Моделирование с помощью вычислительных машин

Сущность метода математического моделирования заключается в том, что изменение масштаба моделируемого процесса производится непосредственно на самой математической модели с помощью электронных вычислительных машин. Математическое моделирование включает три этапа [c.156]

Требуется исследовать эту систему регулирования с помощью моделирования на вычислительной машине и найти оптимальные настройки регуляторов, предварительно определив их структуру. [c.264]

Второй метод заключается в полном отказе от аналитического рассмотрения и применении методов теории подобия и моделирования не только к процессам переноса, но и к самому химическому процессу. Этот метод был намечен в работе Дамкелера [8] и систематически развит в дальнейшем Дьяконовым [9]. Однако широкого практического применения он не получил. В работе Слинько [10] убедительно показано, что условия подобия для химического процесса оказываются обычно несовместимыми с условиями подобия процессов переноса. На этом основании Боресков и Слинько (см. главу X) отказываются от физического моделирования, заменяя его математическим моделированием конкретных процессов с помощью вычислительных машин, т. е. переходя к методам химической кибернетики. [c.52]

Учитывая указанные трудности, по-видимому, целесообразно при вычислении констант вводить в расчет всю априорную информацию об интервалах их возможных значений, а также о соотношениях между скоростями отдельных реакций, т. е, все те сведения, которыми располагает исследователь, приступая к подробным кинетическим опытам. В работе 183] на примере ряда схем параллельных, последовательных и парал-лельно-последовательных реакций показано, что при привлечении дополнительной информации значительно увеличиваются возможности расшифровки механизма по экспериментальным данным и повышается надежность полученных результатов. Авторам это удалось показать путем моделирования на вычислительных машинах кинетического эксперимента с нормально-распределенной погрешностью и его последующей обработки. Из сказанного можно сделать вывод о том, что математические методы и вычислительная техника не могут в настоящее время без интуиции исследователя полностью решить задачу расшифровки механизма сложных реакций. Однако математические методы могут оказывать и оказывают исследователю большую помощь применяя вычислительные машины, удается из тех же экспериментальных данных извлечь значительно больше количественной информации, чем это может сделать химик-кинетик даже при самом тщательном анализе результатов эксперимента. [c.301]

Более детальный анализ первичного зародышеобразования приводит к выводу о недостаточной точности классической теории этого процесса Моделирование зародышеобразования при помощи вычислительных машин показало, что принятая в классической теории форма [c.100]

Полученную систему кинетических уравнений нельзя решить без применения электронных вычислительных машин более того, решение даже с помощью вычислительных машин является довольно сложной задачей. Проведенные в Вычислительном центре АН СССР расчеты на машине Урал-2 показали вполне удовлетворительную сходимость вычисленных по кинетическим уравнениям показателей процесса дегидрирования бутилена на катализаторе К-16 с экспериментальными данными, полученными на Куйбышевском заводе синтетического каучука [255]. Полученную систему уравнений использовали для моделирования процесса на аналоговых машинах (например, наМН-14) и в этом случае наблюдали [256] хорошую сходимость расчетных и опытных величин по конверсии отклонения не превышали 4%, а по перепаду температуры в адиабатическом реакторе — 8—9%. Имеются и другие работы по математическому моделированию процесса дегидрирования бутилена на катализаторе К-16 с использованием приведенных выше уравнений [257, 258]. [c.125]

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ДЕГИДРИРОВАНИЯ БУТИЛЕНА НА КАТАЛИЗАТОРЕ К-16 С ПОМОЩЬЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН [257, 363] [c.254]

Преимущества подхода, основанного на кинетическом моделировании с помощью вычислительной машины, становятся особенно очевидны при изучении динамики сложных клеточных [c.651]

Таким образом, при помощи системотехники, вероятно, удастся установить единство между исследователями и проектировщиками, которое редко существует при обычных методах работы. Вместо того чтобы химики занимались многочисленными лабораторными и пилотными экспериментами, проводимыми для отыскания оптимальных условий, химик и технолог совместно составляют программу относительно небольшого числа опытов, проводимых с высокой точностью для определения кинетических констант. Моделирование реакций на вычислительных машинах дополняет указанные данные, так как сведения о выходах, используемые проектировщиками, иногда трудно или вообще невозможно извлечь из эксперимента. [c.14]

Алгоритм, моделирующий изучаемый процесс, может быть записан в виде программы для вычислительной машины. Машина выполняет последовательность операций, предписываемых модели, соответствующим алгоритмом. При этом шаг за шагом вырабатывается информация, характеризующая состояния элементарных явлений и процесса в целом, а также формируются величины, используемые в качестве результатов моделирования. Влияние случайных факторов на течение процесса имитируется при помощи случайных чисел с заданными и получаемыми в ходе моделирования законами распределения. Так же, как и при натурном эксперименте, результаты каждой отдельной реализации процесса на машине отражают суммарный эффект совокупности действия возмущающих факторов с учетом конкретно сложившегося сочетания случайных возмущений. [c.7]

По/ е температур и концентраций в слое катализатора устанавливается как результат взаимного влияния физических и химических процессов, протекающих в слое. Сложность процесса каталитического превращения в слое требует раздельного изучения отдельных стадий переноса вещества и тепла и химического превращения на зерне катализатора. На основе такого изучения составляется математическое описание, которое - практически независимо от его сложности - с помощью электронных вычислительных машин используется для моделирования каталитических процессов. [c.303]

При математическом моделировании расчеты, как правило, проводятся на вычислительной машине (откуда даже возник термин машинный эксперимент ). В этом случае пользоваться таблицами случайных чисел неудобно, так как они заняли бы много места в памяти ЭВМ, поэтому при расчетах на ЭВМ случайные числа генерируют с помощью специальных датчиков. Датчики бывают двух видов — физические и программные. Физические датчики используют в качестве сигнала какую-нибудь случайно изменяющуюся физическую величину (например, уровень шума в электронной лампе). [c.277]

Применение методов и технических средств современной кибернетики значительно облегчает моделирование химико-технологических процессов, включая математическое моделирование, осуществляемое при помощи электронных вычислительных машин. Поэтому связь курса Процессы и аппараты с курсом Химическая кибернетика является наиболее плодотворной для изучения и проектирования сложных, в том числе химических, процессов химической технологии. [c.10]

Оптимальное число корпусов можно определять с помощью расчета на электронно-вычислительных машинах. Методы оптимизации параметров выпарных установок с использованием ЭВМ, а также методы математического моделирования этих установок рассматриваются в специальной литературе . [c.364]

В книге описано моделирование при помощи цифровых вычислительных машин для исследования переходного процесса на примере адиабатического реактора процесса, протекающего в каскаде реакторов процесса с рециркуляцией непрореагировавших исходных компонентов. [c.108]

Первые три главы книги знакомят читателей с основами моделирования с помощью аналоговых и цифровых электронных вычислительных машин. [c.9]

При математическом моделировании деформация модели процесса изучается не на физической модели, как при физическом, моделировании, а непосредственно на самой математической модели при помощи электронных вычислительных машин. [c.16]

Первое издание настоящей книги вышло в 1947 г. С тех пор макроскопическая кинетика химических реакций развилась в обширную отрасль науки. С ней теснейшим образом связаны такие актуальные научные дисциплины, как теория процессов и аппаратов химической технологии, инженерная химия гетерогенного катализа, физика горения и взрыва, физико-химическая гидродинамика, теория колебательных процессов в химии и биологии, а также новое бурно растущее направление — химическая кибернетика, включающая автоматическое регулирование химических процессов и их математическое моделирование с помощью быстродействующих вычислительных машин. Для всех этих вопросов тематика настоящей книги имеет фундаментальное значение. [c.5]

После выбора типовой модели (или комбинации нескольких) для описания исследуемого процесса (условно разделенного на ряд звеньев) и принятия системы допущений для упрощения и обоснования принятой структурной схемы, а также для решения системы составленных дифференциальных уравнений, берется определенный (обычно Алгол—60) алгоритм, пользуясь которым и составляют программу для ЭВМ. В соответствии с этой программой машина последовательно выполняет операции, дающие информацию о ходе процесса и конечных его результатах. Следующий этап моделирования с помощью аналоговой или цифровой (см. стр. 18) вычислительной машины состоит в проверке адекватности выбранной модели исследуемому процессу или аппарату и ее коррекции. [c.41]

Параллельно с разработкой вычислительного оборудования развивались к методы решения, которые в настоящее время объединены под названием анализа деятельности или исследования операций. Согласно фор.мальному определению эта группа методов основывается на использований научных и математических принципов для решения задач, связанных с деловой, промышленной и правительственной деятельностью. Ценность ее заключается главным образом в помощи руководящим деятелям путем отыскания рациональных основ для принятия решений. Метод исследования операций получил развитие как самостоятельная отрасль знания во время второй мировой войны, когда многочисленным группам ученых и инженеров пришлось решать много сложных проблем, связанных с военной обстановкой. Однако многие из методов и концепций исследования и анализа операций применялись прогрессивными руководящими деятелями уже давно. В нефтеперерабатывающей промышленности широко используются три наиболее распространенных метода исследования операций, а именно а) моделирование, б) линейное программирование и в) метод множественных регрессий. Эти методы представляли бы лишь небольшую ценность для нефтеперерабатывающей промышленности, если бы не появились вычислительные машины. Это объясняется громадным объемом вычислений, которые приходится выполнять, колоссальным количеством данных, которые необходимо анализировать, и динамическим характером задач, возникающих в области нефтепереработки. [c.7]

Сущность автоматизации проектирования [11 состоит в математическом моделировании процессов проектирования, реализуемом с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ), устройств обмена информацией между ЭВМ и проектировщиком пульта оператора, видеотерминала, графопостроителя и т. п. Следовательно, в организационном отношении АСП представляет собой систему человек — машина которая позволяет специалисту получать с помощью ЭВМ различные варианты или один вариант, оптимальный по конкретной задаче проектирования. Основой АСП являются ЭВМ и другие технические средства. Кроме этого, составными частями в АСП входят система подготовки задач проектирования на ЭВМ, библиотеки информационного и математического обеспечения. [c.7]

Районные управления должны иметь лабораторию, предназначенную для контроля качества воды и оснащенную контрольными приборами для определения количества загрязнений в поверхностных водах, обработанной воде и в сточных водах, показателей pH, ВПК. электрической проводимости, количества растворенного кислорода, температуры и содержания взвешенных веществ. Полученные показатели передаются с помощью устройства телепередачи к миниатюрной вычислительной машине, которая методом математического моделирования определяет изменения количества загрязнений. [c.474]

Каким же образом быстро решить вопрос о наилучшем варианте из всех возможных конструкций химического реактора Как найти наиболее выгодный технологический режим (температуру, давление, концентрацию, вид и количество катализатора) для созданной конструкции реактора и обеспечить оптимальный выход продукции Решение проблемы во многом облегчает математическое моделирование. Впервые задачи по математическому моделированию химических процессов были сформулированы и решены еще в 1958 г. Г. К. Боресковым — директором Института катализа Сибирского отделения АН СССР. Возможность теоретически рассчитывать промышленные реакторы исходя только из лабораторных опытов не имела прецедента в мировой конструкторской практике, в химической технологии. Вначале ввиду сложности математического аппарата казалось, что работы Г. К. Борескова имеют чисто теоретический интерес. Однако уже в ближайшее время обнаружилась их большая практическая значимость, и они получили высокую оценку. Следует отметить, — заявил в 1964 г. в речи на годичном собрании президент АН СССР М. В. Келдыш, — работы Института катализа Сибирского отделения нашей академии по методам математического моделирования химических процессов, в частности процессов катализа, с помощью электронных цифровых и аналоговых вычислительных машин. Эти методы были применены к важнейшим промышленным каталитическим процессам — окислению двуокиси серы в серный ангидрид для производства серной кислоты, получению мономеров для производства синтетического каучука, пластмасс — и к некоторым другим процессам Ч [c.317]

Для того чтобы знать, как изменяется средний размер клетки в зависимости от ее физиологического состояния, необходимо производить измерение размеров клеток и их количества в единице объема. До сих пор эту тяжелую работу приходилось производить вручную. В ближайшем будущем решающую помощь исследователю при решении подобных вопросов окажут вычислительные машины и математическое моделирование процессов микробиологического синтеза. [c.218]

Книга обобщает более чем 50-летний опыт изготовления катализаторов и применения их в промышленности. Рассмотрены катализаторы для сероочистки исходного сырья, двухстадийного парового рнфор-минга углеводородов, конверсии окиси углерода с паром, метаниро-вания, синтеза аммиака. Специальная глава посвящена вопросам моделирования и оптимизации каталитических процессов и составлению программ для их расчета с помощью вычислительных машин. [c.4]

Моделирование вторичного зародышеобразования полимерными цепями при помощи вычислительной машины было проведено Бинсбергеном [23]. Результат, полученный им, может быть представлен следующим образом [c.119]

На основе другого подхода к управлению флотационным процессом, который наряду с изложенным выше используется в АСУ ТП обогатительных фабрик, лежат принципы формализации действий оператора-технолога по управлению объектом и моделирования их с помощью вычислительной машины. Последовательность действий по контролю, анализу и управлению объектом представляется в виде логической структуры (схемы), Пример которой для операций основной молибденовой флотацин Тырныаузской обогатительной фабрики дан на рис. V 11.36 (прямоугольниками обозначены операции контроля, ромбом — Логические операции). Выполнение проверяемого условия, записанного внутри ромба, обозначено /, а невыполнение — 0. Стрелка внутри прямоугольника указывает на направление изменения управляющего воздействия. [c.360]

Теория моделирования развивается сейчас в двух направлениях 1) по пути изучения современных сложных технологических процессов с помощью моделей с анал1гзом влияния отдельных физических параметров г, линейных размеров (так называемое физическое моделирование) и 2) по пути исследования математической модели процесса с помощью электронных вычислительных машин (так называемое математическое я олелнрование). [c.16]

Под математическим моделированием понимается метод исследования сложных процессов на основе подобия явлений различной физической природы, т. е. на основе широкой физической аналогии. Математическое моделирование позволяет заменить сложное явление (или процесс) более простым с помощью средств другой физической природы, чем натура. Наиболее эффективными и универсальными моделирующими устройствами являются современные электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Чтобы провести расчет (с учетом возможности управленпя) любого процесса химической технологии на ЭВМ, необходимо детально изучить стадии этого процесса и на данной основе построить математическую модель. [c.40]

Лабораторный практикум должен быть оснащен современной вычислительной техникой. При этом возможно ее использование в различных вариантах ускорение и повышение точности трудоемких расчетов с помощью автоматических клавишных машин, например, типа Rasa , проведение исследования процессов и управления ими с помощью аналоговой вычислительной техники, например, с помощью малогабаритной машины МН-7, составление программ расчета задач какого-либо класса в алгольной форме записи, реализуемых на ЭЦВМ, например, на БЭСМ-4, наконец, управление технологическими процессами и их оптимизация с ио-. мощью программоуправляющих машин, с помощью малого исследовательского комплекса — машины УМ-1Н-ХМ. С другими вычислительными машинами (большей мощности) студенты познакомятся в лаборатории кафедры математического моделирования и оптимизации химико-технологических процессов. [c.12]

Фактически понятие моделирование нефтеперерабатываюп1ег( производства чрезвычайно широкое. Ряд нефтеперерабатывающих заводов у ,ается вполне удовлетворительно охарактеризовать как работающих в рамках модели линейной программы для других приходится использовать нелинейные математические модели. Данная статья ограничивается рассмотрением задач второй группы. Сложность математических моделей можег изменяться от простого прямолинейного материального баланса с фиксированными выходами до весьма сложн ) х форм, при которых с помощью внутренней линейной программы выходы на отдельных технологических установках выводятся па основании зависимостей от параметров режима, предусматривается хранение промежуточных фракций и потоков, вычисляются качественные показате ли продукта и стоимость отдельных процессов, оптимизируются взаимосвязанные параметры и производится компаундирование товарных бензинов. Во многих случаях столь сложные задачи могут программироваться для решения только на самых мощных вычислительных машинах. [c.8]

Предметно-математическое моделирование основано на иден- дидности формы уравнении и однозначности соотношений между переменными в уравнениях оригинала и модели. Частным случаем такого моделирования является аналоговое математические модели при этом исследуют с помощью аналоговых, цифровых и гибридных вычислительных машин. Наиболее часто при аналоговом моделировании с помощью дифференциальных уравнений исследуют процессы электропроводности, теплопроводности, распространения упругих волн, диффузии жидкостей, фильтрации жидкостей в пористых средах. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология