ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ОСВОЕНИИ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И В ОБРАЗОВАНИИ
Необходимость в исследовании математических моделей возникает, когда объект (явление) недоступен для изучения ввиду его опасности, отдален во времени и в прострaнcтве от исследователя, а также, когда экспериментальные исследования сопряжены с большими материальными потерями и непредвиденными последствиями. Металлургические процессы как раз относятся к таким объектам. Наблюдается тенденция использования моделей на всех стадиях создания новых технологий и реализующих их агрегатов, а также при совершенствовании существующих процессов.
На рис.1 показаны типы моделей и направление их развития на указанных стадиях. Исследовательская модель I уровня (рис. 1) представляет собой самое простое математическое описание процесса (физического эффекта), позволяющее выполнить прогноз параметров процесса и лабораторной установки. На основе результатов экспериментальной проверки и изучения явления на установке модель I уровня развивается в модель II уровня, с помощью которой устанавливаются параметры технологии и конструкции опытно-промышленной установки. Далее в результате экспериментальных исследований на этой установке с помощью модели III уровня, полученной на основе модели II уровня, определяются параметры технологии и конструкции промышленного агрегата. На последней стадии создания системы управления технологическим процессом и агрегатом, а также разработки и уточнения технологии, обслуживания агрегата возникает необходимость в имитационной модели, автоматизированном рабочем месте технолога (АРМ инженера), и комплексе моделей для обучения, аттестации и тренинга обслуживающего персонала. Имитационные модели отличаются от исследовательских тем, что они дополнены алгоритмами управления основным физическим процессом и позволяют имитировать воздействие различных методов управления на этот процесс.
Только при таком сочетании теории и экспериментов (рис.1) возможно свести к минимуму все затраты на освоение новых технологий и агрегатов.
Неоценима роль моделей в обучении. Например, в специальных дисциплинах (для специальности 110100 - «Металлургия черных металлов») все знания, полученные при освоении естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин интегрируются в теории металлургического процесса, осуществляемого на агрегате. Однако, в теории конкретного процесса, как правило, рассматриваются закономерности отдельных сторон процесса (подпроцессов). математическая модель позволяет изучать закономерности металлургического процесса на конкретном агрегате во всей сложности. При этом нет опасности разрушения лабораторной установки или аварии на промышленном агрегате. Обучаемым предоставляется возможность в динамике наблюдать то, что происходит внутри агрегата, и управлять процессом.
Процессы построения модели и моделирования тесно связаны между собой. Иногда даже говорят, что модель возникает в результате моделирования. Моделирование проводится в соответствии с определенной методологией, представляющей собой совокупность приемов и методов, которые связаны логикой научного исследования и получения достоверных знаний об объекте. Наиболее наглядно эту логику можно представить на примере создания модели и моделирования действующего детерминированного объекта в виде цепочки этапов работы:
- объект, проблема, цель, гипотеза, предмет, метод и задачи исследования,
- Физическое описание объекта и его формализация на основе системного подхода, формулировка допущений,
- Разработка математической модели (≡ математического описания),
- Разработка численной модели (≡ алгоритмов решения),
- Разработка компьютерной модели (≡ программы),
- Тестирование алгоритмов решения,
- Проведение экспериментов, проверка адекватности и адаптация,
- Выбор исходных данных,
- Изучение объекта и определение границ достоверности модели,
- Решение задач исследования.
Рисунок 1. Схема развития и испол. моделей при создании новых технологий и реализующих их агрегатов
Количество перечисленных этапов сложилось в результате обобщения пpaктики моделирования детерминированных процессов, а также материалов, приведенных в работах [1-4].
Следует отметить, что почти на каждом этапе возможен возврат к предыдущим этапам.
На кафедре металлургических технологий Института металлургии и химии ЧГУ работает научная школа, в которой обучается более 10 аспирантов - выпускников кафедры металлургических технологий, прикладной математики и других кафедр. В этой школе с помощью студентов - дипломников и аспирантов создаются математические модели детерминированных металлургических процессов.
Разработанные модели используются при изучении процессов и совершенствовании технологии на указанных агрегатах, а также в учебном процессе на кафедре.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Яковлев Ю.Н. О математическом моделировании сталеплавильных процессов//Изв. АНСССР Металлы. 1991. №6. с. 197-201.
- Ясев А.Г. Некоторые вопросы использования математических моделей в металлургии//Сталь. 1999. №8. с. 94-97.
- Новосельцев В.Н. Математическое моделирование в век компьютеров//http://lgkb kazan.ru.
- Косарев В.А. Катасонов И.В. Современные комплексные системы обучения, тренинга и аттестации эксплуатационно-технологического персонала металлургических предприятий//Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2002. №12. с. 58-61.
Работа представлена на III общероссийскую конференцию «Новейшие технологические решения и оборудование», г. Кисловодск, 19-21 апреля 2005 г. Поступила в редакцию 24.03.2005 г.
Статья в формате PDF
102 KB...
19 09 2026 14:49:33
Статья в формате PDF 104 KB...
18 09 2026 7:47:54
Статья в формате PDF
126 KB...
17 09 2026 3:44:43
Статья в формате PDF
289 KB...
16 09 2026 6:59:52
Статья в формате PDF
220 KB...
15 09 2026 17:32:52
Статья в формате PDF
291 KB...
14 09 2026 14:23:12
Статья в формате PDF
350 KB...
13 09 2026 12:39:48
Статья в формате PDF
254 KB...
12 09 2026 23:44:57
Статья в формате PDF
240 KB...
11 09 2026 11:45:37
Статья в формате PDF
174 KB...
10 09 2026 6:23:34
Изучены ценопопуляции Pulsatilla multifida на территории Юго-Западной и Западной Якутии. Рассмотрено влияние антропогенного фактора на их состояние
...
09 09 2026 11:14:44
Статья в формате PDF
91 KB...
08 09 2026 11:32:52
Статья в формате PDF
119 KB...
06 09 2026 14:16:17
Статья в формате PDF
114 KB...
05 09 2026 11:49:25
Статья в формате PDF
118 KB...
04 09 2026 20:47:49
Статья в формате PDF
102 KB...
03 09 2026 2:49:42
Статья в формате PDF
252 KB...
02 09 2026 5:38:28
Статья в формате PDF
117 KB...
01 09 2026 6:58:38
Статья в формате PDF
109 KB...
31 08 2026 15:41:47
Статья в формате PDF
115 KB...
30 08 2026 13:46:15
Приведены результаты опыта искусственного разведения лиственницы, проведенного впервые в Центральной Якутии с целью ускорения лесообразовательного процесса в зеленой зоне с. Матта Мегино-Кангаласского района. Выявлен высокий процент приживаемости саженцев (98,3-83,5 %). Установлено, что в первые годы после посадки идет адаптация саженцев к новым условиям среды, начиная с 3-4 года после посадки дают хороший прирост в высоту.
...
29 08 2026 2:53:49
Статья в формате PDF
124 KB...
28 08 2026 22:37:52
Статья в формате PDF
103 KB...
27 08 2026 12:55:42
Статья в формате PDF
266 KB...
26 08 2026 17:53:13
Статья в формате PDF
220 KB...
25 08 2026 2:19:31
Статья в формате PDF
286 KB...
23 08 2026 15:30:58
Статья в формате PDF
110 KB...
22 08 2026 2:56:20
Статья в формате PDF
113 KB...
21 08 2026 7:17:52
Статья в формате PDF
120 KB...
20 08 2026 14:33:47
Статья в формате PDF
126 KB...
19 08 2026 9:32:39
В статье представлена оценка гепатопротекторной активности сукцинатсодержащего раствора – ремаксола у больных туберкулезом органов дыхания на фоне проводимой специфической антибактериальной полихиотерапии. Эффективность терапии оценивалась по клиническим проявлениям лекарственной гепатотоксичности, активности цитолитических ферментов и маркеров синдрома холестаза с учетом типов адаптационных реакций. Показано позитивное влияние ремаксола на проявления лекарственной гепатотоксичности и адаптационные реакции организма, указывая на активное использование пластических субстратов, свидетельствуя об усилении репаративных процессов в гепатоцитах, способствуя восстановлению cтруктуры печеночной ткани и снижению патологических типов реактивности у больных с туберкулезом органов дыхания.
...
18 08 2026 11:48:32
Анализ данных литературы свидетельствует о том, что инициирующими патогенетическими факторами развития гестоза являются недостаточность инвазии трофобласта в стенку матки и неполноценность плацентации, то есть ограничение ее поверхностной плацентарной площадкой. Последнее обусловлено генетически детерминированными факторами, в частности, аномалиями структуры интегринов, приводящими к нарушению инвазии трофобласта в децидуальную оболочку матки, в том числе в маточно-плацентарные артерии. При этом в сосудах плаценты и субплацентарной зоны сохраняются мышечные элементы, реагирующие развитием спазма и ишемии на действие вазопрессорных нервных и гумopaльных влияний.
...
17 08 2026 12:11:25
Статья в формате PDF
136 KB...
16 08 2026 16:14:42
Описаны причины развития и особенности лечения больных воспалительными заболеваниями лобных пазух в регионе Северного Кавказа по данным Ростовской ЛОР клиники и ЛОР кафедры Ставропольской Медицинской Академии. Рассмотрены направления в совершенствовании метода трепанопункции в этих клиниках.
...
15 08 2026 15:12:24
Статья в формате PDF
110 KB...
14 08 2026 6:44:23
Статья в формате PDF
121 KB...
13 08 2026 20:48:49
Статья в формате PDF
108 KB...
12 08 2026 12:41:55
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
