Фізичне моделювання

Фізичне моделювання (рос. физическое моделирование; англ. physical simulation, нім. physikalische Modellierung f) —

• 1) Створення матеріальної моделі, що має таку саму фізичну природу (такий самий фізичний зміст), як і дійсне явище, що вивчається на основі геометричної, кінематичної й динамічної подібності.

Фізична модель літака в аеродинамічній трубі

• 2) Відтворення на моделі й дослідження процесів, що якісно однакові з процесами у реальному об'єкті. Під час М.ф. процесу необхідно забезпечити геометричну, часову та фізичну подібності.

Фізичне моделювання — метод експериментального вивчення фізичних явищ, який базується на їх фізичній подібності.

Метод застосовується у випадках, коли:

• відсутня математична модель явища (машини, процесу тощо), або така модель дуже складна, вимагає багато вихідних даних, одержання яких ускладнене.
• відтворення явища (машини, процесу) в реальних масштабах недоцільне.

Метод полягає у створенні лабораторної фізичної моделі явища у зменшеному масштабі і проведення експериментів на цій моделі. Висновки і результати, одержані на моделі розповсюджуються на явище у реальних масштабах.

Метод може дати надійні результати тільки у випадку наявності фізичної подібності реального явища і моделі. Подібність досягається за рахунок рівності для моделі і реального явища значень критеріїв подібності — безрозмірних чисел, що залежать від фізичних (у тому числі геометричних) параметрів, що характеризують явище. Експериментальні дані одержані на моделі розповсюджуються на реальний об'єкт з урахуванням критеріїв подібності (на практиці — з врахуванням певних коефіцієнтів).

У широкому смислі будь-який експеримент є фізичним моделюванням процесу в певних конкретних умовах.

Деякі приклади застосування методу фізичного моделювання:

• Дослідження течій газів і обтікання літальних апаратів, автомобілів, тощо в аеродинамічних трубах.
• Гідродинамічні дослідження на зменшених моделях кораблів, гідротехнічних споруд тощо
• Дослідження сейсмостійкості будівель і споруд на етапі проектування.
• Вивчення стійкості складних конструкцій, під впливом складних силових навантажень.
• Вимірювання теплових потоків і розсіювання тепла в пристроях і системах, що працюють в умовах великих теплових навантажень.
• Вивчення стихійних явищ та їх наслідків.

Приклади фізичних моделей

• Стенд моделювання процесу гідравлічного транспорту сипкого матеріалу
• Фізичне моделювання звуку

Квантове моделювання

У жовтні 2017 з'явився фреймворк ^[en], перша платформа з відкритим кодом для перекладу проблем хімії та матеріалознавства в квантові схеми. OpenFermion - це бібліотека для моделювання систем взаємодіючих електронів (ферміонів), що породжують властивості речовини. До OpenFermion розробникам квантових алгоритмів потрібно було вивчити значну кількість хімії та написати велику кількість коду, щоб зламати інші коди, щоб скласти навіть найосновніші квантові симуляції.

Див. також

• фізична модель
• Моделювання
• Step

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
• Енциклопедія кібернетики : у 2 т. / за ред. В. М. Глушкова. — Київ : Гол. ред. Української радянської енциклопедії, 1973.

1. https://ai.googleblog.com/2017/10/announcing-openfermion-open-source.html
2. https://www.fightaging.org/archives/2017/12/the-sens-research-foundation-comments-on-calicos-research-into-apparent-rejuvenation-in-oocytes