Моделирование как метод научного исследования

Глинский Б. А. и др. Моделирование как метод научного исследования. М, Изд-во МГУ, 1965. [c.167]

МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ [c.15]

Математическое моделирование реакторов является методом научного исследования [21 ], основанным на познании химических процессов через математическую модель. Математическое моделирование включает две основные стадии составление математической модели и ее исследование. [c.10]

Моделирование — это исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей использование моделей для определения и уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов. Моделирование — одна из основных категорий теории познания на идее моделирования, по существу, базируется любой метод научного исследования — как теоретический, так и экспериментальный. [c.16]

В последние десятилетия использование моделей в качестве объектов исследования и изучения явлений, процессов и конструкций стало распространенным явлением в науке и технике. В связи с этим в литературе, посвященной обобщению вопросов моделирования и изучению моделирования как метода научного исследования, отмечается, что вероятно, нет такой области человеческого знания, в которой в той или иной степени не использовалась бы или, по крайней мере, не могла быть использована процедура моделирования. Науки, в которых обращение к модельному исследованию стало систематическим, нормой, не полагаются больше на интуицию исследователя и разрабатывают специальные теории, выясняющие закономерности отношения между оригиналом и моделью [3]. [c.12]

Моделирование - одно из фундаментальных понятий теории информации, на которой базируется любой метод научного исследования (познания). Теория информации в свою очередь является составной частью кибернетики - науки, изучающей математическими методами способы измерения количества информации, ее передачи и переработки с целью оптимального управления [39]. [c.31]

В целом математическое моделирование как метод научного исследования дает возможность, с одной стороны, переходить в отдельных случаях непосредственно от результатов исследования на лабораторных и пилотных установках к проектированию промышленных реакторов, минуя опытные и полу опытные установки, а с другой — значительно сокращает время исследования. [c.14]

Будем использовать классический подход (инженера или математика) к решению проблемы моделирования, который заключается в том, чтобы сформулировать исходную задачу, описывающую физический процесс и затем постараться ввести необходимое количество упрощающих предположений для формулировки ново задачи, которая поддается решению теми или иными средствами. Под моделью будем понимать образ, описание объекта исследования, отражение его характеристик. Моделирование — метод исследования, научного познания объектов разной природы при помощи моделей. [c.371]

Метод математического моделирования позволяет сократить сроки внедрения в промышленность научных исследований, подученных в лабораторных масштабах, до одного-двух лет. [c.437]

Впервые моделирование как метод научного познания был использован в аэро- и гидродинамике. Была развита теория подобия, позволяющая переносить результаты экспериментов, получаемых на установках небольшого масштаба (моделях), на реальные объекты большого масштаба. Основой таких исследований является физическое моделирование, при котором природа модели и исследуемого объекта одна и та же. Физическое моделирование и теория подобия нашли широкое применение в химической технологии при исследовании тепловых и диффузионных процессов. Были сделаны попытки использовать теорию подобия и для химических процессов и реакторов. Однако ее применение здесь оказалось весьма ограниченным из-за несовместимости условий подобия для химических и физических составляющих процесса в реакторах разного масштаба. Например, степень превращения реагентов зависит от времени пребывания их в реакторе, равного отношению размера к скорости потока. Условия тепло- и массопереноса, как следует из теории подобия, зависит от критерия Рейнольдса, пропорционального произведению размера на скорость. Сделать одинаковыми в аппаратах разного масштаба и отношение, и произведение двух величин невозможно. Вклад химических и физических составляющих реакционного процесса и их взаимовлияние и, следовательно, влияние их на результаты процесса в целом зависят от масштаба. В аппарате небольшого размера выделяющаяся теплота легко теряется и слабо влияет на скорость превращения. В аппарате большого размера выделяющаяся теплота легче запирается в реакторе, существенно влияет на поле температур и, следовательно, на скорость и результаты протекания ре- [c.30]

Рассматривая проблему моделирования в научном исследовании, мы приходим к выделению различных типов моделей Как мы уже отмечали, для нас будут представлять интерес лишь идеальные моде.лп. Конечно, в естествознании, и, в частности, в квантовой химии, применяются и материальные модели, т. е. различные вещества, тела и вообще реальные объекты, выбранные или сконструированные для исследовательских целей. В квантовой химии, например, некоторые хорошо изученные вещества используются для апробирования новых расчетных методов. Однако материальное моделирование свойственно [c.91]

Модель — средство отображения, воспроизведения действительности, образ объективного мира. Несмотря на субъективное использование метода моделирования как средства научного исследования, оно в своей основе является объективным методом познания, ибо базируется на объективных законах развития природы и общества. [c.3]

На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования как теоретический, так и экспериментальный. [c.164]

При решении теоретических задач научных исследований в ходе выполнения научно-исследовательской работы (НИР) использовались методы системного анализа, математического моделирования аппарат логических, имитационных моделей, нечетких множеств, теории вероятностей и математической статистики, прогнозирования (экстраполяции, интерполяции, теории принятия решений. [c.33]

Таким образом, наиболее продуктивным методом гидравлических исследований является комбинированный метод, представляющий собой целесообразное сочетание теории с экспериментом. Научной основой гидравлического эксперимента служит теория моделирования, базирующаяся на законах гидродинамического подобия. [c.4]

Для отражения последовательности соединения атомов, направления а-связей, валентных углов, структурных изомеров используют шаростержневые модели, для моделирования бокового перекрывания электронных облаков при тс-связи, пространственной изомерии — плоскостные модели из картона. Широко применяются в школе пластилиновые модели (их иногда еще называют масштабными) — очень простые и доступные в изготовлении. Моделирование химических процессов осуществляется средствами мультипликации в учебных кинофильмах и т. д. Моделирование широко используется в научных исследованиях при проектировании органического синтеза, анализе органических веществ, и это лишний раз доказывает, что в химии методы обучения отражают с определенным приближением методы химической науки. [c.250]

Уровень обоснованности решений непосредственно связан с методологией их принятия. Здесь также можно выделить этапы интуитивные решения, нормативно обусловленные и, наконец, решения, подтверждаемые применением методов математического моделирования. Степень обоснованности решений на каждом этапе возрастает. Интуитивное принятие решений основывалась, прежде всего, на практическом опыте специалистов. Этап нормативно обусловленных решений характерен для того уровня, когда удается обобщить выводы фундаментальных и прикладных научных исследований, а также опыт отдельных специалистов в форме разного рода нормативных документов (нормы, правила, методические указания, методики, макеты, пособия и рекомендации). При реализации формализованной методологии большинство действий по выработке решений осуществляется согласно системе строго очерченных процедур, в основе которых лежит математическое моделирование. [c.28]

Современное развитие науки и техники отличается практической направленностью исследований, ориентацией на создание технологий комплексного использования сырья и побочных продуктов, применение малоотходных или безотходных технологических процессов, интенсивной технологии. Решение поставленных задач невозможно без повышения эффективности использования научного потенциала на основе широкого внедрения средств вычислительной техники, метода математического моделирования и методологии системного анализа. [c.3]

Основное направление научных исследований — химия экстремальных состояний. Создал (1959) теоретические основы плазмохимии. Разработал (1965) методы расчета параметров принудительной закалки продуктов реакции в плазменной струе и способы управления химическими процессами в низкотемпературной плазме. Предложил способы оптимизации процессов получения в плазменной струе ацетилена из метана, олефинов из низкооктановых бензинов, формальдегида из метана, окислов азота из азот-кислородных смесей. Создал (1969) методы математического моделирования явлений физической и химической кинетики. Развил (1967—1970) основные положения неравновесной химической кинетики, механизмов неравновесных реакций и исследовал их применение. Разработал (1976—1979) теорию и экспериментально исследовал закономерности химических реакций в турбулентных потоках газа и плазмы. [c.399]

В настоящее время мощным средством повышения эффективности научных исследований при решении задач расчета, анализа, -оптимизации и прогнозирования химико-технологических процессов стал метод математического моделирования [1]. При наличии полной информации о механизме процесса (термодинамике, кинетике, гидродинамике) составляют детерминированную математическую модель, представляющую собой систему дифференциальных уравнений обыкновенных или в частных производных. Для определения неизвестных констант, входящих в систему дифференциальных уравнений и проверки адекватности математической модели процесса, проводится эксперимент. [c.5]

О понятии модели см. И. С. Алексеев. Об онтологическом статусе моделей.— Философские вопросы физики . Тарту, 1974 Л. Баженов, Б. Бирюков, В. Штофф. МоделироваБше.— Философская энциклопедия , т. 1П В. Глинский, В. Грязное, Е. Никитин и другие. Моделирование как метод научного исследования. М., 1965 А. А. Зиновьев, И. И. Реваин. Логическая модель как средство научного исследования.— Вопросы философии , 1960, № 1 [c.19]

В качестве методического и математического инструментария для моделирования экспертизы и автоматизации принятия решений целесообразно использовать также методы теории исследования операций — нового научно-10 направлен 1я, занимающегося применением математических, количественных. методов для обоснования решений во [c.202]

Физическое моделирование позволяет заменить изучение реального объекта исследованием характеристик уменьшенной, механически подобной модели с последующим переходом от параметров модели к соответствующим параметрам биологического объекта или конструкции. Теория подобия составляет научную основу физического моделирования. Методы теории подобия позволяют перейти от исходных физических величин к некоторым обобщенным переменным — критериям подобия. Этим достигается уменьшение количества физических параметров, описывающих явление, и большая общность получаемых результатов. [c.9]

После изучения этого курса студентам необходимо твердо знать общие принципы автоматизации научных исследований в биотехнологии, автоматического регулирования, их физический смысл уметь применять полученные знания для решения практических задач по определению оптимальных параметров биотехнологических процессов и компьютерному анализу микробных популяций. Применение метода моделирования отнюдь не сводится к использованию стандартных математических приемов, расчетных формул и т. д., а в больщей степени является искусством и служит для изучения биотехнологических процессов с помощью точных количественных методов, для выяснения фундаментальных принципов организации и функционирования изучаемых систем. [c.108]

В общем случае под моделированием понимается замещение исследуемого объекта О (оригинала) моделью М с целью исследования свойств О при помощи М. Моделирование является универсальным методом научного познания, в том числе оно играет исключительно важную роль в теплофизике и теплотехнике. [c.8]

Как научное направление, моделирование процессов нефтепереработки и нефтехимии развивается и совершенствуется, подобно самим процессам. Открываются интересные проблемы для научных работников в создании новых методов исследования, совершенствовании структур математических описаний, алгоритмов расчетов. Так, становится очевидной ограниченность области применения детерминированных описаний, однако не развиты методы создания вероятностных описаний, учитывающих физикохимические закономерности. [c.376]

Все сказанное справедливо для любого химико-технологического процесса, но наиболее существенно для крупнотоннажных производств нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности — одной из наиболее важных отраслей народного хозяйства. Применение научных методов разработки, внедрения и осуществления этих процессов позволяет получить падежные данные, сократить срок разработки и исследования, уменьшить число стадий (опытных установок) при реализации лабораторного процесса, наиболее эффективно проектировать промышленные установки, вести промышленный процесс в оптимальных условиях, т. е. на каждом этапе достигать существенной экономии времени и средств. Понятно поэтому, что умение пользоваться современными методами исследования и моделирования необходимо и научному работнику, разрабатывающему процесс, и инженеру, проектирующему или эксплуатирующему его. [c.9]

Таким образом, изучение процесса не в сложной совокупности, а по частям — основное требование построения математической модели, позволяющее применять метод математического моделирования, что особенно важно при организации исследований и решении научно-технических задач по созданию производств нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Именно такой подход дает возможность сокращать сроки разработок и улучшать их качество. [c.464]

Существенное значение имеет поэтому изучение влияния различных факторов на перемешивание газа с воздухом. Такие исследования проводились в разных странах в основном не на промышленных установках, а на их уменьшенных моде.лях. Моделирование (исследования на уменьшенных моделях), основанное на теории подобия, с начала 30-х годов и по настоящее время — наиболее распространенный метод научного исследования и обобщения экспериментальных данных. Метод моделирования, разработанный в нашей стране М. В. Кирпичевым, М. А. Михеевым, А. А. Гухманом и др., не только позволяет быстрее и дешевле получить результат, по, что очень важно, дает возможность в эксперименте проверять влияние каждого иараметра в отдельности, что на натурной установке, как правило, осуществить трудно. [c.15]

Далее развитие идет по двум руслам теоретическая и экспериментальная части научного исследования. Являющееся предметом рассмотрения экспериментальное исследование проводится либо как наблюдения в естественных условиях, либо как исследования методами физического моделирования. При использовании методов моделирования значительную роль играет планирование эксперимента. Задача планирования эксперимента состоит в организации изменений условий (активных воздействий на исследуемое явление) эксйеримента таким образом, чтобы кратчайшим путем и в достаточном количестве получить информа- [c.52]

Развитие классической аналитической химии шло в направлении разработки новых органических реагентов для селективного обнаружения и количественного определения элементов, совершенствования методик анализа и внедрения математических методов обработки результатов анализа. Начиная с середины прошлого века, сначала для целей идентификации, а затем и для количественных определений в аналитической химии стали использовать инструментальные методы анализа, обладающие преимуществами в чувствительности, скорости и точности выполнения анализа, необходимые в научных исследованиях и производственном контроле. Развитие инструментальных методов привело к появлению новых направлений (например, аналитическая биохимия, хроматография, радиоаналитическая химия и т. п.). В эпоху научно-технической революции появление принципиально новой методологии — моделирования, алгоритмизации, системного подхода — привело к перестройке и в аналитической химии, которую теперь квалифицируют как науку, занимающуюся получением информации о химическом составе вещественных систем. Полная химическая информация о качественном и количественном составе, получаемая в максимально короткие сроки на минимальном количестве исследуемого объекта, требуется практически во всех отраслях науки, техники и промышленности. Это стало возможным в результате развития в XX в. компьютерной техники и автоматизации производства. [c.6]

Проектирование, эксплуатация, научные исследования в настоящее время невозможны без применения вычислительной техники. В связи с этим на кафедре ведутся интенсивные работы по алгоритмизации расчетов, математическому моделированию химических процессов и разработке программ задач теории эксперимента, интенсификации процессов химической технологии (доц. А. Г. Бондарь, ст. преп. О. Т. Попович, инж. Р. М. Колесникова). В результате проведенной работы даны рекомендации по применению методов вычислительной математики и вычислительной техники для решения типовых задач, встречающихся при проектировании, исследованиях и управлении. Результаты разработок изложены в учебном пособии (Б. А. Жидков и А. Г. Бондарь Алгоритмизация расчетов в химической технологии под редакцией проф. А. С. Плыгунова). [c.129]

АВТОМАТИЗЙРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ в химии и химической технологии (АСНИ), системы, в к-рых для повышения эффективности научных исследований ряд процедур получения, анализа, передачи и накопления информации, связанных с использованием в ходе изысканий метода мат. моделирования, формализован и выполняется автоматизированно. Задачи, к-рые можно решать с помощью АСНИ 1) сократить сроки исследований, 2) повысить точность моделей и получить качественно новую информацию, 3) повысить эффективность использования оборудования, 4) сократить вспомогат. персонал изыскательских групп. [c.26]

Для решения своих задач Н. комплексно использует методы и достижения орг. и физ. химии, математики, теплотехники, кибернетики н др. наук. В связи с четко выраженной прикладной направленностью исследований при разработке нефтехим. процессов широко практикуется моделирование и проверка их на опытных установках разл. масштаба (см. Масштабный переход). Научные исследования в Н. развиваются по след. осн. направлениям изучение хнм. состава нефтей, взаимопревращения углеводородов нефти, синтез функцион. производных углеводородов из нефтвгаого и газового сырья. [c.229]

Впервые систематизируются научные исследования в области макроскопической модели протекания быстрых процессов олиго- и полимеризации изобутилена. Обсуждаются диффузионная, гидродинамическая и зонная модели. Рассмотрено математическое моделирование процесса полимеризации изобутилена как быстрой химической реакции. Раскрыты основные принципиально новые, в большей мере не имеющие аналогов, закономерности процесса и выявлены три макроскопических типа протекания реакции, прежде всего факельного и квазиидеального вытеснения в турбулентных потоках ( плоский фронт реакции). Рассмотрен нетрадиционный подход к оценке кинетических констант реакции полимеризации изобутилена Кр и К . Детально проанализированы методы регулирования основных молекулярно-массовых характеристик полиизобутилена благодаря изменениям различных факторов в первую очередь не имеющих аналогов в режиме квазиидеального вытеснения в турбулентных потоках, где выявлен ряд критических параметров. Рассмотрено влияние теплосъема как внешнего, так и внутреннего (за счет кипения мономера и/или растворителя). Детальный анализ теплового режима реакции полимеризации изобутилена и его влияния на молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение полимера позволили предложить новый метод оценки молекулярно-массовых характеристик с использованием зонной модели. На базе этой модели разработаны принципы регулирования молекулярных масс и молекулярно-массового распределения полиизобутилена в зависимости от числа зон подачи катализатора и его количества, подаваемого в каждую зону. [c.378]

Основные научные исследования относятся к кинетике и математическому моделированию каталитических процессов, созданию теоретических основ химической технологии. Совместно с Г. К. Бореско-вым впервые разработал (1961) принципы математического моделирования каталитических процессов для проектирования и оптимизации промышленных реакторов. Развил (1960—1970) теорию математического моделирования со специфическими понятиями и методами решения проблем масштабного перехода, в частности обосновал (1969—1971) метод многоуровне вых моделей. Разработал матема тическую модель процесса окисли тельного дегидрирования бутиле нов. Предложил ряд усовершен ствований реакторов с псевдоожи женпым слоем катализатора. Осу [c.466]

Произ-во приборов и средств автоматизации связано с использованием достижений науки и со,зданием средств для научных исследований, необходимых для повышения произподительпости инженерного труда, внедрения в практику исследования и конструирования методов математич. моделирования, позволяющих углублять и убыстрять исследования, повышать надежность и долговечность машин и механизмов. Принципы, на к-рых основывается действие приборов и средств автоматизации, все время расширяются. Механич. контактные. методы и средства измерения заменяются бескон-тактны. н1, с применением быстродействующих электронных преобразователей. В технике измерения широко используются ультразвук, радиоактивность, токи высокой частоты, спектрометрия и т. д. [c.309]

Известно, что требованиям, изложенным в государственных стандартах России и предъявляемым в России к результатам научных исследований, удовлетворяют только оценки, найденные применением метода математического моделирования. Однако, несмотря на очевидность требований, изложенных в государственных стандартах, метод математического моделирования до сих пор не применялся для решения задач оценки наркоситуации в России. Больше того, не существует специализированных учебных пособий, позволяющих государственному чиновнику научиться пользоваться результатами адекватных и научно обоснованных оценок наркоситуащш. [c.157]

Перепеличенко В.Ф., Еникеева М.И. Моделирование трехфазного потока через трехмерную пористую среду методом Монте-Карло. -В кн. Компьютеризация научных исследований [c.56]