (Ф.И.О. полностью) (подпись, дата)

Руководитель практики от организации

к.т.н. преподаватель, Подлевских Александр Павлович ________________ (ученая степень, звание, Ф.И.О. полностью) (подпись, дата)

Руководитель практики от кафедры

к.т.н. преподаватель, Подлевских Александр Павлович ________________ (ученая степень, звание, Ф.И.О. полностью) (подпись, дата)

Москва 2015

1

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 4

1. Математическое моделирование …………………………………………..6

1.1.Обзор и анализ подобранной литературы…..……………..………….6

1.2. Этапы моделирования …………....……………….………………….6

1.3. Классификация моделей ...………………..…………………………..7

1.4. Принципы моделирования ………………………...………………...10

2. Построение математической модели ………………………..……..…….12

2.1. Гидравлический расчёт …..………………………..……..………….12

2.1.1.Линейные потери давления …………………………………..12

2.1.2. Потери давления в местных сопротивлениях …………..…..14

2.2. Ограничения, наложенные на значения

расчётных параметров ………………………………………………15

3. Компьютерный эксперимент ……………………………………………..17

3.1.Компьютерное моделирование …………………………………..….17

3.2.Цели и задачи компьютерного моделирования ………………….…18

3.3.Математическое планирование эксперимента …………………..…19

3.4.Методы измерения результата эксперимента ………………………20

3.5. Описание компьютерной программы ……………………...….……21

3.6. Эксперимент по выявлению зависимости падения давления

от температуры, при заданных расходах теплоносителя …………22

3.6.1. Описание эксперимента ……………………………………...22

3.6.2. Проведение эксперимента …………………………………...23

3.6.3. Анализ эксперимента ………………………………………...24

3.7. Эксперимент по выявлению зависимости падения давления

от диаметра трубопровода при заданных расходах ………………..25

3.7.1. Описание эксперимента …………………………………...…25

3.7.2. Проведение эксперимента …………………………………...26

3.7.3. Анализ эксперимента …………………………………..…….26

2

3.8. Практическое применение алгоритмов эксперимента …………….28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………….………..30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …………………………….32

ПРИЛОЖЕНИЯ …………………………………………………………...…….33

3

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время перед инженерами стоит ряд задач, решение

которых зависит от множества труднопредсказуемых факторов. С целью

изучения подобных математических зависимостей, производится

компьютерное моделирование и различного рода эксперименты. Результатом

исследований являются уравнения, связывающие исследуемые величины, их

экстремальные значения, либо алгоритм, позволяющий перевести задачу из

разряда слабоструктурированных в разряд жёстко структурированных.

Программы, написанные с использованием подобных алгоритмов,

применяются в системах САПР.

Актуальность данной работы состоит в нахождении методики для

автоматизации процесса проектирования тепловых сетей и систем горячего

водоснабжения при выполнении гидравлического расчёта.

Основная цель – проведение компьютерного эксперимента, с целью

выявление факторов влияющих на удельное падение давления при заданных

расходах теплоносителя, для последующего практического использования.

Теоретическое значение работы – получение графических зависимостей

вышеуказанных факторов, а так же их статистическое исследование для

глубокого изучения гидравлического расчёта.

Практическое значение работы заключается в создании программы,

которая может быть использована в качестве модуля осуществляющего

поддержку принятия решения для обоснования выбора оптимального

диаметра участка трубопровода, отвечающего заданным технико-

экономическим показателям, в системах САПР.

Задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной

задачи:

1. Анализ литературы по указанной теме;

2. Построить математическую модель на основе формул для

гидравлического расчёта участка трубопровода;

4

3. Написать компьютерную программу;

4. Провести компьютерный эксперимент по выявлению зависимости

падения давления от температуры (плотности), на участке

трубопровода, при заданных расходах;

5. Провести компьютерный эксперимент по выявлению зависимости

падения давления от диаметра участка трубопровода, при заданных

расходах;

6. Провести анализы результатов экспериментов;

7. Рассмотреть возможность практического использования результатов

эксперимента.

Место прохождения практики – кафедра информатики и автоматизации

Московского технологического института.

Дата начала практики – 05.10.2015г., окончание - 13.10.2015г.

В первой части работы рассмотрены этапы моделирования, проведена

классификация моделей, рассмотрены принципы моделирования. Во второй

части работы, осуществлено построение математической модели, для чего

рассмотрены основные принципы гидравлического расчёта и ограничения,

наложенные на значения, расчётных параметров. В третьей части работы

дано определение и рассмотрены основные принципы компьютерного

эксперимента, приведено описание программы, описано планирование,

проведение эксперимента, проведён анализ результатов, рассмотрено их

практическое применение.

В работе использованы труды авторов Тупик Н.В. [9], Подпоринова Б.Ф

[6] и Соколов Е.Я. [8], исследовавших данную тему.

5

1.Математическое моделирование

1.1.Обзор и анализ подобранной литературы

Подобранную по данной теме литературу можно условно разделить на

три группы.

К первой группе, относится литература, в которой, описываются

принципы компьютерного моделирования, приводятся понятия и даётся

классификация моделей.

Ко второй группе, можно отнести литературу, в которой описаны

основные этапы проведения эксперимента, приводится рекомендуемая

последовательность действий, при выполнении данных этапов.

К третьей группе, относится литература, в которой описаны принципы

и формулы, используемые для выполнения гидравлического расчёта.

1.2.Этапы моделирования

Согласно источнику [9], этапы моделирования, во многом схожи со

стадиями проведения обычного физического эксперимента, поэтому для

качественного проведения эксперимента необходимо рассмотреть этапы

моделирования.

В настоящее время, в инженерной практике, нет чёткой инструкции по

описанию этапов моделирования, но есть ряд общепринятых приёмов,

используемых при моделировании [12].

Так, в источнике [9], приведены четыре этапа: 1) анализ физической

среды, 2) задание модели, 3) алгоритм (программа), 4) анализ результатов.

В источнике [12], процесс моделирования, подразделяется на шесть

этапов, к незначительно изменённым вышеуказанным этапам, добавляется

проведение эксперимента.

На первом этапе определяются цели моделирования. Например:

прогноз поведения объекта; подбор сочетания факторов, обеспечивающих

оптимальные значения показателей эффективности; анализ чувствительности

системы. 6

На втором этапе происходит построение концептуальной модели, т.е.

модели на уровне замысла, сформированной при изучении моделируемого

объекта. На данном этапе производится исследование объекта, определяются

необходимые упрощения и существенные аспекты модели. Результат

выполнения этапа – схема модели, полностью готовая для математического

описания.

На третьем этапе производится выбор языка программирования,

производится разработка алгоритма программы. Результат выполнения этапа

– компьютерная программа.

На четвёртом этапе происходит планирование эксперимента. Объект

эксперимента – математическая модель. Эксперимент должен быть

максимально информативным и обеспечивать получение данных с

достаточной степенью точности и достоверности. Результат выполнения

этапа – план эксперимента.

На пятом этапе производится выполнение эксперимента с моделью, в

соответствии с планом. Фиксируются результаты эксперимента, для

дальнейшей обработки.

На шестом этапе происходит обработка, анализ и интерпретация

данных эксперимента. В результате выполнения анализа результатов модель

может быть изменена, дополнена либо полностью пересмотрена. В случае

получения удовлетворительных результатов, они переводятся в термины

предметной области, доступные широкому кругу специалистов [12].

Из анализа вышеописанных этапов следует, что важнейшую роль в

процессе моделирования выполняет модель системы.

Для выбора наиболее оптимальной модели, необходимо дать её понятие

и привести классификацию.

1.3.Классификация моделей

7

Модель представляет собой абстрактное (идеализированное)

представление о функционировании физической системы, с какой либо точки

зрения.

Модели можно классифицировать по характеру процессов,

протекающих в системе, следующим образом:

1. детерминированные – модели, в которых отсутствуют случайные

воздействия (пример: падение тела);

2. стохастические – модели, отображающие вероятностные процессы

и явления (пример: броуновское движение молекул);

3. статические – модели, отображающие поведение системы в какой

либо момент времен, либо вне времени;

4. динамические – отображающие поведение системы во времени

(пример: колебания маятника);

5. дискретные – модели с ярко выраженным дискретным характером

входных и выходных воздействий, связей, внутренних состояний

(пример: системы массового обслуживания);

6. непрерывные – модели, в которых дискретный характер не выражен

из-за особенностей свойств системы (пример: волновые системы);

7. линейные – модели, в которых выход системы линейно зависит от

входных воздействий;

8. нелинейные – модели, в которых выход системы нелинейно зависит

от входных значений [9].

Таким образом, модели можно разделить на четыре группы, элементы

которых, обладают противоположными свойствами: 1) детерминированные –

стохастические, 2) статические – динамические, 3) дискретные –

непрерывные, 4) линейные – нелинейные. Одна модель может принадлежать

всем четырём группам.

8

По способу реализации, модели делятся на два больших класса:

абстрактные (мысленные) и материальные. В свою очередь, абстрактные

модели можно разделить на: символические и математические.

Символическая модель – логический объект, соответствующий

реальному процессу и выражающий его основные свойства с помощью

определённой системы знаков и символов.

Математическая модель – модель, в которой моделируемому объекту,

соответствует некоторая математическая конструкция, исследование которой,

позволяет получить характеристики моделируемого объекта [12].

В основе эксперимента, лежит математическая модель.

В различных источниках литературы, математические модели,

разделяются на различные группы. Так в [12] классификация имеет

следующий вид: 1) аналитические, 2) имитационные, 3) смешанные.

В источнике [9] приводится более детальная классификация:

1. аналитические – процессы в системе отображаются некоторыми

функциональными зависимостями, могут быть получены в явном

виде или численным методом при задании конкретных начальных

данных;

2. имитационные – воспроизводят функционирование всей системы, с

учётом функционирования её отдельных элементов с соблюдением

временной, пространственной последовательности взаимодействия

элементов;

3. кибернетические – модели, в которых отсутствуют явно заданные

физические процессы. Система представляет собой «чёрный ящик»

с рядом входов и выходов. Для установления зависимостей между

входами и выходами системы, исследуется реакция на внешнее

воздействие;

9

4. интерактивные (игровые) – модели, предполагающие наличие

конфликта и различных способов его преодоления. Применяются

для анализа социальных систем [9].

Выбор типа модели, точность и достоверность полученных результатов,

зависит от полноты знаний о физической системе.

В вышеприведённой классификации, приведены модели, сверху вниз, в

зависимости от убывания знаний о системе [9].

Т.к. процесс течения жидкости на участке трубопровода достаточно

полно исследован, необходимо изучить соответствующие источники

литературы, и создать аналитическую (наиболее точную) и статическую

модель, для оценки результатов компьютерного эксперимента.

Теория гидравлического расчёта течения жидкости на участке

трубопровода занимает большой объём, и в следствии, её важности для

построения математической модели, она будет описана отдельно, во второй

части данной работы.

Приступая к процессу построения математической модели, необходимо

рассмотреть основные принципы процесса моделирования.

1.4.Принципы моделирования

При моделировании систем необходимо руководствоваться

следующими принципами:

1. систему можно представить в виде конечного множества моделей,

каждое из которых, отображает определённую часть её сущности;

2. модель ориентирована на отображение определённых свойств

системы и всегда проще самой системы;

3. создание полной модели системы бесполезно, т.к. подобная модель,

будет такой же сложной, как и сама система.

Любая система может иметь множество моделей, их количество зависит

от точки зрения инженера и целей проводимого исследования.

10

При выборе конкретной модели, необходимо определиться с границами

моделируемой системы, входными и выходными воздействиями, а так же

набором наблюдаемых параметров.

В общем виде, модель системы можно представить в виде множества

11

комментарии (0)

Здесь пока нет комментариев

Ваш комментарий может быть первым

Это только предварительный просмотр

3 страница на 11 страницах

Скачать документ