Какие способы моделирования вы знаете технология

Способы моделирования

Модели можно условно разделить на две группы: материальные и идеальные, и, соответственно, различать предметное и абстрактное моделирование.

К первой группе относятся такие способы, при которых исследования ведутся на основе модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики оригинала (по меньшей мере — одну из них).

Основными разновидностями предметного моделирования являются физическое и аналоговое моделирование.

Физическоемоделирование характеризуется тем, что исследования проводятся на моделях, сохраняющих в определенной степени физическую природу изучаемых явлений и процессов (стенды, установки, макеты).

Физическое моделирование — это моделирование, когда реальному объекту ставится в соответствие увеличенная или уменьшенная (или такая же) «копия», допускающая исследования (обычно в лабораторных, стендовых условиях) с последующим переносом свойств процессов и явлений с модели на оригинал на основе теории подобия.

На физических моделях более полно воспроизводятся свойства исследуемого процесса. Основой для создания физических моделей является теория подобия и размерности. что и позволяет утверждать, что в модели сохранились требуемые свойства. При выборе физической модели необходимо исходить, прежде всего, из того, что работа с моделью должна быть простой, менее трудоемкой и безопасной, допускать использование более мощных методов анализа, чем работа с самой системой.

Недостатком физической модели является то, что при изменении параметров исследуемого процесса или при воспроизведении нового объекта необходимо создавать новую модель, что обычно связано с большими затратами времени и средств. К тому же стоимость моделей сложных объектов относительно высока. То есть эти модели не будут универсальными. Поэтому физическое моделирование имеет ограниченную сферу применения, и основным методом исследования сложных систем является математическое моделирование.

Аналоговое моделирование основано на замене исходного объекта объектом другой физической природы, обладающим аналогичным поведением. Например, колебания и резонанс можно изучать и с помощью механических систем, и с помощью электрических цепей. При аналоговом моделировании важно увидеть в объекте-заменителе нужные черты, и правильно их интерпретировать. Наивысшим уровнем аналогии является полная аналогия, имеющая место только для достаточно простых объектов. С усложнением объекта используют аналогии последующих уровней, когда аналоговая модель отображает несколько или только одну сторону функционирования объекта. Обычно для объектов с аналогичным поведением можно использовать одну и ту же модель. В свое время очень широко использовались аналоговые вычислительные машины. Моделирование с их помощью основано на том, что электрические явления сходны с очень многими явлениями другой физической природы. Например, колебания тока в электрической цепи аналогичны угловым колебаниям ракеты, а экспериментировать с электрической цепью дешевле и безопаснее, чем с летящей ракетой. Электрические колебания, воспроизводимые на аналоговых машинах, можно было наблюдать с помощью специальных приборов – осциллографов и тем самым «видеть» поведение модели.

И физическое, и аналоговое моделирование в качестве основного способа исследования предполагают проведение натурного эксперимента с моделью, но этот эксперимент оказывается в каком-то смысле более привлекательным, чем эксперимент с исходным объектом.

В обоих типах материального моделирования модель является материальным отражением исходного объекта и связана с ним своими характеристиками, процесс исследования связан с материальным воздействием на модель, т.е. состоит в предметном эксперименте.

Идеальное моделирование отличается от предметного моделирования принципиально и основано на аналогии идеальной, мысленной. Оно носит теоретический характер.

Различают два типа идеального моделирования: интуитивное и знаковое моделирование.

Интуитивное моделирование — это моделирование, основанное на интуитивном представлении об объекте исследования, не поддающегося формализации, либо не нуждающегося в ней. Например, жизненный опыт каждого человека можно считать интуитивным моделированием окружающего мира.

Знаковым называется моделирование, использующее в качестве моделей знаки или символы: схемы, графики, чертежи, тексты на различных языках, включая формальные, математические формулы и теории. Обязательным участником знакового моделирования является интерпретатор знаковой модели (чаще всего человек). Чертежи, тексты и формулы сами по себе не имеют никакого смысла без того, кто понимает их и использует в своей повседневной деятельности.

Важнейшим видом знакового моделирования является математическое моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики с использованием определенных математических методов. Классическим примером математического моделирования является описание

законов механики И. Ньютона средствами математики.

Абстрагируясь от физической природы объектов, математика изучает идеальные объекты. Математическое моделирование основано на ограниченности числа фундаментальных законов природы и принципе подобия, означающем, что явления различной физической природы могут описываться одинаковыми математическими зависимостями. Например, с помощью теории дифференциальных уравнений можно изучать уже упомянутые электрические и механические колебания в наиболее общем виде, а затем полученные знания применять для исследования объектов конкретной физической природы.

Математическое моделирование – формализованное описание системы с помощью математических соотношений или алгоритмов. Любое математическое выражение, в котором фигурируют физические величины, можно рассматривать как математическую модель процесса. В отличие от физического моделирования, математическая модель позволяет изучать только те параметры оригинала, которые имеют математическое описание и связаны математическими соотношениями в уравнениях, относящихся как к математической модели, так и к оригиналу. При этом физика исследуемого процесса не сохраняется. Моделирование здесь основано на способности одних и тех же уравнений описывать различные по своей природе явления и выявлять различные функциональные связи отдельных сторон поведения объекта без полного описания его поведения.

Достоинства математических моделей:

а) возможность быстро провести ряд экспериментов на математической модели с целью поиска оптимального технологического режима или максимально достоверного прогноза при минимальных затратах времени и материальных ресурсов;

б) возможность на модели задать условия эксплуатации, невозможные в реальности, для проверки оптимальных режимов;

в) математическая модель по разработанным методикам позволяет быстро найти оптимальные условия ведения технологического процесса.

Таким образом, математическая модель объекта представляет выраженные в виде уравнений основные закономерности, присущие данному объекту и характеризующие статические и динамические связи между его входными и выходными переменными. Возможности моделирования, то есть перенос результатов, полученных в ходе построения и исследования модели, на оригинал основаны на том, что модель в определенном смысле отображает (воспроизводит, описывает, имитирует) некоторые интересующие исследователя черты объекта.

Важнейшая разновидность математического моделирования – компьютерное моделирование. Компьютерная модель – это программная реализация математической модели, дополненная различными служебными программами (например, рисующими и изменяющими графические образы во времени). Компьютерная модель имеет две составляющие — программную и аппаратную. Программная составляющая также является абстрактной знаковой моделью. Это лишь другая форма абстрактной модели, которая, однако, может интерпретироваться не только математиками и программистами, но и техническим устройством – процессором.

Компьютерная модель проявляет свойства физической модели, когда она интерпретируется физическим устройством, компьютером. Компьютерная модель как физическое устройство может входить в состав испытательных стендов, тренажеров и виртуальных лабораторий. Этот специальный вид моделей, сочетающих в себе и абстрактные, и физические черты, обладает уникальным набором полезных свойств. Главным из них является простота создания и модификации модели. Следует учесть высокую точность получаемых результатов, неограниченную функциональную сложность моделей. Поэтому в настоящее время под моделированием почти всегда понимают компьютерное моделирование.

Дата добавления: 2015-04-12 ; просмотров: 11 | Нарушение авторских прав

Источник

Моделирование и его виды

Моделирование является одним из основных методов современных научных исследований.

Моделирование – это исследование объектов познания на их моделях, построение и изучение моделей реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов. Это воспроизведение изучаемых свойств объекта или явления с помощью модели при ее функционировании в определенных условиях. Модель – это образ, структура или материальное тело, которые воспроизводят с той или иной мерой сходства явление или объект. Модель изоморфна (сходственна, аналогична) с натурой (оригиналом), обобщением которой она является. Она воспроизводит наиболее характерные признаки изучаемого объекта, выбор которых определяется целью исследования. Модель всегда приближенно отображает объект или явление. В противном случае модель превращается в объект и теряет свое самостоятельное значение.

Для получения решения модель должна быть достаточно простой и в то же время она должна отражать существо задачи, чтобы найденные с ее помощью результаты имели смысл.

В процессе познания человек всегда, более или менее явно и сознательно, строит модели ситуаций окружающего мира и управляет своим поведением в соответствии с выводами, полученными им при изучении модели. Модель всегда отвечает конкретной цели и ограничена рамками поставленной задачи. Модель системы управления для специалиста по автоматике коренным образом отличается от модели этой же системы для специалиста по надежности. Моделирование в конкретных науках связывают с выяснением (или воспроизведением) свойств какого-либо объекта, процесса или явления с помощью другого объекта, процесса или явления, причем обычно предполагается соблюдение определенных количественных соотношений между моделью и оригиналом. Различают три вида моделирования.

1. Математическое (абстрактное) моделирование основывается на возможности описания изучаемого процесса или явления на языке некоторой научной теории (чаще всего на математическом).

2. Аналоговое моделирование основывается на изоморфизме (сходственности) явлений, имеющих различную физическую природу, но описываемых одинаковыми математическими уравнениями. Примером может служить изучение гидродинамического процесса с помощью исследования электрического поля. Оба эти явления описываются дифференциальным уравнением Лапласа в частных производных, решение которого обычными методами возможно только для частных случаев. В то же время экспериментальные исследования электрического поля намного проще соответствующих исследований в гидродинамике.

3. Физическое моделирование состоит в замене изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу. В науке любой эксперимент, проводимый в целях выявления тех или иных закономерностей изучаемого явления или для проверки правильности и границ применимости теоретических результатов, фактически представляет собой моделирование, так как объект исследования – конкретная модель (образец), обладающая определенными физическими свойствами. В технике физическое моделирование используют тогда, когда трудно провести натурный эксперимент. В основу физического моделирования положены теории подобия и анализ размерностей. Необходимым условием реализации этого вида моделирования является геометрическое подобие (подобие формы) и физическое подобие модели и оригинала: в сходственные моменты времени и в сходственных точках пространства значения переменных величин, характеризующих явления, для оригинала должны быть пропорциональны тем же значениям для модели. Это позволяет производить соответствующий пересчет полученных данных.

Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 3467 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Красиво шить не запретишь!

Елена Красовская

Красиво шить не запретишь!

Руководство для новичков

Учитесь шить он-лайн с Еленой Красовской

Что такое моделирование и как его можно применить в шитье

При изучении шитья и кроя, у новичка, рано или поздно, возникают вопросы — что такое моделирование, зачем оно нужно и как его можно применить в шитье?

«…Моделирование относится к области прикладного искусства, занимающегося созданием моделей или образцов одежды…»

Именно моделирование, позволяет значительно расширять границы шитья!

В глобальном смысле, моделирование — это изучение и построение моделей различных предметов и явлений.

А моделирование одежды…

это создание эскизов швейных изделий, учитывающее характеристики используемых материалов, назначение изделия и фигуры человека.

Если проще — нужно изучить фигуру и создать подходящую модель.

Процесс моделирования отвечает на вопросы:

Это значит, если вы хотите самостоятельно создать модель, которая понравилась, нужно:

• знать особенности фигуры;
• иметь представление куда и с чем её можно носить;
• а также, какие материалы подойдут для выбранной модели.

Определившись с ответами на данные вопросы, можно приступать к практической части моделирования.

Процесс создания модели делится на два основных этапа:

1. Работа над композицией, созданием эскиза/рисунка;
2. Выполнение композиции в материале,

В свою очередь, второй этап создания модели это:

• Разработка чертежа и лекал;
• Раскрой;
• Пошив.

На первом этапе можно довериться работе профессионального дизайнера, используя уже созданный эскиз или модель с картинки (хотя, зная приемы моделирования, вам, наверняка, захочется придумывать модели самостоятельно — это проверенный факт!)…

Второй этап требует, не только знания видов и способов моделирования, но и грамотного применения их.

Различают два вида моделирования:

Творческое моделирование основано на разработке моделей/коллекций «с нуля». Чаще всего, коллекции разрабатываются на основе одной тематики. Например, используются исторические материалы, народное творчество, архитектура, мода различных эпох.

Великолепные примеры творческого моделирования можно наблюдать в коллекциях известных дизайнеров.

Валентин Юдашкин. Коллекция, посвященная Санкт-Петербургу

Карл Лагерфельд – коллекция одежды Chanel, которую дизайнер посвятил легендарной Коко.

В творческом моделировании, не используют рисунки с журналов мод или других источников.

Процесс творческого моделирования определяется общим замыслом модельера/дизайнера при разработке моделей, с учетом направлений современной моды, желания любителей красиво одеваться и географического расположения.

То есть, придумывая образ будущей модели «из головы», а не копируя его с понравившейся картинки, вы занимаетесь творческим моделированием!

А вот, техническое моделирование — это перенос модели с рисунка или фото из журнала мод на чертеж, с использованием разных способов и законов моделирования.

Другими словами, техническое моделирование — это воплощение идеи/мысли/образа «в жизнь»,т.е. непосредственное создание модели.

Наиболее известны и популярны три способа технического моделирования:

Муляжный способ — получение модели с помощью наколки.

Создание модели одежды и получение разверток ее деталей, в соответствии с художественным замыслом осуществляется путем макетирования (муляжирования) изделия на фигуре человека или на манекене.

Главным образом, применяется для уточнения формы деталей (например, воротник, манжета и т.д.) и при сложных покроях одежды.

Приемы муляжного метода используются при проведении примерок в процессе изготовления одежды.

Этот способ берет свое начало с давних времен и до сих пор не теряет актуальности. Особенно его любят дизайнеры.

Графический способ технического моделирования основывается на геометрических ортогональных преобразованиях: переносе, симметрии и повороте.

Разработку моделей производят при помощи предварительного расчета, то есть, путем непосредственного конструирования. Сразу учитываются пропорции рисунка/эскиза и снятые с фигуры мерки.

При графическом методе моделирования строят перемещаемый участок детали, полностью сохраняя его размеры.

Существуют два способа построения равных геометрических фигур: способ засечек и способ перпендикуляров.

Для новичка в шитье и конструировании графический способ моделирования может показаться сложным.

Но, если у вас математических склад ума и вы обожаете строить чертежи, он вам понравится.

Шаблонный способ технического моделирования наиболее распространен и прост.

При шаблонном способе моделирования модель создается на базе типовой конструкции, путем разреза лекал и развода его от осевой линии.

Шаблонный метод позволяет быстро выполнить несколько переносов и поворотов одного и того же участка чертежа, разрезанного на части, что необходимо при создании складок, фалд, драпировок.

Суть способа в том, что:

• Из бумаги вырезают шаблон, точную копию основной детали базовой основы;
• На шаблон, в соответствии с моделью, наносят новое положение элемента;
• Шаблон разрезают по линии нового положения;
• Исходные линии элемента закрывают/перемещают;
• При этом определяется новое положение элемента;
• Контур трансформированного шаблона очерчивают, уложив на плотную бумагу, получая новое лекало.

Способ шаблонов проще, чем графический, дает хорошие результаты и потому широко используется в техническом моделировании.

При выполнении моделирования шаблонным способом следует помнить об эстетичности и плавности оформляемых новых линий конструкции.

Также, есть ряд важных обязательных условий, которые следует соблюдать при использовании шаблонного способа.

В рамках одной ознакомительной публикации, данную тему не освятить.

⇒Но, начав изучать основы моделирования, а главное, научившись грамотно применять его приемы, вы точно найдете это занятие увлекательным!⇐

Ведь, используя проверенную основу и навыки моделирования, можно создавать обновки хоть каждый день.

Кстати, на сайте есть несколько статей и видео о применении некоторых приемов моделирования:

Изучайте и применяйте моделирование для расширения ваших швейных возможностей, это на самом, деле интересно и увлекательно.

Создав однажды СВОЮ модель, вам непременно захочется повторить результат!

Источник