Математические модели модули

Вид символической математической модели модуля [c.58]

Основу технологического проектирования в САПР составляют математические модели (модули), которые позволяют не только создавать систему, но и повышают эффективность труда проектировщиков. Модульный принцип построения математических моделей (подсистем) позволяет использовать типовые решения на отдельных этапах проектирования, строить разветвленные и гибкие вычислительные схемы. Однако, несмотря на очевидные преимущества, применение типовых модулей многоразового использования может сдерживать творческую инициативу в плане разработки оригинальных проектов. Поэтому необходимо иметь оптимальное сочетание между типовым и оригинальным проектированием, что наиболее удобно реализуется в диалоговом режиме работы проектировщика с ЭВМ. [c.42]

Модули расчета технологических операторов выполняют расчет параметров выходных потоков по заданным параметрам входных потоков. Имитацию отказов и неполадок предложено осуществлять в зависимости от их характера сочетанием двух способов изменением параметров математических моделей модулей и изменением структуры связей между модулями. Для осуществления первого способа в математические модели модулей вводятся до- [c.363]

Применение типовых математических моделей (модулей) в проектировании позволяет не только создать стройную структурированную систему автоматизированного проектирования, заложить возможности изменения отдельных элементов или целых комплексов этой системы (замена новыми, расширение), не нарушая ее цельности и функционирования, но и повышает эффективность разработчиков таких систем, упрощает взаимосвязь проектировщика с ЭВМ в процессе решения различных задач. [c.50]

Блок математических моделей типовых технологических операторов или модулей [c.55]

На стадии синтеза альтер-нативного варианта ХТС, когда требуемая точность математической модели каждого отдельного элемента пока неизвестна, при моделировании ХТС целесообразно использовать простые модули и получить приближенное представление о процессах функционирования системы. Математические модели простых модулей представляют собой системы линейных уравнений с коэффициентами в виде к. п. д. или коэффициентов функциональных связей аппаратов (элементов) ХТС [c.58]

Иногда физико-химические данные о технологических процессах настолько неточны, что создание точных модулей вообще не имеет смысла. Модули, которые часто используются при проектировании различных ХТС, должны быть построены таким образом, чтобы для вычислительных операций при их расчете требовалась минимальное машинное время. Для этой цели необходимо использовать алгоритмы оптимизации стратегии решения символических математических моделей ХТС, основанные на применении двудольных информационных графов. [c.60]

Исходной базой для разработки модулей любых иерархических уровней точности и общности, соответствующих различным элементам ХТС, при автоматизированном проектировании химических производств являются математические модели типовых, технологических процессов. Если известна математическая модель типового процесса, то для получения соответствующих модулей нео б-ходимо эквивалентно преобразовать данные уравнения математического описания в виде некоторой матрицы преобразования Или нелинейной операторной формы, используя методы линеаризации и теории приближения функций. Однако для этой цели в настоящее время наиболее широко применяют методы планирования эксперимента на СЛОЖНОЙ математической модели элемента ХТС, а также методы аппроксимации непрерывных процессов с распределенными параметрами дискретными процессами с сосредоточенными параметрами. [c.63]

Для разработки модулей операторов смешения 1), химического превращения (2) и разделения (РК) (3) использованы математические модели типовых процессов химической технологии, подробно рассмотренные в 4 данной главы. [c.102]

В качестве модуля для оператора химического превращения (2) использована математическая модель реактора идеального смешения (ИС) в стационарном режиме при постоянном объеме реагирующей смеси, представляющая собой систему нелинейных алгебраических уравнений следующего вида [c.102]

Модуль расчета технологического оператора (ХТП) программно реализует в ЦВМ операцию переработки информации о переменных и параметрах процесса в соответствии с алгоритмом решения системы уравнений его математической модели [4, 167]. [c.141]

Ранее отмечалось (см. гл. 4), что основу САПР составляют математические модели элементов, составляющих технологическую схему. Модели могут быть различными по точности, математическому описанию и способу представления. Это либо модели, основанные на уравнениях баланса и фундаментальных закономерностях процессов, либо соответствующие их аппроксимации в виде некоторого приближения. Очевидно, при проектировании желательно иметь модели, обладающие прогнозирующими свойствами (допускающими экстраполирование основных характеристик процесса). Такие модели достаточно сложны, и при их разработке широко используется модульный принцип (на основе различных способов доказательного программирования). Предметная область (или знания об отдельных процессах) обычно включает несколько важных аспектов, которые могут быть описаны различными способами и с различной точностью. Поэтому и модели отдельных процессов могут содержать набор модулей, соответствующих различным уровням иерархии описания процесса. Ясно, что такой набор модулей должен быть некоторым образом упорядочен. Положительным мо- [c.284]

Модуль 1 (противоток). Символическая математическая модель противоточного теплообменника, в котором не происходят изменения агрегатного состояния, может быть представлена совокупностью следующих уравнений (рис. 11.2). [c.593]

Подпрограмма математических моделей элементов ХТС строится по модульному принципу, сущность которого заключается в следующем. Математическую модель каждого элемента получают в виде совокупности математических моделей типовых технологических операторов, называемых в дальнейшем модулями (см. также стр. 82). Модуль — это модель типового технологического оператора, представленная в форме матрицы преобразования (111,24) или нелинейного выражения (1,2). [c.327]

Как правило, один элемент ХТС может быть описан совокупностью нескольких модулей. Так, многослойный контактный реактор при моделировании ХТС производства серной кислоты представляется математической моделью в виде совокупности нескольких модулей химического превращения, нагрева и смешения — разделения. [c.327]

Какие именно модули выбираются для моделирования отдельных элементов, зависит от поставленных целей исследования системы, глубины понимания физико-химических основ технологических процессов и точности исходных данных. Основой для разработки подпрограммы математических моделей элементов ХТС по модульному принципу является библиотека стандартных программ математических моделей типовых технологических операторов и операторная схема системы. [c.327]

Требуемая точность математической модели для каждого элемента не может быть известна на начальной стадии моделирования, поэтому разумно начинать исследование с простых модулей и получать приближенное решение. Разработка более точных модулей, необходимых для отдельных элементов, зависит от имеющихся исходных данных, окончательной цели изучения ХТС и частоты использования (степени применимости) модуля при моделировании различных систем. Иногда физико-химические данные настолько неточны, что точные модули вообще не имеют смысла. [c.328]

Так как цель моделирования — предсказать процесс функционирования ХТС, то нужно, чтобы модули имели возможность коррекции и экстраполяции к новым условиям. Такую возможность дают модули, построенные на основе изучения физикохимических закономерностей технологического процесса. Чем выше требуемая точность моделирования, тем чаще необходимо обращаться к фундаментальным математическим моделям типовых процессов химической технологии. [c.328]

Основная исполнительная подпрограмма специальных программ моделирования ХТС — это совокупность нескольких стандартных подпрограмм, которые контролируют выполнение всех операций моделирования и оптимизации системы осуществляют декомпозицию ХТС на строго соподчиненные подсистемы определяют оптимальный порядок расчета элементов в многоконтурных ХТС с минимальным числом нараметров особых технологических потоков устанавливают оптимальный порядок расчета уравнений, образующих математическое описание модулей. Для разработки основных исполнительных подпрограмм применяют алгоритмы оптимизации стратегии исследования ХТС на основе топологических моделей, подробно рассмотренные в главе V. [c.328]

Итак, наряду с методом формализации ФХС в виде математической модели (1-2) вводится эквивалентное формальное представление ФХС в виде отображения (1-3), несущее в себе информацию о способе решения уравнений математической модели (1-2). Определенное таким образом отображение (1-3) мы будем называть модулем ФХС. [c.21]

Формализация и автоматизация процедуры построения математической модели ФХС. Из сказанного ясно, что эффективность процесса моделирования и последующего использования математической модели для решения задач оптимизации, построения модулей, анализа и синтеза химико-технологических систем в значительной мере обусловлена тем, насколько удачно учтены все перечисленные выше аспекты математического моделирования. Это в свою очередь во многом зависит от опыта, интуиции и степени квалификации исследователя, т. е. от того, что составляет субъективный фактор процесса моделирования. Удельный вес субъективного фактора при построении модели можно существенно уменьшить созданием специальной системы формализации и автоматизации процедур синтеза математических моделей. При этом вычислительная техника может и должна активно использоваться не только для решения уже готовых систем уравнений, но и на стадии формирования математического описания объекта. Такой [c.203]

Для моделирования технологической схемы на ЭВМ нужно перейти к ее формализованному математическому описанию. В случае модульного подхода к расчету таким описанием будет расчетная блок-схема и ориентированный граф (рис. 12). Узлы графа представляют модули расчета математических моделей аппаратов, дуги — направления передачи информации от модуля к модулю. [c.75]

Рис, 1. Блок-схема математической модели аппаратурно - процессного модуля [c.46]

Между отдельными элементами БТС имеется функциональная взаимосвязь. Элементы взаимодействуют между собой и с окружающей средой в виде материального, энергетического и информационного обмена. На уровне элементов БТС реализуются типовые процессы преобразования вещества и энергии, например, механические в смесителях, биохимические в биореакторах, тепловые в теплообменниках, стерилизаторах и т. д. В соответствии со стратегией системного анализа на уровне отдельных элементов схемы ставится задача получения функционального оператора или модуля, представляющего собой математическую модель типового технологического процесса. В зависимости от функциональной сложности технологического элемента для его описания могут быть использованы один или несколько типовых операторов, приведенных на рис. 1.9. [c.18]

Представленные уравнения формируют модуль (блок) математической модели биореактора. На рис. 4.16 рассмотрена общая блочная схема стратегии оптимального расчета биореактора применительно к рассмотренному колонному аппарату. Алгоритм оптимального расчета реализован на ЭВМ СМ-4 и включает следующую последовательность вычислений [c.215]

В качестве критерия оценки адекватности был использован модуль относительной ошибки воспроизведения на модели указанных параметров по отношению к их экспериментальным значениям. Данные экспериментального исследования стационарных режимов приведены в табл. 4.12. В табл. 4.13 представлены расчетные значения погрешностей воспроизведения технологических параметров при реализации математической модели статики конденсатора. Анализ приведенных данных показывает, что из 27 экспериментальных точек, относительная ошибка воспроизведения значения коэффициента теплопередачи лишь для одного стационарного состояния превосходит 10%, [c.185]

Реализация такого подхода требует разработки специализированной системы математического обеспечения интеллектуального уровня, которую можно назвать автоматизированной системой построения математической модели ХТП (АСПММ) или модуля ХТП (АСПМ). [c.219]

Таким образом, система одномерных дифференциальных уравнений (4.73), дополненная граничным условием и обобщенными уравнениями для расчета массопереноса внутри мембраны Л,=Л (Г, Р, r) и массообмена в напорном канале Sh = = Sho4 (Rev, Gz, Ra ), образует математическую модель процесса разделения. Обычно заданы состав питающей смеси i = m(x = 0), необходимый состав проникшего потока Ср на выходе из мембранного модуля, коэффициент или степень извлечения целевого компонента. В зависимости от цели расчета определяется производительность по целевому компоненту или необходимая площадь поверхности мембраны. Давление, температура и скорость газа в входном сечении напорного канала II давление в дренажном канале являются параметрами, значение которых можно варьировать для поиска оптимального решения. Подробнее эти вопросы будут освещены далее в главе V, здесь же ограничимся только схемой расчета массообмена в отдельном мембранном элементе, полагая параметры исходной смеси и давление в дренаже известными. [c.153]

Для стадии, имеющей наибольитую относительную частоту, формируют аппаратурный модуль, руководствуясь общими принципами инженерно-аппаратурного оформления технологического процесса. Например, для стадии химического синтеза определяющими выбор аппаратурного оформления признаками являются агрегатные состояния исходных реагентов и продуктов реакции, значения режимных параметров процесса (температуры, давления), физико-химические свойства среды, выделение газофазных продуктов реакции и т. п. В отсутствие или при невозможности сформировать математические модели эта информация является определяющей при выборе типов основного и вспомогательного оборудования. [c.227]

Для математического моделирования ХТС используют специальные программы ц и ф р о в о г о м о д е л и р о в а н и я (СПЦМ), построенные по блочному илн декомпозиционному принципу. Обобщенная функциональная схема СПЦМ ХТС состоит из следующих блоко.в (рис. П-7) 1—блок ввода исходной информации 2 —блок математических моделей типовых технологических операторов или модулей 3 —блок определения параметров физико-химических свойств технологачесних потоков и характеристик фазового равновесия 4 —блок основной исполнительной программы 5 —блок обеспечения сходимости вычислительных операций 6 — блок оптимизации и расчета характеристик чувствительности ХТС к изменению пара-метров элементов (технологических операторов) системы 7 — блок изменения технологической топологии ХТС 8 — блок расчета функциональных характеристик ХТС 9 —блок вывода результатов. [c.53]

Ч6СКИХ моделей типовых технологических операторов, называемых в дальнейшем модулями. Модуль — это математическая модель типового технологического оператора, представленная в форме матрицы преобразования или нелинейного функционального оператора. [c.55]

Как правило, один элемент ХТС может быть описан совокупно стью ескольких модулей. Например, насадочная колонна, в которой протекает неизотермический процесс хемосорбции, представляется математической моделью в виде совокупности нескольких модулей межфаЗ(Ного массообмена, химического превращения, нагрева и смешения— разделения. Некоторые элементы ХТС могут [c.55]

На современном этапе развития метода математического моделирования и системного анализа использование отдельных моделей не характерно для решения задач расчета и проектирования как технологических процессов, так и производств. Даже в простейшем случае математическая модель связана с операционной системой соответствующей ЭВМ и включает, помимо прикладных программ, системные сервисные программы, средства обеспечения диалога, представления входных и выходных данных, информационное обеспечение. Организация взаимодействия элементов пакета производится с помощью управляющей программы чаще всего с произвольной структурой, что позволяет генерировать необходимую последовательность модулей в зависимости от задания. Наличие локальных управляющих программ пакетов повышает эффективность автомномного использования данного пакета и, вообще говоря, упрощает его разработку. Ниже приведены примеры таких пакетов программ, которые в общей системе проектирования могут выступать в качестве подсистем. [c.387]

Система включает следующие подсистемы и пакеты программ (рис. 7.37) пакет проблемно-ориентированных прикладных программ — математических моделей типовых процессов низкотемпературного газоразделения и энергетических подсистем подсистему расчета волюметрических, термодинамических, транспортных свойств и эксергии многокомпонентных смесей легких углеводородов и неуглеводородных газов на основе уравнения состояния Бенедикта—Вебба—Рубина программы пользователя — математическую модель исследуемой ЭТС, включающую модели тех-но.яогических и энергетических подсистем и использующую модули всех остальных подсистем и пакетов методо-ориентирован-ную интерактивную подсистему оптимизации, базирующуюся на методах нелинейного программирования программы методов вычислительной математики, используемых при построении моделей сервисное математическое обеспечение. [c.418]

Фундаментальная проблема разработки САПР заключается в формировании прикладного математического обеспечения. Отсутствие физического аналога процесса на стадии проектирования предъявляет высокие требования к его математической модели. Математическая модель процесса на стадии проектирования является не только многофункциональной, но и имеет переменную структуру в зависимости от гидродинамических, кинетических и иных условий ее применения. Поэтому при разработке модели следует исходить по возможности из общих методов восприятия и преобразования данных, в рамках же САПР модель трансформируется в зависимости от конкретных условий приложения, т. е. подстраивается под ситуацию. Основным принципом конструирования таких моделей является модульность. Модель представляется в виде совокупности отдельных элементов, структурированных на основе физических (гидродинамика, кинетика, равновесие и т. д.) или иных (удобство, относительная независимость и т. д.) соображений. Эффективность применения такой модели будет зависеть от способа структурирования и организации интерфейса между модулями. И опять оперативная оценка параметров конкретного варианта модели невозможна без применения АСНИ. [c.619]

Под модулем понимается математическая модель, построенная в соответствии со специальными правилами (см. с. 44). Модульной принцип заключается в том, что программы пакета формируются как независимые элементы, способные вступать во взаимодействие между собой под управлением организующей программы. Элементами пакета могут быть не только отдельные модели, но и подсистемы. Выделение подсистем в качестве элементов производится по функциональному назначению. Это обусловлено, во-первых, многовариантностью описания отдельных процессов и явлений, когда модели одного и того же процесса отличаются точностью, подходом или степенью детализации, и, во-вторых, уровнем декомпо зиции технологического процесса. Например, интегральные показатели процесса могут быть обобщением исследований начиная С микроуровня, а это означает, что на всех уровнях иерархии про- [c.11]

Первый этап генератор-процессор входного языка. Он получает оппсание математической модели задачи на входном языке Пакета — языке директив. В основном от пользователя требуется назвать конкретные модули соответствующих функциональных групп, перочпслпть коистанты и параметры задачи. При атом пользователь Пакета не обязан знать структуру будухДей програм-5ГЫ, порядок следования модулей его пе волнуют вопросы интерфейса модулей по данным. [c.277]

Авторами разработана методика синтеза гибких технологических схем производства продуктов и очистки жидких стоков Разработана структура и состав подсистемы технологического проектирования ресурсосберегающих модульных гибких схем основного производства и очистки стоков Разработаны автоматизированная информационно-поисковая система формирования типовых модулей Модуль , а также банк типовых математических моделей основных и вспомогательных операций производства продуктов и регенерации жидких растворителей, включающая около 20 типовых процессов химической технологии. Составлена инструкция пользователя для работы с банком математических моделей и пополнения библиотеки Разработанные математические модели будут интегрированы в автоматизированггую систему оптимального выбора типа аппаратов в составе модулей. На данном этапе разработана структура, состав и функциональная схема СУБД, организующая связь баз данных по оборудованию с блоком выбора и моделирующим блоком, предназначенная для выполнения полного конструктивного расчета основных и вспомогательных аппаратов. Разработанные прототипы автоматизированных систем являются открытыми для пополнения новыми процессами, математическими моделями и программными продуктами и организованы по блочному принципу, позволяющему юс быструю интеграцию в состав компьютерно-интегрированной системы технологического проектирования ресурсосберегающих гибких модульных МАХП. [c.27]

При отсутствии оператора разделение , т. е. при К=0, Гх=1, получаем тривиальное выражение G = viXi. Использование типовых технологических операторов при анализе и расчете материальных или энергетических балансов для подсистем БТС в условиях стационарного режима их работы позволяет формализовать и автоматизировать с помощью ЭВМ процесс проектирования БТС. Применяемые при этом математические модели подсистем основываются на модулях типовых операторов, составляющих данную систему. В то же время многомерность, высокая степень взаимосвязи и параметрического взаимовлияния элементов в сложных БТС затрудняют применение операторного метода. В этих условиях становится эффективным использование методов расчета БТС, предусматривающих применение потоковых, структурных, информационных и сигнальных графов [13]. Прн этом графы, отражая технологическую топологию и функциональные связи в системе, позволяют разрабатывать алгоритм расчета на ЭВМ многомерных систем и решать задачи анализа и оптимизации сложных БТС, которые связаны в основном с рассмотрением [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология