Лекция №25 Моделирование и технический прогресс

Теоретические вопросы:

25.1. Роль математического моделирования в технике

25.1. Роль математического моделирования в технике

Как было показано на протяжении настоящего курса лекций, совершенство большинства технических устройств определяется главным образом эффективностью преобразования перемещения ограниченного числа субстанций: массы, энергии, импульса, электрического заряда, информации.

Эти процессы подчинены фундаментальным законам природы, составляющим предмет изучения механики, физики, химии и других естественно-научных дисциплин.

И именно на реализации возможностей, открывающихся при использовании результатов фундаментальных исследований, создает основы для совершенствования существующих технических устройств. Решающую роль при реализации результатов таких исследований приобретает математическое моделирование.

На пути реализации в технике наиболее перспективных научных открытий и разработок обычно стоят препятствия, связанные с отсутствием или ограниченными возможностями конструкционных или функциональных материалов и с недостаточностью достигнутого технологического уровня.

Поэтому реализации научных и технических идей – это процесс поиска компромисса между желаемым и возможным, что доказывает история развития техники.

Экспериментальная отработка постоянно усложняющихся технических устройств стала требовать все больших затрат времени и материальных ресурсов и систем.

В этих условиях существенно увеличилось значение расчетно-теоретического анализа характеристик технических устройств. Этому способствовал и прорыв в совершенствовании вычислительной техники, приведший к появлению современных ЭВМ с большим памяти и высокой скоростью выполнения арифметических операций. В результате возникла материальная база для становления и быстрого развития математического моделирования и появились реальные предпосылки для использования вычислительного эксперимента не только в качестве расчетно-теоретического сопровождения на стадии отработки технического устройства, но и при его проектировании, подборе и оптимизации его эксплуатационных режимов, анализе его надежности и прогнозировании отказов и аварийных ситуаций, а также при оценке возможностей форсирования характеристик и модернизации технических устройств.

В настоящее время математическое моделирование и вычислительный эксперимент с использованием ЭВМ стали составными частями общих подходов, характерных для современных информационных технологий. Принципиальным важным моментом является то, что математическое моделирование позволило объединить формальное и неформальное мышление и естественным образом сочетать возможность ЭВМ осуществлять формальные, арифметические и логические операции.

Вопросы для самоподготовки:

1. В чем заключается роль математического моделирования в технике?

2. Что представляет собой реализация научных и технических идей?

3. Какие области знаний объединяет математическое моделирование?