Структура моделирования

Базовые понятия

Задачи курса

Математическое моделирование состояния водных экосистем

ЛЕКЦИЯ 2-1.

Цель курса

- ознакомить студентов с традиционными приемами разработки математических моделей, с помощью которых можно изучать условия функционирования экосистем водоемов и прогнозировать изменения свойств природных вод по основным химическим и биологическим показателям, а также исследовать многие частные вопросы в связи решением ряда практических задач прогноза качества природных вод, возникающих при строительстве водохранилищ и гидротехнических сооружений, предприятий по переработке и транспортировке полезных ископаемых, исследовании естественного гидрохимического режима водоемов, евтрофирования водоемов, решения задач охраны водных ресурсов от загрязнения и др.

Познакомить студентов с:

- историей развития и становления математического моделирования состояния водных объектов, как самостоятельного научного направления;

- основными водно-экологическими проблемами, решаемыми с помощью математического моделирования;

- основными водно-экологическими понятиями и критериями, которыми следует руководствоваться при разработке водно-экологических моделей;

- информационными базами, используемыми для обработки данных наблюдений и при разработке математических моделей;

- математическими методами, используемыми при обработке информации, а также приемами решения уравнений в математических моделях для разных задач водной экологии;

- существующими разработанными моделями, нашедшими применение в практике исследований водных проблем.

Модель – (фр. мера, образец) – некоторая совокупность объектов (пространственно-временных ячеек – станций, разрезов, матриц и т.д.), описывающая какие-либо параметры исследуемого явления;

- некоторая совокупность объектов, свойства которых и отношения между которыми удовлетворяют данной системе аксиом;

- мера, образец, норма – аналог (схема, структура, знаковая система) определенного фрагмента природной (или социальной) реальности.

Различают модели:

- физические;

- математические;

- социальные.

В свою очередь математические модели могут быть:

- детерминированные – которые строятся на основе математически выраженных закономерностях, описывающих физико-химические процессы в объекте моделирования. Они позволяют однозначно определять значение переменных;

- статистические – строятся на основе экспериментальных данных и представляют собой системы соотношений, связывающих собой значения входных и выходных параметров;

- стохастические (или имитационные) – строятся на основе вероятностных представлений о процессах в объекте исследований и позволяют моделировать его поведение путем вычисления функций распределения вероятности переменных, характеризующих исследуемые свойства.

Имитация – подражание.

Стохастический – случайный, вероятностный.

Моделирование – это:

- метод исследования объектов познания на их моделях;

- исследование каких-либо явлений, процессов, объектов путем изучения их моделей;

- способ практического или теоретического познания действительности.

Различают моделирование:

- аналоговое – для исследования математически достоверно описанных процессов;

- математическое – характеризующееся большим числом вариантов расчетов. В математически подобных объектах процессы описываются одинаковыми уравнениями;

- химическое – метод исследования химико-технологических процессов путем их моделирования;

- физическое – замена изучения некоего объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу, но много меньшего размера. В основе физического моделирования лежат: теория подобия и размерный анализ.

На идее моделирования базируется любой метод научного исследования.

В науке любой эксперимент, проводимый для исследования закономерностей, по существу представляет собой моделирование.

В моделировании океан, морская среда, рассматриваются как термодинамическая система, изменение свойств в которой происходит в результате происходящих в ней процессов.

Дата добавления: 2014-01-07