О некоторых математических моделях распространения газа в атмосфере
жүктеу/скачать 5.77 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Моделирование как метод научного познания
- Обзор методов моделирования
6. Jimmy Lin , Chris Dyer , Graeme Hirst Data-Intensive Text Processing with MapReduce (Synthesis Lectures on Human Language Technologies). 2010.-178 pagesУДК 539.3 ГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СРЕДЕ MICROSOFT VISUAL STUDIO 2010 С++ Ткач Ю.А, Шарипова С.Г. Евразийский национальный университет им.Л.Н.Гумилева, Астана Научный руководитель-Жалгасбекова Ж.К В настоящее время при изучении различных дисциплин все более широко применяются персональные компьютеры, как в процессе обучения, так и текущего контроля. Применение компьютеров активизирует процесс изучения дисциплины студентами, облегчает и ускоряет усвоение нового материала и контроль, что в итоге повышает качество обучения и углубляет знания студентов. При этом используются как стандартные программы, так и разрабатываемые на кафедрах при изучении наиболее важных тем теоретического курса и материала практических и лабораторных занятий. Для успешного применения компьютерных программ желательно создание специализированных классов на кафедрах и необходимо иметь программное обеспечение для наиболее важных разделов дисциплин [1]. Моделирование как метод научного познанияСлово “модель” произошло от латинского слова “modulus”, означает “мера”, “образец”. Модель — это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал. Моделирование в научных исследованиях стало применяться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, астрономию, физику, химию, биологию и, наконец, общественные науки. Обзор методов моделированияОсновными разновидностями процесса моделирования можно считать два его вида - математическое и физическое моделирование. При физическом (натурном) моделировании исследуемая система заменяется соответствующей ей другой материальной системой, которая воспроизводит свойства изучаемой системы с сохранением их физической природы. Во многих важных областях исследований натурный эксперимент невозможен, потому что он либо запрещен (изучение здоровья человека), либо слишком опасен (изучение экологических явлений), либо просто неосуществим (изучение астрофизических явлений)[3]. Поэтому во многих случаях предпочтительным оказывается использование математического моделирования. Математическая модель представляет собой совокупность соотношений (формул, уравнений, неравенств, логических условий). В нашей статья мы хотели бы рассмотреть графическое моделирование колебаний пружинного маятника в среде программирования Microsoft Visual Studio 2010 С++. Опишем количественно процесс колебаний тела под действием силы упругости (пружинный маятник)[3]. Пусть груз массы т, подвешенный на пружине жесткости k, совершает колебания в горизонтальной плоскости под действием только силы упругости. Затуханием колебаний пренебрегаем. Согласно второму закону Ньютона: Эти формулы позволяют найти величины Специфическими требованиями обучающих программ по физике являются использования сложных по конструкции формул, рисунков, графиков и моделирования физических процессов с целью имитации реального исполнения лабораторных работ. С точки зрения программной реализации этих требований очень удобна система программирования Microsoft Visual Studio 2010 C++ . Она обеспечивает высокую скорость визуальной разработки, продуктивность используемых компонент в сочетании с помощью языковых средств C++. По результатам расчетов необходимо построить два графика: x(t) и v(t). На рис.1 показан вид работающей программы, изображающей колебаний пружинного маятника На сегодняшний день графическое моделирование является важным инструментом во всех областях человеческой деятельности. При использовании графического моделирования необходимо для обеспечения эффективности учебного процесса: 
Рис.1. Динамическое изображение зависимости траектории движения пружинного маятника от времени
способности студентов. Задания должны развивать наблюдательность, ассоциативность, учить, сравнивать, проводить аналогии, выделять главное, обобщать, развивать воображение;
технологий и сильным, и средним, и слабым студентам. Из всего многообразия средств компьютерного моделирования, описаны лишь наиболее важные ключевые моменты, относящие к развитию графического моделирования с применением компьютерных технологий, которые определяли тенденции в развитии и становлении этого направления. Литература
УДК 517.51 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕАВТОНОМНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ Тулепова М.Е. Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана Научный руководитель – Боранбаев С.Н. В настоящее время задачи экологии имеют первостепенное значение. Важным этапом решения этих задач является разработка математических моделей экологических систем. Одной из основных задач экологии на современном этапе является изучение структуры и функционирования природных систем, поиск общих закономерностей. Большое влияние на экологию оказала математика, способствующая становлению математической экологии, особенно такие её разделы, как теория дифференциальных уравнений, теория устойчивости и теория оптимального управления. Одной из первых работ в области математической экологии была работа А.Д.Лотки (1880 - 1949), который первый описал взаимодействие различных популяций, связанных отношениями хищник - жертва. Большой вклад в исследование модели хищник -жертва внесли В. Вольтерра (1860 - 1940), В.А. Костицин (1883-1963). В работе была рассмотрена модельная трехуровневая система «растительность - фитофаги - хищники». Анализ структуры пастбищной (наземной) части ряда биоценозов показал, что в некоторых случаях в качестве математической модели можно рассматривать модель биоценоза, состоящего из трех трофических уровней, что удовлетворяет принципам минимальности и системности. Модель растительность-песчанка-волк была создана на основе экспертно оцененных зависимостей, учитывающих сезонные изменения параметров . При этом были использованы междисциплинарные возможности компьютерных технологий, идея «экологического конструктора» при первоначальном формировании модели и ее последующих модификациях. Реализация этой идеи основана на объединении системной динамики Дж. Форрестера с гипотезой Вольтерра - Костицына – о возможности использования для описания экологических объектов систем обыкновенных дифференциальных уравнений. На основании гипотезы Вольтерра - Костицина о возможности представления в модели взаимодействия популяций с помощью систем обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка: dA/dt = Ra - Da- Ma (1) Здесь величины Ra,Da, Ma описывают скорости репродукции, отчуждения и естественного отмирания, а величина A является показателем одного из трофических уровней: W, L, F (растительность, песчанка, волк). Каждая из компонент, в свою очередь, формируется произведением константы и ряда сомножителей (соответствующих безразмерных функций), каждый из которых уже может обладать достаточно прозрачными свойствами и вид этих зависимостей может быть получен в результате диалога со специалистами соответствующей области[1,2]. Была построена и проанализирована модель популяции песчанок с учетом возрастной структуры c привязкой к конкретному региону: Центральный Казахстан. В основу модели были положены данные, дополненные по литературе, и экспертными оценками [3]. Анализ математической модели создал возможность выделения главных показателей, которые формируют динамические режимы колебаний численности песчанок. Такими показателями являются скорость прироста биомассы в благоприятный год; максимальная численность и выживаемость в наиболее неблагоприятных условиях.
УДК 504.06:614.8.06 ОСОБЕННОСТИ МатематическоЙ модели атмосферной диффузии с учетом взаимного влияния гидродинамических и массообменных параметров Хусанжанов Х.А. Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова ЮФ АО «ННТЦПБ» МЧС РК, Шымкент Научный руководитель - д.т.н., проф. Исмаилов Б.Р. За последние годы, в связи с возрастанием объема аварийных и постоянных газовых выбросов в атмосферу значительно ухудшилась экологическая обстановка в мире. Для прогнозирования последствий этих явлений наиболее эффективным является метод математического моделирования. Математическое моделирование атмосферной диффузии в настоящее время основывается на две основные теоретические базы: решение дифференциальных уравнений теории турбулентной диффузии и статистическую теорию, конечным результатом которой является гауссово распределение примеси в облаке выброса. По постановке конкретных задач, существуют также модели, в которых в той или иной мере использованы преимущества этих двух подходов [1,2]. При построении моделей атмосферной диффузии используются три основных масштаба расстояний от источника выброса примеси [3]: а) в пределах нескольких десятков километров (локальный масштаб, другими словами – «городская авария»); б) от десятков до сотен километров (региональный или мезомасштаб); в) более тысячи километров (глобальный масштаб). С формальной точки зрения, уравнениями гидротермодинамики можно описать весь спектр атмосферных движений. Однако построить на их основе адекватную математическую модель, описывающую движения всевозможных масштабов оказывается затруднительным. С другой стороны, громоздкими окажутся численные алгоритмы и соответствующие компьютерные программы. Поэтому, принимаются некоторые допущения, упрощающие решение получаемой математической модели. Исходными данными и условиями для математического моделирования задачи в данной работе являются: 1. Произошел взрыв емкости с «тяжелым газом» или «активным газом». Сам процесс взрыва не рассматривается.
3. Температура за время процесса распространения газа в атмосфере меняется в определенном интервале и является функцией времени и координат. 4.Физико-химические параметры газа известны. 5.Оседание газа в среде и подстилающей поверхности описывается функцией
6. Начальные условия: C(x,y,z,t0)=  (2)
7. Граничные условия:   =   (3)
8. Условия на бесконечности:  при  ,  (4)
\ При этих допущениях математическая модель имеет следующий вид [1-4]  , (5)
где с =с(x,y,z,t) – концентрация примеси в атмосфере; t - время;  функция эмпирическая, физически отражающая уменьшение количества газа за счет оседания.и способности войти в реакцию с другими веществами. Общий вид функции  является неизвестным, она зависит то физико-химических параметров примеси и гидродинамических условий атмосферы и каждый раз исследователю приходится внести в эту функцию новую информацию, определяющей постановку задачи.
и т.д.
Уравнение (5) является уравнением математической физики второго порядка. Для его решения вместе с условиями (2), (3), (4) и уравнением (1) наиболее эффективным является численный метод расщепления по физическим направлениям [1-3]. В настоящее время нами составляются алгоритм вышеназванного метода и компьютерная программа его реализации в случае, когда происходит рассеяние тяжелого газа. Тяжелый газ, т.е. смесь выбросов с атмосферным воздухом может быть охарактеризован по критерию Ричардсона [3]:  , (6)
где  - гравитационное ускорение турбулентной частицы;  - ускорение свободного падения; - плотности атмосферного воздуха и примеси, соответственно;  - динамическая скорость для нейтрального состояния атмосферы. Для тяжелых газов может быть принята гипотеза о коэффициентах турбулентной диффузии, при которой математическая модель (1)-(6) может быть значительно упрощена.
Литература 1. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. – М.: Наука, 1982. 320с. 2. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнение атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. -1975. 448с. 3. Алоян А.Е. Динамика и кинетика газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. –М.: ИВМ РАН. -2002. 201с. 4. Ismailov B.R. A Mathematical Model of the Turbulent Atmosophere Diffusion Considering the Impurities Activity. Proceedings of the 3-International Conference on Mathematical Models for Engineering Science (MMES’12), Paris, France, December 2-4, 2012, pp.298-303. ӘОЖ 004.92
Ғылыми жетекші –Медеуова Айшат Бекбулатовна Компьютерлік графика - бұл компьютердеграфикалық бейнелермен (суреттермен, сызумен, бейнекадрлар мен және т.б.) жұмыс істеу мүмкіндігін беретін информатиканың бір бөлімі. Сонымен бірге мұнда компьютер көмегімен графикалық бейнелер алу әдістері құрылып, қолданылады. Графикалық редакторды пайдаланып:суретті мәтінмен рәсімдеу, хабарландыру, жарнамалық плакат, қызметтік карточкаларды және т.с.с. безендіруді;бұрын салынған кескіндерді біртұтас суретке біріктіруді; кескіннің кезкелген бөлігін “қиыпалу”, “жапсыру” және “өшіру”; ұсақ бөлігін өңдеу үшін кескін фрагментін үлкейтуді; суреттерді сыртқы тасушыларда сақтауға; бояуға, түстерін өзгертуге, сурет салу үшін түрлі “бояу” мен “қылқаламды”қолдануда орындауға болады. Векторлық редактор CorelDrawWindows платформасында жұмыс істейтін негізгі векторлық графиканы құру және өңдеу кешеніболыпсаналады. Оныңерекшеліктерінедамығанбасқаружүйесіжәне кеңейтілгенқұралдаржатады.Ең күрделі көркем композицияларды құру мүмкіндіктеріне қарай CorelDraw бәсекелестерінен әлдеқайда алда тұр. Алайда программаның интерфейсі игеруге күрделі. Менің мақсатым теориядан алған білімдерімді практикада объектілермен жұмыс істеу арқылы пысықтау болатын. Яғни, интерактивті құралдарды қолдана білу,эффектілерге әртүрлі жарықтандыру орната алу. Сонын ішінде жұлдызшаларға әртүрлі эффектілерді қолдануды қарастырамыз.Жеңіл, бірақ әдемі графикалық эффектілерлер жасау үшін, бірдей объектіге көшірмесі арқылы әр қадам жасап, әртүрлі өлшемдермен бір-біріне қиылыстырып қою арқылы қол жеткізуге болады.Төмендегі жаттығулар арқылы топтарға жылжыту үшін мына амалдарды қолданамыз.
2. Жаңағы жұлдыздың кіші өлшемін алып, ортасына орналастырамыз . 3. Кіші өлшемді жұлдызды ақ түске боямыз. Суреттегідей 4.Нұсқағыштың көмегімен екі жұлдыздың да контурлық сызығын алып тастаймыз, ол үшін қалам абрисындағы нет» деген қасиетті таңдаймыз. 5. Ерекшеленгенін кетірмей кіші жұлдыздан үлкен жұлдызға Интерактивтік жылжыту қолданамыз. Қасиеттер панелінде 15 санын таңдаймыз. Бізге суреттегідей объект шығады. 
6. Осы суреттің көшірмесін аламыз да оны қасиеттер панелінен жылжытуды 70 градусқа апарамыз. Сол кезде төмендегі суреттегідей үлгі аламыз. 
Объектілер тобына бұрылу және майысу, жылжыту жасау.Объектілер тобын бұрылу және майысу жылжыту жасау әртүрлі де қызықты эффектілер жасауға болады.Келесі жаттығулар жасау арқылы объектілерді айналдыру тобын жасауға болады.Ол үшін осы нұсқаулықты пайдаланамыз. 1.Жаңа бетте екі шеңбер жасаймыз да бір –бірінен 10 см арақашықтықта орналастырамыз. 2. Объектіге радиальды градиетті құю пайдаланамыз.Ол үшін жасыл түстен ашық жасыл түске айналуын пайдаланамыз. 3. Екі объектігі интерактивті жылжыту қолданамы. қадамға 20 санын кіргіземіз. 4. Бұру бұрышын 90 қоямыз да
5. Екі шеңберді де ерекшелейміз де контурдың түрін алып тастаймыз. 6.Жасалған объектіміздің көшірмесін аламыз, ол үшін CTRL+D басамыз. 7. Көшірмені беттің төмен жағына орналастырамыз да оған бұру бұрышын 180 градус деп жазамыз, сонда мынандай сурет аламыз.
8.Тағы да осы суреттің көшірмесін аламыз да, оған бұру бұрышын 360 градус деп жазсақ мынадай түрге өзгереді,яғни бұрылған объекті аламыз.
Пайдаланылған әдебиеттер: 1. Петров В.Н., Молочков В.П. Компьютерная графика. Изд.ПИТЕР,- СП, 2003. - 432 с. 2. Ковтанюк Ю.С. CorelDRAW 10 для дизайнера. - Киев «ДИАФОСТ ЮНИОР»,2001. 3. Тайц А.М., Тайц А.А. CorelDraw 9. Все программы пакета. - Санкт-Петербург, 2000 г. – 634 с. 4. Шейн Хант CorelDraw для профессионалов. - Санкт-Петербург, 2000 г. 5. Пономаренко С. CorelDraw Х3. - Санкт-Петербург, 2006 г. УДК 004.738.5:061 ОНТОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА САЙТОВ НАУЧНЫХ ФОРУМОВ Шин В. М., Мукушева А.Т. Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана Научный руководитель – Бекманова Г.Т., к.т.н., зав. кафедрой Теоретической информатики Научные форумы (научные конференции, семинары, симпозиумы) – являются важнейшей составляющей научной жизни общества, являясь местом сосредоточения ученых, специалистов в определенной области науки, местом обмена передовым опытом, идеями, инновациями. За последние годы интерес к проведению и участию в научных форумах значительно возрос. Отчасти данный интерес обусловлен тем, что информация о проводимой конференции стала более доступной благодаря сети Интернет. Сегодня каждая научная конференция сопровождается разработкой тематического сайта. Только в Евразийском Национальном Университете имени Л.Н.Гумилева ежегодно проводится около 30 конференций, для каждой из которых разрабатывается как минимум страничка на сайте университета или факультета. Разработка и создание тематического сайта для каждого форума – это сложный и трудоёмкий процесс, требующий специальных навыков программирования и дизайна. Разработка онтологической модели генератора сайтов научных форумов позволит автоматизировать процесс создания тематического сайта, что делает данную работу актуальной. На рисунке представлена онтологическая модель генератора сайтов научных форумов:
Зашедший пользователь попадает на главную страницу, которая в свою очередь содержит новости и систему навигации сайта. Новости есть оперативные информационные сообщения, которые представляют интерес для аудитории в своей свежести, то есть сообщения о событиях произошедших недавно или происходящих в данный момент. Новости также могут содержать информацию о текущей конференции, о результатах прошедшей конференции, и анонсы будущих мероприятий. Система навигации сайта представляет собой набор кнопок или других управляющих элементов, обеспечивающих удобство работы с сайтом. С помощью системы навигации, посетитель web-сайта может перейти в интересующий его раздел из любого места. В систему навигации сайта также входит информация обо всех мероприятиях, то есть отдельных событиях конференции. Каждое мероприятие в свою очередь содержит секцию - событие посвященное определенной тематике конференции. Для разработки концептуальной модели научного форума был проведен анализ тематических web-сайтов. В ходе анализа были выявлены недостатки и преимущества исследуемых объектов, с учётом которых была разработана концептуальная модель web-сайта научного форума. Для решения поставленной задачи была исследована предметная область, составлен ее терминологический словарь, разработан тезаурус, и составлена онтологическая модель web-сайта научной конференции. Проанализировав различные примеры сайтов научных конференций, была выявлена потребность в функции online регистрации участников конференции. Была разработана интеллектуальная модель сайта, позволяющая регистрировать участников, принимать работы участников, проводить экспертную оценку работ, сообщать участникам о результатах оценки. Все это возможно делать "вручную" посредством электронных писем, но разработанная интеллектуальная модель, позволяет автоматизировать данный процесс и в значительной мере облегчить работу по организации мероприятий. Литература
жүктеу/скачать 5.77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
(1), где т - масса тела, F- равнодействующая всех сил, приложенных к телу, 
-ускорение, сообщаемое этой силой. Запишем это уравнение для шарика, подвешенного на пружине и движущегося прямолинейно вдоль горизонтальной оси. Уравнение колебаний пружинного маятника имеет вид:
. Точное решение этого уравнения имеет вид: 
в любой момент времени. 
, a,b,c,k- эмпирические коэффициенты, в начальном приближении можно считать их известными. (1)
Оған сұр түс таңдап 70 пайыздық интенсивтікпен құямыз.
түр аламыз.
суреттегідей бұруды пайдаланамыз сонда суретіміз мына түрге келеді.
