Modelowanie
Modelem danego rzeczywistego obiektu jest układ który można sobie wyobrazić lub materialnie zrealizować a który odzwierciedlając lub odtwarzają obiekt zdolny jest zastępować go tak ze jego badanie dostarcza nowych, nadających się do dalszego sprawdzenia informacji o obiekcie.
Model powinien dostatecznie wiernie odtwarzać badany obiekt rzeczywisty pod wybranym kątem widzenia, jednocześnie być możliwie prosty i łatwy do badania.
Rozróżniamy:
-model abstrakcyjny- wyrażający się w postaci pewnych pojęć właściwych dla danej dziedziny (punkt materialny, ciało sztywne, ciało odkształcalne)
-model materialny- model geometryczny, model prądu elektrycznego.
-model fenomenologiczny- stanowi wyidealizowany opis obiektu za pomocą pewnych pojęć-wyraza się go za pomocą pojęć fizycznych.
Proces modelowania polegą na wydzieleniu obiektu z jego otoczenia z jednoczecnym ustaleniem jego struktury i analizą oddziaływań zewnętrznych i wewnętrznych, im prostrza struktura tym łatwiej ją badać.
Po utworzeniu modelu fenomenologicznego mozną przystąpić do budowy modelu matematycznego- ustala się zbiory zmiennych i parametrów a następnie korzystając z praw fizyki buduje się zależności matematyczne.
Podział modeli matematycznych
-morfologiczne- najważniejsze są wzajemna powiązania pomiędzy obiektami a zwłaszcza sposób w jakim obiekty proste łączy się ze sobą.
-numeryczne- najważniejsze znaczenie mają wartości liczbowe i poszczególne wykowywane na nich wartościach działania
-semantyczne- elementami są pojęcia a nie wartości liczbowe czy złożone struktury obiektów
Wyróżniamy 3 grupy przetwarzania semantycznego:
-analizę semantyczną- programy dokonujące tłumaczeń
-rozpoznawanie postaci- klasyfikowanie obiektów wedle istniejących lecz nie znanych kryteriów
-heurystykę-reguła postępowania opiera się na nie na ścisłej rachunkowej analizie ale na różnych mniej lub bardziej dokładnie określonych cechach tego układu.
Modelowanie- przyblizone odtwarzanie najważniejszych właściwości oryginału. Podstawowym celem modelowania nauce jest uproszczenie złożonej rzeczywistości pozwalającej na poddanie jej procesowi badawczemu. Dzięki modelowaniu:
-zmniejszamy lub zwiększamy obiekt badań do dowolnej wielkości
-analizuję się procesy trudne do uchwycenia ze względu na zbyt szybkie lub zbyt wolne tempo ich przebiegu
-bada się jeden wybrany aspekt zagadnienia pomijając inne
Metodologia projektowania- w znaczeniu ogólnym rozumie się to jako badania metod wszelkiego celowego działania i ich teorię oraz jako naukę o metodach postępowania naukowego zajmującego się metodami, procedurami i technikami postępowania oraz posługiwania się nimi w różnych sytuacjach.
Metodologia projektowania technicznego rozumie się naukę o metodach i procedurach sprawnego obmyślania i planowania skutecznych działań technicznych zmierzających do zaspokojenia ludzkich potrzeb.
Praktyczne znaczenie procesu modelowania polega na łatwiejszym lub szybszym uzyskaniu informacji o zachowaniu się badanej konstrukcji przy działaniu różnorodnych czynników. Poza tym można uwzględnić działanie czynników które w przypadku realnej konstrukcji mogą doprowadzić do jej uszkodzenia lub zniszczenia co mogłoby zagrozić bezpieczeństwu ludzi.
W procesie modelowania wyróżniamy następujące etapy:
-budowę modelu- aby prawidłowo zbudować model należy określić jakie zmienne stanu modelowanego systemu lub procesu są dla nas istotne oraz ustalić cel badań na tej podstawie można już wybrać strukturę, rodzaj modelu i dopasować parametry do posiadanych informacji.
-badanie modelu-ma na celu dostarczenie informacji o zachowaniu się modelu konstrukcji pod wpływem rozważanych czynników zewnętrznych lub w przypadku modelowania procesu informacji dotyczących jego przebiegu.
-weryfikacja modelu- na drodze porównania wyników badań konstrukcji lub procesu z czynnikami badań ich modeli.
Ze względu na cel procesu modelowania można wyróżnić dwie grupy:
-modelowanie przyczynowe- model który pozwala na skopiowanie czynników wpływających na badany system czy proces.
-modelowanie opisowe- model który służy do adekwatnego opisu badanego zjawiska ale nie wyjaśnia jego przyczyn. Modele tego typu są często stosowane w architekturze w postaci modeli kształtu i struktury projektowanych obiektów.
Ze względu na sposób budowy modelu możemy mówić o 3 rodzajach modeli:
-graficzny- nalezą do grupy modeli opisowych i są obecnie najczęściej obok modeli matematycznych stosowane w praktyce projektowej. Wyniki projektowania są przedstawiane w postaci rysunków oraz szkiców
-fizyczne- wykorzystują podobieństwo praw fizycznych rządzących zachowaniem się badanej konstrukcji i modelu lub jedynie podobieństwo geometryczne modelu i badanego obiektu.
Wyróżnia się 2 grupy:
-statyczne- opisujące zmienne niezależne od czasu,
-dynamiczne- pozwalają na badanie zmian konstrukcji w czasie.
-matematyczne- są najczęściej stosowanymi modelami, nalezą one w przeważającej większości do grupy modeli przyczynowych korzystających z wyników teorii podającej związki między zachowaniem się konstrukcji a czynnikami oddziałującymi.
Ze względu na zależność ich zachowania od czasu dzielimy je na:
-statyczne,
-dynamiczne.
Ze względu na charakter ich parametrów:
-determistyczne- znane ustalone parametry,
-probabilistyczne- przynajmniej jeden parametr jest zmienną losową o znanym rozkładzie prawdopodobieństwa,
-strategiczne- opisane parametry z których przynajmniej jeden przyjmuje wartości znanego zbioru, ale nie wiadomo z jakim prawdopodobieństwem.
centro92