Реферат Моделирование физических процессов и явлений - цели, методы и подходы.

ФБГОУВПО «Мордовский Государственный педагогический институт им. М.Е.Евсевьева»

Физико-математический факультет

Кафедра информатики и методики обучения информатики

Реферат

На тему: «Моделирование физических процессов и явлений - цели, методы и подходы.»

Выполнил: студент  группы МДФ-112

физико-математического факультета

Шаповалов Ю.А.

Проверила: Кормилицына Татьяна    Владимировна.

Саранск 2016

Введение

Характеризуются понятия "модель", "моделирование", "проблема принятия решений". Для того чтобы пояснить причины, вызвавшие необходимость возникновения различных методов моделирования систем, сферы их применения и принципы выбора для моделирования конкретных систем и процессов, в данной работе приводятся сведения о причинах возникновения теории систем и других междисциплинарных направлений, обосновывается необходимость разработки и применения различных методов моделирования. Приводится обзор подходов к моделированию систем, классификаций методов моделирования систем и процессов. Предлагается классификация моделей.

Понятие о модели и моделировании

Термин "моделирование" первоначально был введен для исследования проблем, которые не удавалось сразу решить теоретическим или экспериментальным методом:

"Моделирование" — исследование физических процессов на моделях. В простейшем случае модель воспроизводит изучаемое явление (оригинал) с сохранением его физической природы и геометрического подобия, а отличается от оригинала лишь тем (размерами, скоростью течения исследуемых явлений и иногда материалом), что приводит к изменению... параметров".

Для реализации идеи моделирования развивалась "теория подобия, изучающая условия подобия физических явлений... опирается на учение о размерности физических величин". При этом вводили ряд видов подобия: геометрическое (подобие геометрических фигур), механическое (характеризующее однотипные механические системы или явления, такие как потоки жидкости или газа, упругие системы и т.п.), тепловое (для тепловых процессов при одинаковости температурных полей и тепловых потоков), матричное (подобие матриц при задании их матрицами линейного преобразования). В последующем были введены термины физического (обобщающего механическое, тепловое и т.п. виды подобия) и его разновидностей — кинематического и динамического; химического, физико-химического и математического подобия.

Основой теории подобия является установление подобия критериев различных физических явлений и изучение с помощью этих критериев свойств самих явлений. Сходства в сходственные моменты времени в сходственных точках пространства значений переменных величин, параметров (которые при некотором принципиальном сходстве устанавливаются для различных видов подобия с учетом их специфики), характеризующих состояние одной системы, пропорциональны соответствующим величинам (параметрам) другой системы. Коэффициент пропорциональности для каждой из величин называется коэффициентом подобия.

 

Понятие физического моделирования

Физическое моделирование - вид моделирования, который состоит в замене изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу.

К физическому моделированию прибегают не только по экономическим 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моделирование как средство экспериментального исследования

Под экспериментом понимается «вид деятельности, предпринимаемой в целях научного познания, открытия объективных закономерностей и состоящий в воздействии на изучаемый объект (процесс) посредством специальных инструментов и приборов»

Для модельного эксперимента характерны следующие основные операции:

·        пеpеход от натуpального объекта к модели - постpоение модели (моделиpование в собственном смысле слова).

·        экспеpиментальное исследование модели.

·        пеpеход от модели к натуpальному объекту, состоящий в пеpенесении pезультатов, полученных пpи исследовании, на этот объект.

Три уровня абстракции, на которых может осуществляться моделирование:

·        уровня потенциальной осуществимости (когда упомянутый перенос предполагает отвлечение от ограниченности познавательно-практической деятельности человека в пространстве и времени);

·        уровня «реальной» осуществимости (когда этот перенос рассматривается как реально осуществимый процесс, хотя, быть может, лишь в некоторый будущий период человеческой практики);

·         уровня практической целесообразности (когда этот перенос не только осуществим, но и желателен для достижения некоторых конкретных познавательных или практических задач).

В модели реализованы двоякого рода знания:

·        знание самой модели (ее структуры, процессов, функций) как системы, созданной с целью воспроизведения некоторого объекта.

·           теоретические знания, посредством которых модель была построена.

Заключение

      Моделирование — не только одно из средств отображения явлений и процессов реального мира, но и — несмотря на описанную выше его относительность — объективный практический критерий проверки истинности наших знаний, осуществляемой непосредственно или с помощью установления их отношения с другой теорией, выступающей в качестве модели, адекватность которой считается практически обоснованной.

Список использованных источников

1. Википедия [Электронный ресурс]: свободная энциклопедия, которую может редактировать каждый. Издается с 15 января 2001 года. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0— Загл. с экрана.

2. Картинки Google [Электронный ресурс]: бесплатные картинки по разным темам. - Режим доступа: www.google.com/imghp?hl=ru — Загл. с экрана.

3. Studme.org [Электронный ресурс]: бесплатный обучающий форум. - Режим доступа:http://studme.org/1056121724997/menedzhment/ponyatie_modelirovanii_sistem_klassifikatsii_podhodov_metodov_modelirovaniya.