ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ВВЕДЕНИЕ
Мощным инструментом познания, анализа и синтеза нелинейных процессов и систем пищевой, био- и хи-
мической технологии является метод математического моделирования, поддерживаемый разнообразными ком-
пьютерными системами и пакетами прикладных программ. Достаточно известны предназначенные для реше-
ния широкого круга задач пищевой, био- и химической технологии системы и пакеты MathCAD [1], Matlab [2],
Maple [3], ChemCAD [4] и др.
Среди указанных программных продуктов особое место занимает пакет FlexPDE, поддерживающий метод
конечных элементов при моделировании объектов с распределенными переменными, описываемых нелиней-
ными дифференциальными уравнениями с частными производными.
В науке и технике большинство задач на том или другом уровне сложности может быть описано с исполь-
зованием дифференциальных уравнений в частных производных. Из этого следует, что программный пакет
такой, как FlexPDE, может применяться почти в любой области науки или техники.
Исследователи в различных отраслях могут применять FlexPDE в построении моделей экспериментов или
аппаратуры, оценивая или предсказывая значимость различных эффектов. Разнообразие параметров или зави-
симостей не ограничено заданными рамками, а может произвольно быть аналитически задано.
В технике FlexPDE может быть использован для оптимизации проектов, оценки их выполнимости и кон-
цептуального анализа. При этом важно отметить, что одно и то же программное обеспечение может применять-
ся для моделирования всех деталей проекта и нет необходимости привлекать дополнительные инструменты для
оценки отдельных эффектов.
При разработке программного обеспечения пакет FlexPDE может служить ядром для программ специаль-
ного назначения, в которых необходимо создание модели конечных элементов для системы уравнений частных
производных.
Программный пакет FlexPDE может применяться при решении следующих задач:
• стационарных задач в электротехнике, механике и теплотехнике;
• нестационарных (зависящих от времени) задач в химии, механике, теплотехнике, биологии, электротех-
нике, оптике и акустике.
В настоящем пособии рассматриваются возможность решения задач пищевой, био- и химической техноло-
гии, сформулированных в виде уравнений математической физики – дифференциальных уравнений с частными
производными. Для их решения рекомендуется использовать метод конечных элементов, реализованный в па-
кете прикладных программ FlexPDE. Конечно-разностные методы, в частности метод конечных элементов, хо-
рошо изучены, однако реализация этих методов с использованием языков программирования может вызвать у
студентов затруднения. Поэтому в пособии приведены не только постановки задач, но возможные алгоритмы
их решения.
Кроме этого, в пособии даются основы работы с пакетом FlexPDE и приводятся примеры компьютерного
моделирования процессов и аппаратов пищевой, био- и химической технологии с распределенными перемен-
ными.
Содержание учебного пособия соответствует требованиями Государственного образовательного стандарта
и основано на программе дисциплины «Математическое моделирование и оптимизация технологических про-
цессов и оборудования», преподаваемой в ТГТУ студентам специальностей 240801 «Машины и аппараты хи-
мических производств», 260601 «Машины и аппараты пищевых производств», 240902 «Пищевая биотехноло-
гия», 240802 «Основные процессы химических производств и химическая кибернетика» и магистрантам по на-
правлению подготовки магистров 150400 «Технологические машины и оборудование».
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
