Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни "Чисельні методи моделювання технічних об'єктів та процесів галузевого машинобудування"

Abstract

Повсюдне використання комп’ютерних технологій при проектуванні та дослідженні різноманітних технічних систем транспортних засобів (ТЗ) вимагає від сучасного інженера оволодіння навичками використання сучасних програмних додатків. Однією з дисциплін, що безпосередньо пов’язана із застосуванням комп’ютерних технологій, є «Чисельні методи моделювання технічних об’єктів та процесів галузевого машинобудування». Вона вивчає основні методи побудови і дослідження чисельних методів вирішення математичних задач, які моделюють різні процеси. Для студентів технічних спеціальностей головним завданням є розуміння основних ідей методів, особливостей та областей застосування, а не їх розробка та докладне дослідження. У цьому немає особливої необхідності для інженера, який використовує чисельні методи як готовий інструмент у своїй практичній роботі. В процесі виконання лабораторних робіт студенти освоюють методику застосування сучасних чисельних методів при вирішенні різноманітних інженерних задач. При цьому надається перевага тим методам, які дозволяють найпростіше виконувати їх реалізацію на ПК. Наприклад, при розв'язанні нелінійних рівнянь перевагу надають методам дихотомії і хорд, які, незважаючи на трудомісткі обчислення та відносно велику кількість ітерацій, не вимагають ручного дослідження збіжності рішення. Лабораторні роботи виконуються студентами на персональних комп'ютерах. Програми реалізації чисельних методів розробляються у пакеті мате- матичних розрахунків MATLAB. Алгоритми програм розробляють студенти на практичних заняттях. В процесі виконання робіт особлива увага приділяється отриманню рішення із заданою точністю, а також порівнянню швидкості збіжності різних методів, призначених для вирішення одного класу задач. Одним з інструментаріїв MATLABа є SIMULINK, який використовується для моделювання і аналізу величезної кількості фізичних і математичних систем, включаючи системи з нелінійними елементами та системи, які використовують безперервний та дискретний час. Як розширення MATLABа, SIMULINK додає багато особливостей в динамічні системи, при цьому зберігаючи всі основні можливості MATLABа. Використання MATLABа дає можливість моделювати системи графічно, уникаючи багатьох нюансів, пов’язаних зі звичайним програмуванням.