5Simulation systems Лекция 3-4 модели САПР (1014122), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В большинстве случаев инженер-разработчик должен быть освобожден от сложной и ответственной работы по конструированию матмоделей элементов, прибегая к выполнению такой работы только в отдельных необходимых ситуациях. Следовательно, применяемые в САПР матмодели элементов должны иметь высокую степень универсальности.
Напомним, что требования высокой точности, большой степени универсальности и высокой экономичности противоречивы. Чем детальнее в модели отражаются различные закономерности процессов, тем точнее и универсальнее модель, но тем больше требуемый объем вычислений и тем больше количество используемых параметров. Удачное компромиссное удовлетворение требований к матмодели элемента в задачах одного вида анализа и определенного класса объектов может оказаться далеким от оптимального в других задачах, в которых должна использоваться модель того же элемента. По этой причине для одного и того же элемента необходимо иметь не одну, а несколько матмоделей, различающихся значениями показателей эффективности.
С другой стороны построение моделей - всегда процедура неформальная, и конечно она сильно зависит от исследователя, его опыта, таланта, всегда опирается на определенный опытный материал, в связи с чем, можно сказать, процесс моделирования имеет феноменологическую основу. Все три стороны математической модели: смысловая, представленная формализованным описанием, аналитическая, выраженная математическим описанием, и вычислительная, рассматриваемая при построении моделирующего алгоритма, находятся в единой взаимосвязи. В простейших случаях, когда из математической модели можно получить простое аналитическое решение, надобность в составлении алгоритма, естественно отпадает. Для математического моделирования технических систем используют конечные алгебраические или трансцендентные уравнения, обыкновенные дифференциальные уравнения в частных производных и реже интегральные уравнения. Конечные уравнения служат для описания геометрических, весовых, стоимостных, аэродинамических и других соотношений, характеризующих ЛА. Например, обыкновенные дифференциальные уравнения используют при расчете траекторных параметров и динамических характеристик ЛА, а дифференциальные уравнения в частных производных применяют при определении теплозащитного покрытия головной части ЛА, при определении прочностных и некоторых динамических характеристик элементов ЛА.
Возможны следующие типы и основные способы использования математических моделей для исследования систем:
-
аналитическое исследование (аналитические модели)
-
исследование с помощью численных методов (численные модели)
-
статистическое моделирование
-
аппаратурное моделирование или моделирование на аналоговых машинах
30