Модели и моделирование

Понятие моделирования

Моделирование  — вид конструирования.

В результате процесса конструирования и моделирования получаются готовые объекты — изделия, модели, макеты. Любой объект может быть смоделирован с использованием самых различных материалов и техник. Изготовление модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Абсолютное подобие не обязательно, но модель должна отражать (имитировать) существенные черты объекта-оригинала. 

Модели могут быть:

— полные  (полное подобие);

— неполные  (неполное подобие);

— приближённые  (некоторые стороны о

бъекта не моделируются совсем).

• Макет—  это объект в миниатюре. Модель является составной частью макета. Моделями могут служить природные объекты, здания, дороги. Используются модели различной техники (самолёты, автомобили, корабли и другие).

Модель

• Модель  (фр.  modèle  от лат.  modulus  «мера, аналог, образец») — это  система , исследование которой служит средством для получения  информации  о другой системе; представление некоторого реального  процесса , устройства  или  концепции .

Общие требования к модели

Моделирование всегда предполагает принятие допущений той или иной степени важности. При этом должны удовлетворяться следующие требования к моделям:

• адекватность то есть соответствие модели исходной реальной системе и учёт, прежде всего, наиболее важных качеств, связей и характеристик. Оценить адекватность выбранной модели, особенно, например, на начальной стадии  проектирования, когда вид создаваемой системы ещё неизвестен, очень сложно. В такой ситуации часто полагаются на опыт предшествующих разработок или применяют определённые методы, например, метод последовательных приближений;

Общие требования к модели

• точность , то есть степень совпадения полученных в процессе моделирования результатов с заранее установленными, желаемыми. Здесь важной задачей является оценка потребной точности результатов и имеющейся точности исходных данных, согласование их как между собой, так и с точностью используемой модели;

Общие требования к модели

• универсальность , то есть применимость модели к анализу ряда однотипных систем в одном или нескольких режимах функционирования. Это позволяет расширить область применимости модели для решения большего круга задач;

Общие требования к модели

• целесообразная экономичность , то есть точность получаемых результатов и общность решения задачи должны увязываться с затратами на моделирование. И удачный выбор модели, как показывает практика, — результат компромисса между отпущенными ресурсами и особенностями используемой модели;

Общие требования к модел и

  Поэтому важно помнить о следующем:

• точность результатов расчетов и экспериментальных исследований модели не может превысить точности исходных данных, используемых приборов,  измерительных инструментов  и т. п.;
• вид выбираемой модели должен согласовываться с точностью исходных данных и потребной точностью результатов;
• желаемая точность результатов должна соответствовать нуждам и реалиям практики.

Виды моделей

• Натурные модели подразделяют на:
• Физические . Ими являются реальные изделия, образцы, экспериментальные и натурные модели, когда между параметрами системы и модели одинаковой физической природы существует однозначное соответствие. Выбор размеров таких моделей ведётся с соблюдением  теории подобия .
• Физические модели подразделяются на объёмные (модели и макеты) и плоские (тремплеты):

Моделирование

• Цель моделирования —показывает, для чего необходимо создать модель.
• — Анализ объекта подразумевает четкое выделение моделируемого объекта и его основных свойств.
• — Одним из основных действий при построении информационной модели является сбор различной информации об объекте.
• — Когда мы определились с объектом и содержанием данных, необходимых для построения информационной модели, а так же определили все связи между компонентами объекта, можно представить информационную модель в  знаковой форме.

Этапы моделирования

• 1 Этап.
• Постановка задачи.
• - описание задачи,
• - цель моделирования,
• - анализ объекта.
• 2 Этап.
• Разработка модели.
• -  Информационная модель .
• - Математическая (знаковая) модель
• - Компьютерная модель.

Этапы моделирования

• 3 Этап.
• Компьютерный эксперимент
• - план моделирования,
• - технологии моделирования.
• 4 Этап .
• Анализ результата моделирования.
• - результаты соответствуют цели,
• - результаты не соответствуют цели.
• Описание задачи