Понятие "модель" и "моделирование" в научном исследовании - Контрольная работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ИНСТИТУТ ПРАВА, ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ Контрольная работа по дисциплине «Основы научных исследований» на тему: «Понятие «модель» и «моделирование» в научном исследовании» студентки 2 курса специальности (направления)В техническом творчестве моделирование имеет большое значение. Слово "модель" происходит от слова "modulus" - мера, образец. В научных исследованиях модель - это созданный человеком искусственный объект или явление, отображающий основные свойства реального объекта или явления. При обучении модель используется как средство наглядности для получения знаний о реальном объекте, например, модели станков, механизмов, приборов и др. Изучение работоспособности объекта на моделях называется моделированием.Методы теории подобия и моделирования широко применяются в различных научных исследованиях. Моделирование можно определить как практического или теоретического опосредованного оперирования объектом. При этом исследуется не сам объект, а промежуточный вспомогательный, находящийся в некотором объективном соответствии с самим познаваемым объектом и способный на отдельных этапах познания представлять в определенных отношениях изучаемый объект, а также давать по исследованию модели информацию об объекте. При моделировании важна та помощь, которую оно оказывает при вскрытии качественных и количественных свойств явлений одинаковой физической природы и явлений, разнородных по своей физической сущности. Моделирование включает научные исследования, направленные на решение как общефилософских и общенаучных проблем (первый аспект), так и на решение конкретных научно-технических задач (второй аспект), где моделирование выступает как инструмент исследования.Весьма большие надежды возлагают прогнозисты на решение проблемы моделирования существенных процессов и явлений научного развития. Наиболее давними традициями обладает в этом отношении группа методов прогнозирования по исторической аналогии. Вместе с тем для прогнозирования и планирования новой техники и новых научно-исследовательских работ весьма важно количественно определенно оценить объем, полноту и эффективность использования накопленного опыта, конкретные тенденции к поглощению данной отраслью техники новых научных результатов, в том числе и полученных фундаментальными науками. В ряде случаев непосредственному долгосрочному планированию научно-технического развития предшествует логическое моделирование комплексного образа будущей научно-технической политики, включающее в себя: сформулированные экономические, политические и другие цели данного государства, описание ряда научных и технических возможностей их достижения, характеристику ресурсов и потребностей, обусловливающих целесообразность принятия тех или иных государственных решений. Обычно он составляется на основе обобщения данных предварительно выполненного качественного и количественного анализа общественных потребностей в развитии данной проблемной области; ее сложившихся внутренних возможностей и противоречий развития; фона научно-технической проблематики, определяющего внешние воздействия, стимулирующие и тормозящие развитие прогнозируемой области науки и техники.Теория подобия и моделирования, являющаяся, в сущности, теорией постановки и обработки проводимых экспериментальных и аналитических исследований, способна в значительной мере разрешить многие возникающие при этом трудности. Однако подобие и моделирование не могут становиться и не стали отдельной (специальной) наукой, хотя в гносеологическом плане выделяют некоторые общие свойства, присущие всем моделям. Любая модель, таким образом, находящийся в соответствии с изучаемым объектом или какой-либо из его сторон. В процессе изучения модель служит относительно самостоятельным «квазиобъектом», позволяющим получить при его исследовании некоторые знания о самом изучаемом объекте. Модели позволяют оценивать значимость свойств целостности, выявлять свойства системы и приходить в некоторые состояние, определяемое ее собственной структурой.Поставленная задача может быть осуществлена: 1) при натуральном моделировании, когда в объект, подлежащий исследованию, не вносят изменений и не создают специальных установок (производственный эксперимент); при моделировании, осуществляемом путем обобщения сведений о явлениях или отдельных процессах, происходящих в натуре, и т. д.; 2) на специальных моделях и стендах. Если явления в двух сопоставляемых системах имеют различную физическую природу, но некоторые наиболее интересные для данного исследования процессы, происходящие в двух системах, описываются формально одинаковыми дифференциальными уравнениями, то можно сказать, что одна система является прямой моделью-аналогом другой (структурное моделирование является разновидностью аналогового моделирования, при котором дифференциальные уравнения, описывающие физический процесс, представляются отдельными элементами).

Содержание

Введение

1. Подобие и моделирование в научных исследованиях

2. Методы моделирования

3. Виды моделей

4. Физическое и аналоговое подобие в моделирование

Заключение

Библиографический список использованной литературы

В техническом творчестве моделирование имеет большое значение.

Слово "модель" происходит от слова "modulus" - мера, образец. Оно имеет множество значений и оттенков и используется как в профессиональной и научной деятельности, так и в обыденной жизни.

В научных исследованиях модель - это созданный человеком искусственный объект или явление, отображающий основные свойства реального объекта или явления. Исследуя свойства модели, человек получает новые знания о реальном объекте или явлении.

При обучении модель используется как средство наглядности для получения знаний о реальном объекте, например, модели станков, механизмов, приборов и др. В строительстве модели используются в качестве архитектурных проектов, выполненных в определенном масштабе и используемых с древнейших времен. Стоимость модели несравненно меньше стоимости реального строительного объекта, однако, хорошо исполненная модель дает прекрасное пространственное представление о предстоящем строительном объекте, о его архитектуре и, следовательно, о целесообразности его строительства.

В самолетостроении модели играют еще большую роль. Известно, что будущий самолет изготавливают в уменьшенном масштабе, сохраняя при этом средний объемный вес, затем "продувают" в аэродинамической трубе и по полученным данным дают заключение о целесообразности дальнейших работ, тем самым значительно экономя материальные и интеллектуальные средства.

Модели строятся на основе аналогий и теории подобия. Одним из первых теорию подобия применил на практике изобретатель И.П. Кулибин при постройке арочного моста в Петербурге. Он построил модель этого моста и заметил, что при изменении масштаба модели условия работы (в данном случае нагружения) ее деталей изменяются непропорционально. Например, если линейные размеры деталей модели изменить в 1/K раз (при К > 1), то масса модели изменится в 1/K3 раз, а механические напряжения, возникающие от прилагаемых сил, уменьшаются в К раз по сравнению с реальным объектом.

Изучение работоспособности объекта на моделях называется моделированием. Различают прямое моделирование и метод аналогий.

Прямое моделирование основано на замещении изучаемого реального объекта или какого-либо явления подобным объектом или процессом той же физической природы. Например, при постройке крупных гидросооружений, таких как Братская, Саяно-Шушенская, Нурекская гидроэлектростанций (ГЭС) широко использовались гидродинамические модели, в которых очень точно воспроизводились направления водных потоков и воссоздавались преграды для воды, точно повторяющие реальную местность.

Метод аналогий используется при моделировании более сложных систем, например, электрических и магнитных полей, строения и свойств атомов, изменения свойств материалов под воздействием внешних возбудителей, технологических процессов. Эти сложные процессы трудно, а порой и невозможно, моделировать напрямую. Поэтому реально происходящие процессы и системы заменяют процессами и системами другой физической природы, но имеющими идентичное (адекватное) математическое описание. Чаще всего это математическое описание или математическая модель.

1.