MODELAREA SI SIMULAREA PROCESELOR

Facultatea Ingineria Sistemelor Biotehnice

Catedra Sisteme Biotehnice

Specializari Masini si instalatii pentru agricultura

Ingineria Sistemelor Biotehnice si Ecologice

Data

MODELAREA SI SIMULAREA PROCESELOR

Titular disciplina :

Functia didactica : conferentiar

Fond de timp (ore): curs - 28, seminar -14, laborator - 14

Structura disciplinei: semestrul 9, 2 ore curs, 1 ora seminar, 1 ora laborator

A. PREZENTAREA DISCIPLINEI

Programul de simulare este un model numeric realizat la un nivel de detaliere dorit (sau posibil), al unui sistem, proces sau a unui entitati, model cu care se pot realiza experimente in conditii predefinite, permitind obtinerea de importante informatii preliminare etapelor de proiectare tehnica si de incercare a procesului real, existind posibilitatea de a modifica usor si cu costuri minime parametrii constructivi si functionali ai sistemului simulat precum si conditiile impuse pentru experimente.

Utilizand principiile moderne ale 'ingineriei programarii' programele de simulare se structureaza ca o reuniune de module program. Modelele matematice transpuse in module program de simulare numerica, cu o puternica consistenta functionala, se pot asambla in programe complexe de simulare, produse program care reprezinta de fapt obiectivul final al activitatii de simulare.

Obiectivul principal al disciplinei const in asimilarea de cunostinte si abilitati pentru conceperea de modele matematice utilizabile in realizarea modulelor si programelor de simulare numerica.

Obiectivele principale ale disciplinei sunt:

a. Insusirea principiilor de baza ale modelarii si simularii proceselor referitoare la scopul, structura si restrictiile specifice simularii in general si a celei numerice in special.

b. Realizarea de programe de simulare, de complexitate redusa, pentru procese tehnologice, particularizate prin cerintele specifice temei de simulare (proiectare).

c. Explicarea drumurilor de rationament utilizate pentru realizarea modelului si a programului de simulare, a cauzelor si a depanarii greselilor sau esecului, a pieselor de cunoastere care lipsesc sau sunt incomplete sau incoerente.

d. Asimilarea de cunostinte si abilitati pentru: stabilirea conditiilor, organizarea si conducerea experimentelor cu modelul simulat, structurarea programului pentru incercari, alegerea marimilor ce trebuiesc achizitionate si a modalitatilor de achizitie, selectarea algoritmilor de prelucrare si afisare a rezultatelor incercarilor.

e. Acumularea de cunostinte si abilitati in domeniul simularii numerice care sa conduca la utilizarea in mod curent a modelarii si a simularii ca instrument modern, eficient, in proiectarea, incercarea si modernizarea proceselor tehnologice.

f. Crearea abilitatilor necesare pentru a usura adaptarea la utilizarea software-lui modern de simulare numerica.

Disciplina este structurata in trei parti principale:

I. Introducere, care cuprinde capitolele 1 si 2, in care se prezinta aspectele generale ale simularii sistemelor;

II. Modelare si simulare , care cuprinde capitolele 3, 4 si 5, in care se prezinta principalele aspecte ale tehnicilor de simulare, culegerea datelor pentru simulare si generarea marimilor si variabilelor aleatoare, atat de necesare pentru simularea proprietatilor materialelor de origine biologica.

III. Simularea proceselor, care cuprinde capitolele 6, 7 si 8, in care se trateaza apectele specifice simularii proprietatilor materialelor agricole si din industria alimentara, precum si a proceselor si instalatiilor tipice pentru activitatile de potectie a mediului.

La lucrarile de laborator se realizeaza modele matematice si programe de simulare pentru materiale, procese si sisteme, specifice pentru fiecare specializare, de la faza de concept la faza de utilizare efectiva a rezultatelor obtinute din experimentele cu modelele de proces simulate.

B. CONTINUTUL CURSULUI

1. Introducere (2h)

1.1 Obiectivele simularii sistemelor.Obiectivele disciplinei

1.2 Conceptele cu care opereaza simularea

2. Etapele simularii sistemelor si proceselor (6h)

2.1 Etapele procesului de modelare si simulare

2.2 Identificarea si formularea obiectivelor modelarii

2.3 Realizarea modelului conceptual

2.4 Gestionarea timpului in simulare

2.5 Realizarea modelului pentru simulare

2.6 Realizarea programului de simulare

2.7 Verificarea si validarea programului

2.8 Achizitia, analiza si interpretarea rezultatelor

3. Tehnici de modelare si simulare (4h)

3.1 Simularea proceselor descrise de sisteme de ecuatii liniare

3.2 Simularea proceselor care au ca model ecuatii neliniare, transcendente sau polinoame

3.3 Analiza metodelor de calcul iterative

3.4 Limbaje de simulare

4. Colectarea datelor pentru simulare (2h)

4.1 Surse de colectare a datelor

4.2 Caracteristicile datelor empirice

4.3 Metoda de estimare a parametrilor

4.4 Metode de analiza a corectitudinii datelor folosite in simulare

5. Modelare si simulare stohastica (2h)

5.1 Marimi si procese stohastice

5.2 Generarea variabilelor pseudo-aleatoare uniform distribuite

5.3 Generarea variabilelor preudo-aleatoare normale

5.4 Modelarea marimilor de intrare cu caracter stochastic

5.5 Metode Monte-Carlo

6. Simularea proceselor agricole si biotehnologice (12h)

6.1 Modelarea proceselor cu bilanturi de masa

6.2 Modelarea proceselor cu bilanturi de energie

6.3 Modelarea proceselor de schimb de masa si caldura

6.4 Simularea proceselor de amestecare

6.5 Simularea proceselor cu aer umed

6.6 Simularea dinamicii motoarelor cu ardere interna

C. SEMINARII SI LUCRARI DE LABORATOR

1. Structura programelor de simulare.

2. Mediul de simulare sisteme dinamice BAZASIM1.PAS

3. Simularea proceselor dinamice de ordinul 1

4. Simularea unui sistem dinamic oscilant (MIIA+ISBE)

5. Simularea proceselor dinamice de ordin superior (ISBE)

7. Simularea procesului de umplere cu lichid a rezervoarelor

8. Simularea proceselor de amestecare a doua lichide (MIIA)

9. Simularea instalatiilor de incalzire lichide tehnologice

10. Simularea dinamicii unui motor termic cu aprindere prin comprimare

11. Simularea proceselor de aderenta pneu-teren

D. EVALUARE A CUNOSTINTELOR

Evaluarea cunostintelor acumulate la curs se face prin examen final, in care studentul trateaza 3 subiecte S[j], unde j I, pentru care este notat cu N_EX puncte = 18+16+14 .

Notarea activitatii la laborator se face pentru referatele lucrarilor efectuate. Referatele se depun si se verifica in doua etape L[i] unde i I, in fiecare etapa se preda un referat notat cu maxim 26 puncte, din care N_a=4 puncte pentru respectarea datei de depunere programate, N_ref =7 puncte pentru modul de redactare a referatului si N_prez = 14 puncte pentru prezentarea si sustinerea temei referatului.

Notarea finala la laborator este de N_lab 52 puncte

Punctajul final se obtine prin insumarea notarii de la examen cu notarea de laborator. Nota finala se obtine prin impartirea cu 10 a punctajului final.care este N_MSP

E.  BIBLIOGRAFIE

1. Berbente Cornel, s.a., Metode numerice, Editura Tehnica, Bucuresti, 1998

2. Cellier Francois, Simulation of continuus systems, Springer, New York, 1991

3. Dodescu Gheorghe, s.a., Simularea sistemelor, Ed. Militara, Bucuresti, 1986.

4. Feit Michel Luois, TERMODINAMICA si optimizarea energetica a sistemelor si proceselor,

Editura BREN, , Bucuresti, 2001

5. Frentiu Milton, Parv Bazil, Elaborarea Programelor. Metode si tehnici moderne, Editura

PROMEDIA, Cluj, 1994

6. Gorunescu F., Prodan A., Modelare stochastica si simulare, Editura Albastra, Cluj, 2001

7. Hunt Donnell, Engineering Models for Agricultural Production, AVI Publishing Co.,

Westport, Connecticut, 1986

8. Murad Erol, s.a., ASIMAT - Sistem de asistare pentru simularea masinilor agricole si

tractoarelor Referate si software, Contracte cercetare, U.P.B., 1988-1990; 1992-1995.

9. Murad Erol, Modelarea si simularea sistemelor biotehnice, Note de curs, UPB, 2007

10. Rosca Gheorghe, Prelucrarea fisierelor in Pascal, EdituraTehnica, Bucuresti, 1994

11. Tretisco Mihai, Stoica Petre, Identificarea si estimarea parametrilor sistemelor, Editura

Academiei RSR, Bucuresti 1980

12. Zeigler Bernard, Kim Tag Gon, Praehofer Herbert, Theory of Modeling and Simlation,

Elseiver Science &, 2000

13. * * * Manualul inginerului din industria alimentara, Editura Tehnica, Bucuresti, Vol. I, 1997

Vol. II, 1999

14. * * * HTTE , Fundamente, Editura Tehnica, Bucuresti, 1996

fisier : MSP Programa 2008