Моделирование систем водоснабжения и водоотведения (148,00 руб.)

Стр.2

Стр.4

Стр.5

УДК 628.1 ББК 38.761.1 А47 Рецензенты: доктор технических наук, профессор Л.С. Скворцов, действительный член РАЕН; доктор технических наук, профессор В.И. Баженов, исполнительный директор ЗАО «Водоснабжение и водоотведение»; кандидат технических наук, доцент А.П. Андрианов, доцент кафедры водоснабжения и водоотведения НИУ МГСУ Алексеев, Евгений Валерьевич. А47 Моделирование систем водоснабжения и водоотведения [Электронный ресурс] : [учебник для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство] / Е.В. Алексеев, П.Д. Викулин, В.Б. Викулина ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. — Электрон. дан. и прогр. (5,5 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2022. — Режим доступа : http://lib.mgsu.ru/ — Загл. с титул. экрана. ISBN 978-5-7264-2956-4 (сетевое) ISBN 978-5-7264-2957-1 (локальное) В учебнике рассмотрены основы моделирования процессов, связанных с системами водоснабжения и водоотведения. Образованы модели систем и описаны методы их изучения. Изложенные методы моделирования включают составление математического описания, выбор способа решения, программную реализацию модели и проверку адекватности модели реальному объекту. Для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство. Учебное электронное издание © ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», 2022

Стр.2

Оглавление ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................... 6 1. СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИХ ИЗУЧЕНИЕ ............................ 7 1.1. Моделирование как метод познания окружающего мира ....................................... 7 1.2. Система. Виды систем. Моделирование .................................................................. 7 1.3. Виды моделирования систем .................................................................................... 8 1.3.1. Проблема выбора модели для моделирования .............................................. 8 1.3.2. Физическое моделирование ........................................................................... 9 1.3.3. Аналоговое моделирование .......................................................................... 14 1.3.4. Имитационное моделирование .................................................................... 17 1.3.5. Дискретно-событийные имитационные модели ........................................ 18 1.3.6. Другие подходы к синтезу имитационных моделей .................................... 21 1.4. Способы исследования систем ............................................................................... 24 Вопросы для самоконтроля ............................................................................................ 27 2. ТЕОРИЯ ПОДОБИЯ КАК ОСНОВА ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ......... 28 2.1. Метод обобщенных переменных ............................................................................ 28 2.1.1. Виды подобия ............................................................................................... 28 2.1.2. Инварианты и критерии подобия ................................................................ 29 2.1.3. Автомодельность систем .............................................................................. 31 2.1.4. Обобщенное критериальное уравнение ...................................................... 32 2.2. Теорема Букингема ................................................................................................. 33 Вопросы для самоконтроля ............................................................................................ 40 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ .............................................. 41 3.1. Основы процесса математического моделирования ............................................. 41 3.2. Виды математических моделей .............................................................................. 43 3.3. Создание математической модели ......................................................................... 46 3.3.1. Постановка задачи ........................................................................................ 46 3.3.2. Анализ теоретических основ ........................................................................ 47 3.3.3. Построение математической модели ........................................................... 48 3.3.4. Алгоритмизация математической модели ................................................... 49 3.3.5. Параметрическая идентификация модели .................................................. 51 3.3.6. Проверка адекватности математической модели ........................................ 51 3.3.7. Моделирование изучаемой системы ............................................................ 53 3.3.8. Анализ полученной информации ................................................................ 55 Вопросы для самоконтроля ............................................................................................ 55 4. МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ........................... 56 4.1. Основные понятия и определения статистического моделирования ................... 56 4.2. Полный факторный эксперимент .......................................................................... 60 4.2.1. Построение плана эксперимента ................................................................. 60 4.2.2. Планирование и реализация полного факторного эксперимента.............. 70 4.2.3. Анализ результатов полного факторного эксперимента ............................. 75 Вопросы для самоконтроля ............................................................................................ 81 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ В СООРУЖЕНИЯХ. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ..................................... 82 5.1. Основные понятия и определения структуры потоков ......................................... 82 4

Стр.4

5.1.1. Экспериментальное определение показателей структуры потоков в сооружениях ............................................................................................... 82 5.1.2. Моделирование структуры течений в напорных водоводах ....................... 84 5.1.3. Моделирование равномерных течений в открытых каналах ...................... 85 5.1.4. Специальные вопросы моделирования ....................................................... 85 5.2. Модели структуры потоков в сооружениях ........................................................... 92 5.2.1. Общее представление о моделях структуры потока .................................... 92 5.2.2. Модель идеального вытеснения ................................................................... 93 5.2.3. Модель идеального смешения ..................................................................... 95 5.2.4. Неидеальные модели потоков ...................................................................... 97 5.2.5. Комбинированные модели потоков ...........................................................101 Вопросы для самоконтроля ...........................................................................................102 6. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ИНЖЕНЕРНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ........103 6.1. Определение показателя использования объема сооружения .............................103 6.2. Определение эффективности проточного сооружения .......................................104 6.3. Построение модели. Подобие центробежных насосов. Коэффициент быстроходности .............................................................................107 Вопросы для самоконтроля ...........................................................................................110 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................111 Библиографический список ..............................................................................................112

Стр.5