Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634699)
Контекстум
.

Численные методы при моделировании технологических машин и оборудования (2900,00 руб.)

0   0
АвторыАлексеев Г. В., Вороненко Б. А., Гончаров М. В., Холявин И. И.
ИздательствоСПб.: ГИОРД
Страниц198
ID351926
АннотацияВ кратком, но достаточном объеме изложены основные теоретические сведения важнейших разделов курса и приведены методические рекомендации по численному исследованию теоретических и эмпирических моделей технологических машин и оборудования с помощью пакетов программ Mathcad и Excel. Для организации самостоятельной работы и вычислительного практикума студентов издание комплектуется компакт-диском с MathCAD-программами для решения задач численного моделирования.
Кем рекомендованоУчебно-методическим объединением по образованию в области технологии продуктов питания и пищевой инженерии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированного специалиста 260600 «Пищевая инженерия» и направлениям подготовки: 260100 «Продукты питания из растительного сырья», 260200 «Продукты питания животного происхождения» уровня бакалавриата и уровня магистратуры
Кому рекомендованоНастоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по программам бакалавров и магистров «Машины и агрегаты пищевой промышленности» и «Процессы и аппараты пищевых производств». Компоновка учебного пособия позволяет использовать его как студентам заочной формы обучения, так и студентам дневного отделения для индивидуальной работы, а также при дистанционной форме обучения. Оно может быть полезно для студентов, аспирантов и преподавателей других пищевых направлений, а также специалистов, занимающихся проблемами создания бытовой техники.
ISBN978-5-98879-177-5
УДК664:621:004.9
ББК36.81-5я73
Численные методы при моделировании технологических машин и оборудования : учеб. пособие / Г.В. Алексеев, Б.А. Вороненко, М.В. Гончаров, И.И. Холявин .— Санкт-Петербург : ГИОРД, 2014 .— 198 с. — ISBN 978-5-98879-177-5 .— URL: https://rucont.ru/efd/351926 (дата обращения: 24.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области технологии продуктов питания и пищевой инженерии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированного специалиста 260600 «Пищевая инженерия» и направлениям подготовки: 260100 «Продукты питания из растительного сырья», 260200 «Продукты питания животного происхождения» уровня бакалавриата и уровня магистратуры Санкт-Петербург ГИОРД 2014 УДК 532.5:681.3.06 ББК Л11-1с116я73-5 Ч67 Авторы: Г. В. Алексеев, Б. А. Вороненко, М. В. Гончаров, И. И. Холявин Рецензенты: директор ООО «ПРОТЕИН ПЛЮС», д. т. н., профессор В. Н. Красильников; заведующий кафедрой техники мясных и молочных производств ИХБТ НИУ ИТМО, д. т. н., профессор В. А. Арет; профессор кафедры информационных технологий и высшей математики ГИЭФПТ, д. т. н., профессор Л. И. Фридман Ч67 Численные методы при моделировании технологических машин и оборудования : учеб. пособие / Г. В. Алексеев, Б. А. Вороненко, М. В. Гончаров [и др]. <...> ISBN 978-5-98879-177-5 В кратком, но достаточном объеме изложены основные теоретические сведения важнейших разделов курса и приведены методические рекомендации по численному исследованию теоретических и эмпирических моделей технологических машин и оборудования с помощью пакетов программ Mathcad и Excel. <...> Численные методы исследования теоретических моделей разрабатываемых объектов . <...> Численные методы исследования однофакторных эмпирических моделей . <...> Численные методы исследования многофакторных эмпирических моделей . <...> Общие возможности численной оптимизации решений математических моделей. <...> Студенты, изучившие теоретический материал и выполнившие соответствующие задания, в частности должны: • знать методы и средства численного анализа теоретических и эмпирических моделей реальных машин и технологического оборудования; • знать методы и средства <...>
Численные_методы_при_моделировании_технологических_машин_и_оборудования.pdf
УДК 532.5:681.3.06 ББК Л11-1с116я73-5 Ч67 Авторы: Г. В. Алексеев, Б. А. Вороненко, М. В. Гончаров, И. И. Холявин Рецензенты: директор ООО «ПРОТЕИН ПЛЮС», д. т. н., профессор В. Н. Красильников; заведующий кафедрой техники мясных и молочных производств ИХБТ НИУ ИТМО, д. т. н., профессор В. А. Арет; профессор кафедры информационных технологий и высшей математики ГИЭФПТ, д. т. н., профессор Л. И. Фридман Ч67 Численные методы при моделировании технологических машин и оборудования : учеб. пособие / Г. В. Алексеев, Б. А. Вороненко, М. В. Гончаров [и др]. — СПб. : ГИОРД, 2014. — 200 с. : ил. ISBN 978-5-98879-177-5 В кратком, но достаточном объеме изложены основные теоретические сведения важнейших разделов курса и приведены методические рекомендации по численному исследованию теоретических и эмпирических моделей технологических машин и оборудования с помощью пакетов программ Mathcad и Excel. Для организации самостоятельной работы и вычислительного практикума студентов издание комплектуется компакт-диском с MathCAD-программами для решения задач численного моделирования. Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по программам бакалавров и магистров «Машины и агрегаты пищевой промышленности» и «Процессы и аппараты пищевых производств». Компоновка учебного пособия позволяет использовать его как студентам заочной формы обучения, так и студентам дневного отделения для индивидуальной работы, а также при дистанционной форме обучения. Оно может быть полезно для студентов, аспирантов и преподавателей других пищевых направлений, а также специалистов, занимающихся проблемами создания бытовой техники. УДК 532.5:681.3.06 ББК Л11-1с116я73-5 ISBN 978-5-98879-177-5 © ООО «Издательство „ГИОРД“», 2014
Стр.2
Оглавление Предисловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. Общие сведения о содержании работ по созданию технологических машин и оборудования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.1. Общая методология работ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Характерные особенности современной науки . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Наука как система знаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Методы исследования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Последовательность выполнения НИР. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Методы обоснования тем научных исследований . . . . . . . . . . . . . . 18 Выбор темы научно-исследовательской работы . . . . . . . . . . . . . . . 20 Технико-экономическое обоснование на проведение НИР . . . . . 21 1.2. Общие подходы к моделированию объекта разработок. . . . . . . . . . . 23 2. Численные методы исследования теоретических моделей разрабатываемых объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.1. Требования теории приближенных вычислений. . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Абсолютная и относительная погрешности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Погрешность округленного числа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Погрешности арифметических действий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Погрешности элементарных функций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Способ границ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Обратная задача теории погрешностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Контрольные вопросы по п. 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Задания по п. 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2. Методы численного решения скалярных уравнений. . . . . . . . . . . . . 46 Метод хорд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Метод касательных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Метод простой итерации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Контрольные вопросы по п. 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Задания по п. 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.3. Численные методы решения систем нелинейных уравнений. . . . . . 60 Метод Ньютона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5
Стр.3
Оглавление Контрольные вопросы по п. 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Задания по п. 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.4. Возможности численного интегрирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Метод прямоугольников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Метод Симпсона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Метод трапеций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Метод Монте-Карло . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Контрольные вопросы по п. 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Задания по п. 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2.5. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Метод Пикара. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Метод Эйлера и его модификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Метод Рунге-Кутты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Метод Адамса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Контрольные вопросы по п. 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Задания по п. 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3. Численные методы исследования эмпирических моделей технологических машин и оборудования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 3.1. Численные методы исследования однофакторных эмпирических моделей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 3.1.1. Оценка неизвестных параметров закона распределения . . . 89 Задания по п. 3.1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.1.2. Составление выборочного уравнения прямой линии регрессии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Выборочное уравнение регрессии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Отыскание параметров линейных уравнений регрессии. . . . . . 97 Задания по п. 3.1.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.1.3. Использование критерия согласия Пирсона . . . . . . . . . . . . 105 Задания по п. 3.1.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.2. Численные методы исследования многофакторных эмпирических моделей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2.1. Основные понятия о планировании эксперимента . . . . . . 111 Полный факторный эксперимент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Матрица планирования полного факторного эксперимента. . 113 Дробный факторный эксперимент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Проведение эксперимента на объекте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Проверка воспроизводимости эксперимента . . . . . . . . . . . . . . 119 Получение оценок коэффициентов модели. . . . . . . . . . . . . . . . 119 6
Стр.4
Оглавление Проверка значимости коэффициентов модели. . . . . . . . . . . . . 120 Проверка адекватности математической модели . . . . . . . . . . . 121 Интерпретация модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Продолжение аппроксимирующего эксперимента . . . . . . . . . 122 3.2.2. Особенности обработки данных при наблюдении (пассивном эксперименте) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Понятие о методе наименьших квадратов . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Построение системы показателей (факторов). Анализ матрицы коэффициентов парной корреляции в пакете прикладных программ Excel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Выбор вида модели и оценка ее параметров . . . . . . . . . . . . . . . 139 3.3. Возможности поиска оптимальных решений моделей разрабатываемых объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 3.3.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 3.3.2. Решение задачи линейной оптимизации средствами Excel и Mathcad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Задания по п. 3.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 4. Общие возможности численной оптимизации решений математических моделей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 4.1. Краткие сведения из теории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 4.2. Порядок выполнения анализа с помощью ЭВМ. . . . . . . . . . . . . . . . 170 Контрольные задания по гл. 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Приложение 1. Варианты выборок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Таблица П1. Варианты выборок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Таблица П2. Варианты выборок Х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Таблица П3. Варианты выборок Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Приложение 2. Транспортные задачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Приложение 2А.Транспортная задача по критерию времени . . . 197 Приложение 2Б. Транспортная задача с осложнениями. . . . . . . . 198 Приложение 2В. Транспортная задача по критерию стоимости. . . 198 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Стр.5

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.