Введение. Оптимизация– пр-сс поиска наилучшего решения в заданных ус­ловиях

Оптимизация – пр-сс поиска наилучшего решения в заданных ус­ловиях. Для оптимизации необходимо знать: технологию, в каком поле работает, знать все ограничения. Управление – это пр-сс ве­дения другого пр-са по заданной технологии.

1. Методы исследования теплотехнических систем.

В настоящее время теплотехнические сис-мы представляют собой совокупность большого числа взаимосвязанных эл-ов, в которых протекают сложные физ. – хим. пр-сы. Закономерности, описы­вающие пр-сс, многообразны и с трудом поддаются матем. описа­нию, особенно когда дается комплексное описание функциониро­вания теплотехнологической системы. В настоящее время сущ-ет 3 основных подхода исследования теплотехнических систем:

1. натурный эксперимент.

2. физическое моделирование.

3. математическое моделирование.

С позиции методологии эти методы подразделяются на 2 направления: экспериментальные и аналитические исследования. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки.

Натурный эксперимент не может явл-ся эффективным раб. методом получения инф-ции в связи с большими запретами на его проведение, ограниченностью области исследования и большой сложностью обработки рез-тов исследования и распространение этих рез-тов на аналитические системы. Преимущества натурального эксперимента заключается в этом, что полученная инф-ция явл-ся критерием точности наших знаний о функционировании данной системы и закономерности пр-сов, протекающих в данной системе.

Физ. моделирование – следующий метод исследования теплотехнической сис-мы. При физ. моделировании изучение данного пр-са происходит при его произведении в другом масштабе значимых переменных и учете влияния физ. особенностей и линейных размеров. Физ. модель строится непосредственно на изучаемом физ. явлении или пр-се. Опытные данные представляются в виде зависимости безразмерных комплексов различных физ.величин и линейных размеров. Безразмерная форма представления зависимости, позволяет распространять их на группу подобных между собой явлений хар-ся постоянством, определяющих безразмерных комплексов и чисел подобия.

Таким образом числа подобия сводятся к воспроизведению постоянство определяющих безразмерных величин, а именно критериев подобия в модели и объекте. Для сравнительно простых сис-м или объектов, например, тепловые гидравлические пр-сы однородных потоков, применение методов физ. моделирования оправдывает себя, т.к. приходится оперировать ограниченным числом критериев.

Для сложных сис-м, когда число пар-ров резко увел-ся возможность создания физ. модели, а и проведения физ. эксперимента над этой моделью становится проблематично.

1. физ. моделирование сохраняет особенности проведения эксперимента на реальном объекте.

2. требует предварительного матем. исследования с целью определения условий и соотношения подобий.

3. обработка рез-в исследования как и в реальном эксперименте не позволяет получать сравнительно точные расчетные зависимости.

Физ. моделирование в настоящее время имеет ограниченное применение и используется в том случае, когда невозможно применять другие методы исследования.

следующий метод исследования теплотехнической сис-мы – матем. моделирование, – суть которого – создание матем. модели и ее исследования, представляет собой совокупность матем. моделей и соотношений, определяющих взаимосвязи пар-ров, определяющих тот или иной пр-сс или явление.

Если проверка не проходит, происходит возврат к предыдущим этапам.

Основными преимуществами матем. моделирования явл-ся то, что оно универсально и м.б. использовано не только для исследования, но и при создании и эксплуатации технического объекта; имеется возможность использования для проведения эксперимента высокоскоростные машины, и таким образом получать большие объемы инф-ции в кратчайшие сроки.

Недостатком матем. моделирования явл-ся трудоемкость создания программного обеспечения; возможность внесения ошибки на любом этапе пр-са моделирования.

В связи с этим предъявляются высокие требования к процедуре проверки на адекватность. Во-первых, матем. модель д.б. не противоречивой с позиции основных физ. законов и подчиняться всем законам матем. логики. Во-вторых, справедливость модели зависит от степени точности описания физ. пр-са или явления. При этом необходимо не забывать, что точность описания или точность матем. модели должна соответствовать требованиям постановки задачи, которая должна соответствовать точности исходных данных.

Таким образом, при использовании метода моделирования св-ва и поведения объекта изучают путем применения вспомогательного объекта, находящегося в определенном объективном соответствии с объектом.

Под объектом исследования могут понимать либо некоторую сис-му, эл-ты которой в пр-се достижения конечной цели реализует 1 или несколько пр-сов, либо некоторый пр-сс, реализуемый эл-ми 1-й или нескольких сис-м. Поэтому в дальнейшем термины модель пр-са, модель объекта, или модель сис-мы следует воспринимать как синонимы. Представление о тех или иных св-вах объекта, их взаимосвязи, формируется исследователем в виде описания этих объектов на научном языке, в виде рисунков, графиков, формул, или реализуются в виде макетов и др. устройств. Все эти виды описания обобщаются в едином понятии модель, а построение и изучение модели наз-ют моделированием. В целом модели позволяют вывести упрощенное представление об оригинале и получить определенные рез-ты проще, чем при изучении реального объекта или пр-са. Более того модели м.б. исследованы до появления реального объекта. Классификация моделей м.б. произведена по целому ряду признаков:

1. по форме представления: физические, символические, смешанные.

2. по методу исследования: физические, аналоговые, математические.