Реферат компьютерное моделирование в физике
Обновлено: 30.06.2024
Информационные технологии компьютерного моделирования.
Что дает компьютерное моделирование в физике
Список использованной литературы
Выдержка из текста
Методами компьютерного моделирования пользуются специалисты практически всех отраслей и областей науки и техники — от истории до космонавтики, поскольку с их помощью можно прогнозировать и даже имитировать явления, события или проектируемые предметы в заранее заданных параметрах.
Совсем недавно в школьных учебниках на уровне молекул и атомов появилось понятие "валентность"; на уровне ядер — понятие дефекта массы, которое позволило рассматривать легкие (даже без массы) объекты построенными из более тяжелых частиц. Дефект масс для ядер сказывается в том, что масса ядер меньше массы нуклонов (нейтронов и протонов) в ядрах, что обусловливает их связь.
Содержательная линия формализации и моделирования выполняет в базовом курсе информатики важнейшую педагогическую задачу – развитие системного мышления учащихся, так как работа с огромными объемами информации невозможна без навыков ее систематизации. Умение систематизировать данные – главнейший компонент компьютерной грамотности учащихся. Не случайно, в процессе развития школьной информатики следует отметить значительное увеличение веса данной линии в общем содержании курса.
Вторая глава состоит из трех параграфов. В ней раскрывается проблема практической значимости применения компьютерного метода в прогнозировании политических процессов. В этой главе описывается алгоритм создания компьютерной модели и ее применение на практике.
Компьютерное моделирование в медиапланировании
Компьютер позволяет быстро найти решение сложных задач математики и физики, при построении графиков, в компьютерных играх и т.
МОДЕЛИРОВАНИЕ В НЕФТЕДОБЫЧЕ
7 МОДЕЛИРОВАНИЕ В МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКЕ
13 МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ АТОМА 25
Цель исследования дипломного проекта на тему «
Реферат изложен на 17 станицах машинописного текста, состоит из введения, двух разделов, заключения и списка источников, который включает 6 наименований. В реферате представлено 5 рисунка.
Методологией исследования сложных систем является системный анализ. Один из важнейших инструментов прикладного системного анализа — компьютерное моделирование. Имитационное моделирование является наиболее эффективным и универсальным вариантом компьютерного моделирования в области исследования и управления сложными системами.
Температурный диапазон испытаний позволил рассматривать достаточно широкие исследуемые процессы и явления. Проведенные исследования металлов, металлических монокристаллов получили ряд специфических особен ностей высокоскоростного ( 104 с-1 ) деформирования и разрушения в ударных волнах. Эти особенности интересны для специалистов в области физики прочности и пластичности.
Его ценность состоит в применении методологии системного анализа.проверка правильности и оценка точности результатов моделирование;
Список использованной литературы
1. Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях. Часть первая.— М.: Мир, 1990.— 400 с.
2. Тарасевич Ю.Ю. Математическое и компьютерное моделирование. АСТ-Пресс, 2004.
3. Беляев Н.А., Лысенко В.В., Малинина Л.Н., Основы информатики, Ростов наДону, Феникс, 2006.
5. Толстик А.М. Роль компьютерного эксперимента в физическом образовании. Физическое образование в вузах, т.8, № 2, 2002 (интернет 2002-2-94.pdf )
6. Майер, Р.В. Решение физических задач с помощью пакета MathCAD [Электронный ресурс]
/ Р.В.Майер. Глазов: ГГПИ, 2006. 37 c. 7.
7. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс. СПб.: Питер, 2000. 432 c.
Прикладным применением разработанных в физике схем компьютерного моделирования является применение компьютерного моделирования в фармакологии. Компьютерное моделирование в такой важной области как разработка лекарственных препаратов для лечения раковых заболеваний позволило выявить ряд побочных эффектов лечения рака молочной железы и рака почки популярным препаратом (тамоксифен) без тестирования… Читать ещё >
Компьютерное моделирование в физике ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Содержание
- Компьютерное моделирование в физике
- Введение
- Возможности компьютерного моделирования Компьютерные модели. Их свойства, принципы создания Информационные технологии компьютерного моделирования
- Что дает компьютерное моделирование в физике
- Заключение
- Список использованной литературы
После процесса интерпретации следует уточнение вычислительной модели, иногда такое уточнение проводят неоднократно.
Что дает компьютерное моделирование в физике В ряде работ по компьютерному моделированию говорится, что новое напарвление физики — вычислительная физика позволяет получать более достоверные результаты, чем в случае применения только аналитических методов. Вычислительные эксперименты с применением компьютерного моделирования применяют при исследованиях в области физики твердого тела, плазмы, неидеальных газов и жидкостей, при изучении фазовых переходов. При компьютерном моделировании достигают не только качественного и полуколичественного соответствия, но часто получают результат, хорошо согласующийся с реальным опытом, что позволяет выявить влияние основных факторов, определяющих ход физического процесса.
На основании компьютерной модели поведения галактик группа ученых из разных стран обнаружили, что при росте сверхмассивных черных дыр происходят процессы взрывного освобождения энергии и ограничивают рост черной дыры. При моделировании использовали стандартный сценарий формирования галактик, когда они растут, объединяясь друг с другом под действием гравитационных сил. В ходе моделирования выяснилось, что черные дыры в маленьких галактиках ограничивают свой рост более эффективно, чем в галактиках крупных. Это связывают с тем, что маленькая галактика содержит меньшее количество газа.
Еще один пример применения компьютерного моделирования, опубликованный в интернете. Он касается разработки полезных ископаемых, особенно редкоземельных металлов, количество которых невелико, но они крайне важны для нынешнего состояния техники.
Геологи проводят серьезную изыскательскую работу и берут большое количество проб на разной глубине исследумого участка. Эти пробы исследуются на содержание всех компонентов, а на основе аналитического определения состава проб составляют карту залегания полезных элементов. Полученная карта является моделью, по которой обсчитывают с помощью компьютерного моделирования целесообразность добывания там полезных ископаемых. На основании полученных уже в настоящее время данных высказано предположение, что через некоторое время будет изменениа тактика добычи многих особо ценных элементов, от добычи в шахтах, расположенных на большой глубине, перейдут к разработкам в больших открытых карьерах. Открытые карьеры являются тоже довольно опасными объектами, При решении формирования открытого карьера также необходимо будет использовать компьютерное моделирование. Сейчас проводится набор данных для создания моделей, позволяющих учесть залегание полезных ископаемых, деформацию горных систем, сейсмоопасность.
Мне кажется, что компьютерное моделирование при поиске полезных ископаемых не является чисто физической задачей, такие задачи называют прикладными. Но совершенно очевидно, что применение компьютерного моделирования в этой области было бы невозможно без освоения основ физических явлений и процессов, а также математического аппарата описания физических процессов, разрабатываемого при изучении физики и при исследовании физических явлений.
Прикладным применением разработанных в физике схем компьютерного моделирования является применение компьютерного моделирования в фармакологии. Компьютерное моделирование в такой важной области как разработка лекарственных препаратов для лечения раковых заболеваний позволило выявить ряд побочных эффектов лечения рака молочной железы и рака почки популярным препаратом (тамоксифен) без тестирования на живых организмах. Было выяснено, что тамоксифен взаимодействует не только с целевыми белками, но с другими, имеющими близкие характеристики. Эксперимент проведен на трехмерной модели молекулы тамоксифена. Для исследования возможных взаимодействий использованы модели белковых структур из международного хранилища данных о белках, которое хранит десятки тысяч моделей белковых структур.
Заключение
Компьютерное моделирование представляет собой проведение вычислительного эксперимента. Этот метод исследования имеет ряд преимуществ по сравнению с экспериментальными методами исследования явлений объектов познания. Современные программные продукты позволяют очень быстро решить сложные системы уравнений, с помощью которых описывают физические явления и на основании расчетов постороить зависимости изучаемой величины от ряда факторов. Поэтому компьютерные модели часто используют при исследовании таких явлений, экспериментальное изучение которых представляется сложным и даже непредсказуемым. Формализованность компьютерных моделей позволяет выявить факторы, определяющие свойства изучаемых объектов, мимо которых в экспериментальном изучении ученые проходят.
Изучение физики с применением компьютера, на компьютерных моделях позволяет лучше изучить и, главное, быстрее понять основные физические принципы. Разработка собственной программы на языке Бейсик при изучении процесса прямолинейного движения точки со скоростью, определяемой соответствующим уравнением, для меня оказалась даже более интересной, чем освоение компьютерной игры.
1. Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях. Часть первая.— М.: Мир, 1990.— 400 с.
3. Беляев Н. А. , Лысенко В. В. , Малинина Л. Н. , Основы информатики, Ростов на
Дону, Феникс, 2006.
5. Толстик А. М. Роль компьютерного эксперимента в физическом образовании. Физическое образование в вузах, т.8, № 2, 2002 (интернет 2002;2−94.pdf)
6. Майер, Р. В. Решение физических задач с помощью пакета MathCAD [Электронный ресурс] / Р. В. Майер . Глазов: ГГПИ, 2006. 37 c. 7.
7. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс. СПб.: Питер, 2000. 432 c.
Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях. Часть первая. М.: Мир, 1990. 400 с.
Тарасевич Ю. Ю. Математическое и компьютерное моделирование. АСТ-Пресс, 2004.
Беляев Н.А., Лысенко В. В. , Малинина Л. Н. , Основы информатики, Ростов на
Дону, Феникс, 2006
Толстик А. М. Роль компьютерного эксперимента в физическом образовании. Физическое образование в вузах, т.8, № 2, 2002 (интернет 2002;2−94.pdf)
Майер, Р. В. Решение физических задач с помощью пакета MathCAD [Электронный ресурс] / Р. В. Майер . Глазов: ГГПИ, 2006. 37 c. 7.
Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс. СПб.: Питер, 2000. 432 c.
Компьютерное моделирование. Моделирование физический и математических процессов на компьютере.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| rabota.docx | 155.67 КБ |
Предварительный просмотр:
УЧЕНИК 9 КЛАССА
учитель математики и информатики
- вВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………3
- КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ…………………………………. 5
- ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………..10
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………. 18
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………. 20
Гипотеза: любой процесс или явление можно смоделировать с помощью ПК.
Цель работы – изучить возможности компьютерного моделирования, использование его в различных предметных областях.
Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:
– дать теоретические сведения о моделировании;
– описать этапы моделирования;
– привести примеры моделей процессов или явлений из различных предметных областей;
- сделать общий вывод о компьютерном моделировании в предметных областях.
Построение и исследование моделей – это один из важнейших методов познания, умение использовать компьютер для построения моделей – одно из требований сегодняшнего дня, поэтому я считаю данную работу актуальной. Она является важной для меня, так как я хочу продолжить свое дальнейшее обучение в этом направлении, а также рассмотреть другие программы при разработке компьютерных моделей, это цель на дальнейшее продолжение этой работы.
Анализируя литературу по теме исследования, я выяснил, что практически во всех естественных и социальных науках построение и использование моделей, является мощным инструментом исследований. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения оказывается построение модели, отображающей лишь какую-то часть реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность.
Модель (лат. modulus — мера) — это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.
Модель - создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа, описания знаковыми средствами либо материальной системы), отражающий свойства, характеристики и связи объекта – оригинала произвольной природы, существенные для задачи, решаемой субъектом.
Моделирование – процесс создания и использования модели.
- Познание действительности
- Проведение экспериментов
- Проектирование и управление
- Прогнозирование поведения объектов
- Тренировка и обучения специалистов
- Обработка информации
Классификация по форме представления
- Материальные - воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение (детские игрушки, наглядные учебные пособия, макеты, модели автомобилей и самолетов и прочее).
- a) геометрически подобные масштабные, воспроизводящие пространственно- геометрические характеристики оригинала безотносительно его субстрату (макеты зданий и сооружений, учебные муляжи и др.);
- b) основанные на теории подобия субстратно подобные, воспроизводящие с масштабированием в пространстве и времени свойства и характеристики оригинала той же природы, что и модель, (гидродинамические модели судов, продувочные модели летательных аппаратов);
- c) аналоговые приборные, воспроизводящие исследуемые свойства и характеристики объекта оригинала в моделирующем объекте другой природы на основе некоторой системы прямых аналогий (разновидности электронного аналогового моделирования).
- Информационные - совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром).
- 2.1. Вербальные - словесное описание на естественном языке).
- 2.2. Знаковые - информационная модель, выраженная специальными знаками (средствами любого формального языка).
- 2.2.1. Математические - математическое описание соотношений между количественными характеристиками объекта моделирования.
- 2.2.2. Графические - карты, чертежи, схемы, графики, диаграммы, графы систем.
- 2.2.3. Табличные - таблицы: объект-свойство, объект-объект, двоичные матрицы и так далее.
- Идеальные – материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность, геометрическая точка и прочее.
- 3.1. Неформализованные модели - системы представлений об объекте оригинале, сложившиеся в человеческом мозгу.
- 3.2. Частично формализованные .
- 3.2.1. Вербальные - описание свойств и характеристик оригинала на некотором естественном языке (текстовые материалы проектной документации, словесное описание результатов технического эксперимента).
- 3.2.2. Графические иконические - черты, свойства и характеристики оригинала, реально или хотя бы теоретически доступные непосредственно зрительному восприятию (художественная графика, технологические карты).
- 3.2.3. Графические условные - данные наблюдений и экспериментальных исследований в виде графиков, диаграмм, схем.
- 3.3. Вполне формализованные (математические) модели.
- Конечность : модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и, кроме того, ресурсы моделирования конечны;
- Упрощенность : модель отображает только существенные стороны объекта;
- Приблизительность : действительность отображается моделью грубо или приблизительно;
- Адекватность : насколько успешно модель описывает моделируемую систему;
- Информативность : модель должна содержать достаточную информацию о системе - в рамках гипотез, принятых при построении модел;
- Потенциальность : предсказуемость модели и её свойств;
- Сложность : удобство её использования;
- Полнота : учтены все необходимые свойства;
- Адаптивность .
Так же необходимо отметить:
Процесс построения модели называется моделированием.
- Информационное моделирование
- Компьютерное моделирование
- Математическое моделирование
- Математико-картографическое моделирование
- Молекулярное моделирование
- Цифровое моделирование
- Логическое моделирование
- Педагогическое моделирование
- Психологическое моделирование
- Статистическое моделирование
- Структурное моделирование
- Физическое моделирование
- Экономико-математическое моделирование
- Имитационное моделирование
- Эволюционное моделирование
- Графическое и геометрическое моделирование
- Натурное моделирование
Компьютерное моделирование включает в себя процесс реализации информационной модели на компьютере и исследование с помощью этой модели объекта моделирования — проведение вычислительного эксперимента . С помощью компьютерного моделирования решаются многие научные и производственные вопросы.
Выделение существенных сторон реального объекта и отвлечение от его второстепенных свойств с точки зрения поставленной задачи, позволяет развить аналитические способности. Реализация модели объекта на компьютере требует знания прикладных программ, а также языков программирования.
Характеризуются понятия "модель", "моделирование", "проблема принятия решений". Для того чтобы пояснить причины, вызвавшие необходимость возникновения различных методов моделирования систем, сферы их применения и принципы выбора для моделирования конкретных систем и процессов, в данной работе приводятся сведения о причинах возникновения теории систем и других междисциплинарных направлений, обосновывается необходимость разработки и применения различных методов моделирования. Приводится обзор подходов к моделированию систем, классификаций методов моделирования систем и процессов. Предлагается классификация моделей.
Понятие о модели и моделировании
Термин "моделирование" первоначально был введен для исследования проблем, которые не удавалось сразу решить теоретическим или экспериментальным методом: ![hello_html_2699dabe.jpg]()
"Моделирование" — исследование физических процессов на моделях. В простейшем случае модель воспроизводит изучаемое явление (оригинал) с сохранением его физической природы и геометрического подобия, а отличается от оригинала лишь тем (размерами, скоростью течения исследуемых явлений и иногда материалом), что приводит к изменению. параметров".
Для реализации идеи моделирования развивалась "теория подобия, изучающая условия подобия физических явлений. опирается на учение о размерности физических величин". При этом вводили ряд видов подобия: геометрическое (подобие геометрических фигур), механическое (характеризующее однотипные механические системы или явления, такие как потоки жидкости или газа, упругие системы и т.п.), тепловое (для тепловых процессов при одинаковости температурных полей и тепловых потоков), матричное (подобие матриц при задании их матрицами линейного преобразования). В последующем были введены термины физического (обобщающего механическое, тепловое и т.п. виды подобия) и его разновидностей — кинематического и динамического; химического, физико-химического и математического подобия.
Основой теории подобия является установление подобия критериев различных физических явлений и изучение с помощью этих критериев свойств самих явлений. Сходства в сходственные моменты времени в сходственных точках пространства значений переменных величин, параметров (которые при некотором принципиальном сходстве устанавливаются для различных видов подобия с учетом их специфики), характеризующих состояние одной системы, пропорциональны соответствующим величинам (параметрам) другой системы. Коэффициент пропорциональности для каждой из величин называется коэффициентом подобия. ![hello_html_d6df2a7.jpg]()
Понятие физического моделирования
Физическое моделирование - вид моделирования, который состоит в замене изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу.
К физическому моделированию прибегают не только по экономическим соображениям, но и потому, что натурные испытания очень трудно или вообще невозможно осуществить, когда слишком велики (малы) размеры натурного объекта или значения других его характеристик. ![hello_html_m3e26216e.jpg]()
Моделирование как средство экспериментального исследования
Для модельного эксперимента характерны следующие основные операции:
пеpеход от натуpального объекта к модели - постpоение модели (моделиpование в собственном смысле слова).
экспеpиментальное исследование модели.
пеpеход от модели к натуpальному объекту, состоящий в пеpенесении pезультатов, полученных пpи исследовании, на этот объект.
Три уровня абстракции, на которых может осуществляться моделирование:
уровня потенциальной осуществимости (когда упомянутый перенос предполагает отвлечение от ограниченности познавательно-практической деятельности человека в пространстве и времени);
уровня практической целесообразности (когда этот перенос не только осуществим, но и желателен для достижения некоторых конкретных познавательных или практических задач).
В модели реализованы двоякого рода знания:
знание самой модели (ее структуры, процессов, функций) как системы, созданной с целью воспроизведения некоторого объекта.
теоретические знания, посредством которых модель была построена.
Моделирование — не только одно из средств отображения явлений и процессов реального мира, но и — несмотря на описанную выше его относительность — объективный практический критерий проверки истинности наших знаний, осуществляемой непосредственно или с помощью установления их отношения с другой теорией, выступающей в качестве модели, адекватность которой считается практически обоснованной.
Список использованных источников
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam
- Курс добавлен 31.01.2022
- Сейчас обучается 26 человек из 18 регионов
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
5 595 243 материала в базе
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
- 15.06.2016 7233
- DOCX 1.5 мбайт
- 36 скачиваний
- Рейтинг: 5 из 5
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Шаповалов Юрий Алексеевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Автор материала
40%
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Минобрнауки и Минпросвещения запустили горячие линии по оказанию психологической помощи
Время чтения: 1 минута
Каждый второй ребенок в школе подвергался психической агрессии
Время чтения: 3 минуты
Ленобласть распределит в школы прибывающих из Донбасса детей
Время чтения: 1 минута
В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной
Время чтения: 0 минут
Университет им. Герцена и РАО создадут портрет современного школьника
Время чтения: 2 минуты
Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Читайте также: