Computer Models of Process Dynamics: From Newton to Energy Fields

مروری کلی بر تکنیک‌های توصیف پدیده‌های فیزیکی با استفاده از مدل‌های رایانه‌ای که با تحلیل ریاضی تعیین می‌شوند

مدل‌های رایانه‌ای از دینامیک فرآیند همه چیز مورد نیاز برای انجام مدل‌سازی ریاضی مبتنی بر رایانه سیستم‌های دینامیکی را پوشش می‌دهد، از جمله مقدمه‌ای بر یک زبان علمی، استفاده از آن برای برنامه‌ریزی عملیات ضروری، و روش‌هایی برای تقریب ادغام سیگنال‌های پیوسته. .

از نقطه نظر عملی، خوانندگان یاد خواهند گرفت که چگونه مدل های کامپیوتری بسازند که معادلات دیفرانسیل را شبیه سازی کنند. همچنین به آنها نشان داده می شود که چگونه اشیاء فیزیکی با پیچیدگی فزاینده را مدل کنند، جایی که پیچیده ترین اشیاء توسط مدل های اجزا محدود شبیه سازی می شوند، و چگونه می توان از یک روش رسمی برای ساخت یک مدل کامپیوتری معتبر پیروی کرد. برای کمک به درک خواننده، مجموعه‌ای از مطالعات موردی ارائه شده است که موضوعات مختلف بی‌شماری را پوشش می‌دهد تا دیدگاهی از چالش‌های موجود در این رشته ارائه کند. این کتاب با بحث در مورد چگونگی استفاده از مدل‌های کامپیوتری در یک پروژه مهندسی که در آن خوانندگان در یک محیط تیمی کار می‌کنند، به پایان می‌رسد.

موضوعات دیگری که در مدل‌های کامپیوتری پویایی فرآیند پوشش داده می‌شوند عبارتند از:

• سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه، پوشش عبارات جبری، توابع ریاضی، حلقه‌های محاسباتی، تصمیم‌گیری، گرافیک، و توابع تعریف‌شده توسط کاربر
• تفکر خلاق و نظریه های علمی، که دوران باستان، رنسانس، گالیله، نیوتن، الکتریسیته و مغناطیس و علوم جدیدتر را پوشش می دهد
• عدم قطعیت و علم نرم تر، پوشش مولدهای اعداد تصادفی، تجزیه و تحلیل آماری داده ها، روش حداقل مربعات، و برآوردگر حالت/سرعت
• شبیه سازهای پرواز دربرگیرنده حرکت هواپیما، معادلات حرکت، حرکت پریود کوتاه مدت و حرکت فوگوئید

مهندسان و برنامه نویسان مستقر، همراه با دانشجویان و دانشگاهیان در برنامه های تحصیلی مرتبط، می توانند از اطلاعات جامع در مدل های کامپیوتری پویایی فرآیند استفاده کنند تا بر این موضوع تسلط پیدا کنند و آماده استفاده از دانش خود در بسیاری از موارد عملی باشند. برنامه های کاربردی در این زمینه.

Comprehensive overview of techniques for describing physical phenomena by means of computer models that are determined by mathematical analysis

Computer Models of Process Dynamics covers everything required to do computer based mathematical modeling of dynamic systems, including an introduction to a scientific language, its use to program essential operations, and methods to approximate the integration of continuous signals.

From a practical standpoint, readers will learn how to build computer models that simulate differential equations. They are also shown how to model physical objects of increasing complexity, where the most complex objects are simulated by finite element models, and how to follow a formal procedure in order to build a valid computer model. To aid in reader comprehension, a series of case studies is presented that covers myriad different topics to provide a view of the challenges that fall within this discipline. The book concludes with a discussion of how computer models are used in an engineering project where the readers would operate in a team environment.

Other topics covered in Computer Models of Process Dynamics include:

• Computer hardware and software, covering algebraic expressions, math functions, computation loops, decision-making, graphics, and user-defined functions
• Creative thinking and scientific theories, covering the Ancients, the Renaissance, Galileo, Newton, electricity and magnetism, and newer sciences
• Uncertainty and softer science, covering random number generators, statistical analysis of data, the method of least squares, and state/velocity estimators
• Flight simulators, covering the motion of an aircraft, the equations of motion, short period pitching motion, and phugoid motion

Established engineers and programmers, along with students and academics in related programs of study, can harness the comprehensive information in Computer Models of Process Dynamics to gain mastery over the subject and be ready to use their knowledge in many practical applications in the field.