Цифрове моделювання

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Цифрове моделювання (англ. digital simulation) — дослідження об'єктів (явищ, процесів, пристроїв, систем тощо) за допомогою математичних моделей на ЕОМ. Зокрема, найпоширенішим є цифрове моделювання на основі створення моделей об'єктів плануванням експерименту. При цьому цифрова модель, як правило — поліном n-нного порядку (найчастіше 3-5).

У сучасних умовах, цифрове моделювання здійснюється виключно із застосуванням комп'ютера. Тому синонімом цього поняття є комп'ютерне моделювання.

Етапи розробки[ред.ред. код]

До основних етапів комп'ютерного моделювання відносяться:

  • розробка концептуальної моделі, виявлення основних елементів системи і елементарних актів взаємодії;
  • формалізація, тобто перехід до математичної моделі; створення алгоритму та написання програми;
  • планування і проведення комп'ютерних експериментів;
  • аналіз та інтерпретація результатів.

Розрізняють аналітичне та імітаційне моделювання. При аналітичному моделюванні вивчаються математичні (абстрактні) моделі реального об'єкта у вигляді алгебраїчних, диференціальних та інших рівнянь, а також передбачають здійснення однозначної обчислювальної процедури, що призводить до їх точного розв'язання. При імітаційному моделюванні досліджуються математичні моделі у вигляді алгоритму, що відтворює функціонування досліджуваної системи шляхом послідовного виконання великої кількості елементарних операцій.

Практичне застосування[ред.ред. код]

Комп'ютерне моделювання застосовують для широкого кола завдань, таких як:

  • аналіз поширення забруднюючих речовин в атмосфері;
  • проектування шумових бар'єрів для боротьби з шумовим забрудненням;
  • конструювання транспортних засобів;
  • польотні імітатори для тренування пілотів;
  • прогнозування погоди;
  • емуляція роботи інших електронних пристроїв;
  • прогнозування цін на фінансових ринках;
  • дослідження поведінки будівель, конструкцій та деталей під механічним навантаженням;
  • прогнозування міцності конструкцій та механізмів їх руйнування;
  • проектування виробничих процесів, наприклад хімічних;
  • стратегічне управління організацією;
  • дослідження поведінки гідравлічних систем: нафтопроводів, водопроводу;
  • моделювання роботів і автоматичних маніпуляторів;
  • моделювання сценарних варіантів розвитку міст;
  • моделювання транспортних систем;
  • кінцево-елементне моделювання краш-тестів;
  • моделювання результатів пластичних операцій.

Різні сфери застосування комп'ютерних моделей висувають різні вимоги до надійності одержуваних з їх допомогою результатів. Для моделювання будівель і деталей літаків потрібна висока точність і ступінь достовірності, тоді як моделі еволюції міст і соціально-економічних систем використовуються для отримання наближених або якісних результатів.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • Цифрове моделювання
  • Аністратенко В. О., Федоров В. Г. Математичне планування експерементів в АПК. Київ: Вища школа, 1993. — 375 с.