ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование и моделирование химико-технологических процессов из "Расчеты и исследования химических процессов нефтепереработки" Изучение физико-химического процесса на любой установке (лабораторной, опытной, промышленной) представляет собой физическое моделирование, которое было основным методом исследования в течение длительного периода. Однако развитие науки показало, что не все процессы можно изучать на физических моделях. Например, крайне сложно осуществить физическое моделирование закона тяготения Ньютона Больцман долгие годы отстаивал свою молекулярно-кинетическую теорию, которая не признавалась крупнейшими авторитетами его времени на том основанпи, что поведение молекул не наглядно, их трудно физически моделировать. Выход был найден в аналогии (преимущественно математической) разных по физической сущности явлений природы . Например, законы Ньютона (притяжение тел) и Кулона (притяжение электростатических зарядов) описываются одинаковыми уравнениями. Используя аналогию физических явлений, создают модель, в которой осуществляют новый процесс, описываемый уравнениями такой же структуры, что и исходный. [c.12] Модель, отличающуюся по физической сущности от оригинала, называют аналоговой, а моделирование с использованием аналоговой модели — аналоговым моделированием. Например, структура математических уравнений, описывающих процессы диффузии п теплопроводности, одинакова поэтому можно исследовать процесс теплопроводности в газе или жидкости, моделируя его процессом диффузии. Следовательно, аналоговые модели подобны по своим математическим описаниям. [c.12] Матемашческое описание образуется из математических структур, способных изоморфно отразить свойства процесса в различных экспериментальных условиях . Математическим структурам, используемым при построении математического описания процесса, придается физическое истолкование, чтобы связать установленные в ходе эксперимента физико-химические свойства процесса. Для создания математического описания необходимо располагать экспериментальными данными и математическими структурами, связывающими их. [c.12] Понятно, что структура математического описания объекта и его аналоговой модели одинакова, но физический смысл входящих в эти описания величин может быть разным. [c.12] Наиболее удобной аналоговой моделью является математическая машина — модель, осуществляющая расчеты на основании математического описания моделируемого процесса. Создание таких математических моделей стало возможно в связи с широким использованием вычислительных машин. Современные вычислительные машины позволяют осуществить огромное число различных математических операций, а в перспективе — провести расчеты по математическому описанию любого физико-химического процесса. Именно поэтому они являются универсальными математическими моделями. [c.13] История науки показывает, что объекты природы наиболее универсально, эффективно и адекватно отображаются не в виде физических моделей, а в виде аналоговых, особенно математических, моделей. [c.13] Из сказанного ясно, что физическое и математическое моделирование (или, что то же самое, физическое и математическое исследование) физико-химических процессов нельзя осуществить независимо друг от друга. Математическое описание и математическая модель появляются в результате физического исследования (моделирования) процессов. Поскольку математическое моделирование не является самоцелью, а служит средством для оптимального осуществления процесса, то результаты его используются для создания оптимального физического объекта. Исследования на этом объекте (новое физическое моделирование) позволяют проверить результаты математического моделирования и улучшить математическую модель для решения новых задач. [c.13] Математическое моделирование сокращает объем физического исследования, позволяет сделать его более эффективным, но не исключает его. [c.13] Вернуться к основной статье