Философские и методологические основания моделирования композитных материалов - Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кафедра механики и математического моделирования РЕФЕРАТ для сдачи кандидатского экзамена по истории и философии науки по специальностиМоделирование 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. Термин "модель" широко используется в различных сферах человеческой деятельности и имеет множество смысловых значений. Под моделированием понимается процесс построения, изучения и применения моделей. Модель выступает как своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект. Моделирование как форма отражения действительности широко распространено, и достаточно полная классификация возможных видов моделирования крайне затруднительна, хотя бы в силу многозначности понятия "модель", широко используемого не только в науке и технике, но и в искусстве, и в повседневной жизни [1].Можно дать следующее определение понятия модель: это такое описание, которое исключает несущественные подробности и учитывает наиболее важные особенности системы. Моделирование же можно определить как методологию изучения системы путем наблюдения отклика модели на искусственно генерируемый входной поток. Шеннон пишет так: «Имитационное моделирование есть процесс конструирования модели реальной системы и постановки экспериментов на этой модели с целью либо понять поведение системы, либо оценить (в рамках ограничений, накладываемых некоторым критерием или совокупностью критериев) различные стратегии, обеспечивающие функционирование данной системы...» Имитационное моделирование является экспериментальной и прикладной методологией, имеющей следующие цели: · описать поведение системы; Сначала он приводит определение из словаря «Collins English Dictionary»: «Модель - это упрощенное представление или описание системы или сложной сущности, направленное на то, чтобы облегчить вычисления и прогнозирование». Далее в реально функционирующей системе проводятся замеры входных параметров, которые послужат рабочим материалом для модели, а также замеры производительности, результаты которых будут сравниваться с выходными данными модели для оценки ее точности.Итальянский ученый Франческо Сельми в сороковых годах XIX столетия обратил внимание на аномальные свойства некоторых растворов, являющихся, согласно современным представлениям, типичными коллоидными системами. Эти растворы сильно рассеивают свет; растворенные в них вещества выпадают в осадок от прибавления к ним даже весьма небольших количеств солей, не взаимодействующих с растворенным веществом; переход вещества в такой раствор и осаждение из него не сопровождаются изменением температуры и объема системы, что обычно наблюдается при растворении кристаллических веществ. Сельми назвал такие растворы, в отличие от обычных, «псевдорастворами». Эти растворы, а также вещества, которые их образуют Грэм назвал коллоидами, так как думал, что клей, называемый по-гречески «колла», является типичным их представителем. В качестве примеров коллоидных систем можно привести обычный водяной туман, дымы, коллоидные растворы металлов (например, растворы платины, золота, серебра), коллоидные растворы иодида серебра и сульфида мышьяка, растворы некоторых органических красителей и мыл, эмульсии (например, молоко), а также пемзу, рубиновое стекло, опал, чугун, некоторые сплавы металлов [4].Электрическая стабилизация коллоидных систем связана с возникновением двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Такая стабилизация имеет основное значение для устойчивых коллоидных систем (лиофобных коллоидов) в полярной среде, например в воде. Поэтому при сближении частиц между ними возникает электростатическое отталкивание в результате перекрывания диффузных частей двойного электрического слоя частиц (рис. Потенциальная энергия взаимодействия U между коллоидными частицами представляет собой алгебраическую сумму потенциальной энергии электростатического отталкивания Ui и потенциальной энергии дисперсионного притяжения Um между ними: U = Ui Um (1);Ван-дер-Ваальс на основе молекулярной модели несжимаемых шаров диаметра D, притягивающих друг друга и притягиваемых друг другом, вывел свое удивительно простое уравнение. Запрещенный объем вокруг каждой молекулы, в который не может попасть центр другой молекулы изза взаимного отталкивания, Ван-дер-Ваальс оценил как объем сферы , где D - расстояние между центрами двух несжимаемых шаров диаметра D.

Оглавление

Введение

1. Методология имитационного моделирования

2. Теоретические и философские основы взаимодействия частиц в коллоидных системах

2.1 Понятие о коллоидных системах

2.2 Изменение энергии взаимодействия между частицами при их сближении

2.3 Ван-дер-Ваальсовые взаимодействия

3. Философские основы компьютерного моделирования

Список литературы