Изучая сложные технологические объекты, процессы, аппараты и физико-химические явления, мы не можем учесть все факторы: какие-то оказываются существенными, а какими-то можно пренебречь. При этом формируется модель объекта исследования. В процессе компьютерного моделирования исследователь имеет дело с тремя объектами: системой (реальной, проектируемой, воображаемой), математической моделью и программой ЭВМ, реализующей алгоритм решения уравнений модели. Традиционная схема компьютерного моделирования, как единого процесса построения и исследования модели, имеющего соответствующую программную поддержку, может быть представлена в следующем виде (рис. 1.).
Рисунок 1. – Схема организации процесса компьютерного моделирования
Исходя из того, что компьютерное моделирование применяется для исследования, оптимизации и проектирования реальных технологических объектов (систем), можно выделить следующие этапы этого процесса:
1) определение объекта – установление границ, ограничений и измерителей эффективности функционирования объекта;
|
|
2) формализация объекта (построение модели) – переход от реального объекта к некоторой логической схеме (абстрагирование);
3) подготовка данных – отбор данных, необходимых для построения модели, и представление их в соответствующей форме;
4) разработка моделирующего алгоритма и программы ЭВМ;
5) оценка адекватности – повышение до приемлемого уровня степени уверенности, с которой можно судить относительно корректности выводов о реальном объекте, полученных на основании обращения к модели;
6) стратегическое планирование – планирование вычислительного эксперимента, который должен дать необходимую информацию;
7) тактическое планирование – определение способа проведения каждой серии испытаний, предусмотренных планом эксперимента;
8) экспериментирование – процесс осуществления имитации с целью получения желаемых данных и анализа чувствительности;
9) интерпретация – построение выводов по данным, полученным путем имитации;
10) реализация – практическое использование модели и результатов моделирования;
11) документирование – регистрация хода осуществления процесса и его результатов, а также документирование процесса создания и использования модели.
Перечисленные этапы создания и использования модели определены в предположении, что задача может быть решена наилучшим образом с помощью компьютерного моделирования. Однако, это может быть не самый эффективный способ. В том случае, если задача может быть сведена к простой модели и решена аналитически нет никакой нужды в компьютерном моделировании и имитации. Следует изыскивать все возможные средства, подходящие для решения данной конкретной задачи, стремясь при этом к оптимальному сочетанию стоимости и желаемых результатов.
Прежде чем приступать к оценке возможностей имитации, следует самому убедиться, что простая аналитическая модель для данного случая не пригодна.