Пятничный вопрос. Как моделировать?

Question

[Сергей]

Допустим мы хотим смоделировать работу уже существующей камеры ДВС. Можно ли это записать в виде

Class DVS extends Auto {
  public $image = 'dvs.png';
  public $path_value;
  private $ox,$temp,$pat;
  
  public function InAction ($oxygen,$patrol) {
  Тут горючая смесь, на выходе температура, давление.
  }
  private function WearandtearAction ($ox,$temp,$pat) {
  тут параметры износа 
  }
...
}

Ну ладно. А если серьезно, что почитать про моделирование подобных систем? Ну и вообще про моделирование.

Answer 1

[Сергей Протько]

Ну для начала вы должны понимать, что параметров, которые придется моделировать намного больше. В контексте ДВС вам нужно хорошо знать термодинамику, математику и прочее. Программирование тут так, к слову. И параметров, как выходных так и выходных у такой системы намного больше.

В контексте задачи вам нужно описать все при помощи математической модели, а уже потом пытаться реализовать ее програмно. Нужно составить систему уравнений, описывающую состояние системы в отдельный квант времени. Тут я к сожалению не сведущь, так как, мягко-скажем, слабо разбираюсь в вопросах термодинамики. Да и моделированием процессов я занимался только систем массового обслуживания, а там все несколько проще.

p.s. Python для этой задачи подошел бы больше, под него хотя бы есть хоть какие-то инструменты, помогающие с подобными штуками (numpy тот же).

Comments

[Сергей]

Спасибо. Ну я, наверное, действительно совсем по пятничному задал вопрос (( Да, естественно, это задача не программирования. И естественно, я должен знать термодинамику и материаловедение и так далее. Но, собственно, даже по примеру (я то его накидал просто для оформления вопроса), имеется в виду, что в методах и происходят (записываются системы уравнений). Я хотел просто набрать материалов по математическому моделированию подобных систем, принятых сейчас. Программирование - уже потом. Но все таки задам вопрос - а чем Питон лучше?

[Сергей]

Т.е. меня интересует методология - "Передо мной черный ящик (камера ДВС) автомобиля Лада. Как он работает - сейчас я не знаю, но у меня есть статистические данные - если на вход подать столько-то бензина и кислорода, то получится такое то давление. Лезем дальше..."

[Сергей Протько]

@TsarS, под PHP/Ruby нету тех средств анализа, что есть для Python. numpy - это очень мощная библиотека для научных вычислений, аналогов ее нету ни под php ни по ruby, а без таких инструментов построение моделей что бы их можно было посчитать будет в десятки раз больше времени занимать. Не говоря уж того, что считаться все это будет банально быстрее (все тяжелое, преобразования различные и т.д. реализованы на C с различными оптимизациями, векторизацией вычислений и т.д.).

Методология... у вас черный ящик, который представляет собой систему компонентов. Внутри - более мелкие черные ящики... ну и т.д. То есть вы моделируете всю систему за счет более мелкий ее деталей. Во всяком случае я бы подходил с этой стороны к данному вопросу. То есть вы подаете в камеру сгорания смесь воздуха и топлива в определенном соотношении, вам известны параметры топлива, из этих данных нам известно и количество энергии, выделяемой при "взрыве", инициируемого свечей зажигания (еще один компонент, состояние которого зависит от времени). Далее мы можем посчитать давление, оказываемое на поршень (еще один компонент), момент вращения и все такое, все что относится непосредственно к поршню (мы же знаем все параметры системы в которой находится поршень). Отсюда мы можем посчитать моменты инерации и все такое (возможно что-то другое, я сейчас в пятничном настраении и где-то могу наврать) и мы можем спрогнозировать, в каком положении будет поршень в какой-то момент времени после взрыва. Ну и далее, по мере продолжения цикла, параметры системы будут чуть меняться (скажем поршню будет проще "проворачиваться"), усилится компрессия или что там... вот честно, не особо в теме.

Нууу... больше я наверное ничего не скажу... Может кто скажет, тема довольно интересная. Но обычно моделировать всю систему начинают исходя из ее компонентов и их взаимодействия друг с другом.

В контексте вопроса, мне было бы любопытней как реализуются модели ядерных взрывов, термоядерных процессов внутри звезд и т.д.

[Сергей]

Спасибо, Сергей. Да я тоже в пятничном настроении) Это если мы знаем все компоненты и как они действуют. А если мы имеем вход 100, ...1n (n - раз) и выход 20,...,2n (n-раз) (ну и допустим мы сопоставили как-то две разные величины). Открыли камеру и видим, что в системе есть еще участники - поршень и стенки. Предполагаем, что они оказывают влияние на данные X и Y соответственно. Мы хотим максимально приблизиться к реалиям. У нас есть только приблизительные "воспоминания о физике" и данные о трении и прочем. Подставляем что-то в X и Y, чтобы смоделировать их работу 100 = X+Y = 20, Потом нам предоставили еще данные, что часто поршень это X=33; Ну и так далее. Вот какие методологии существуют для моделирования систем с большим количеством "участников". Да. Вот, к примеру, ядерный взрыв.