Решение инженерно-технических задач в среде Mathcad
Состав работы
|
|
|
|
Работа представляет собой zip архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Решение инженерно-технических задач в среде Mathcad
Математический пакет Mathcad [23, 42, 44] позволяет специалистам в конкретной научно-технической области быстро освоить работу на компьютере и реализовать на них математические модели, не вдаваясь в тонкости программирования. Mathcad – это зарегистрированная торговая марка фирмы MathSoft, Inc. (http://www.mathsoft.com), представляющая собой сокращение английской фразы: Mathematical Computer Aided Design – математическое проектирование с помощью компьютера.
Ниже приведены три примера решения типовых задач теплоэнергетики [68], которые дают представления об особенностях работы в среде Mathcad.
Задача 1. Расчет термодинамических свойств воды и водяного пара. Ниже представлено формирование функции пользователя vw(p), предназначенной для определения удельного объема кипящей воды на линии насыщения (vw) от давления (p), и функции hss(T, p), предназначенной для определения удельной энтальпии перегретого пара (hss) от температуры (T) и давления (p).
Расчет удельного объема кипящей воды на линии насыщения сводится к интерполяции (здесь задействована встроенная Mathcad-функция interp) кубическими сплайнами (cspline) табличных данных, хранящихся в двух векторах: P – табличные значения давления и V – табличные значения удельного объема. Элементы векторов – величины размерные: давление измеряется в мегапаскалях (106Pa), а удельный объем – в литрах на килограмм (m3/1000kg). В векторах P и V (они транспонируются из векторов-строк в вектора-столбцы) показаны только крайние элементы (далее будут показаны экраны дисплея, отображающие работу в среде Mathcad):
Интерполяция сплайном для определения удельного объема кипящей воды ведется в диапазоне давлений от 611 Па до 22,088 МПа. Функция error отслеживает значение аргумента p, прерывает выполнение вычислительной процедуры и выдает пользовательское сообщение об ошибке (“Давление низкое” или “Давление высокое”), если значение аргумента не попадает в оговоренный диапазон (эту работу выполняет оператор if).
Созданную функцию с одним аргументом можно вызвать в традиционном виде (функция), а также в виде префиксного и постфиксного операторов.
При этом в расчетах возможны различные размерности давления, объема и массы (здесь kgf – килограмм силы, galUK – британский галлон, lb – фунт и lbf – фунт силы и ft – фут). Далее представлено решение обратной задачи через встроенную Mathcad-функцию root (поиск корня уравнения) – определение давления при заданном значении удельного объема кипящей воды.
Расчет удельной энтальпии перегретого пара ведется также через кубический сплайн, но уже двухмерной интерполяцией. Табличные значения энтропии (килоджоули на килограмм) заносятся в матрицу M, «боковик» которой (без первого элемента) значения температуры (градусы Цельсия), а «шапка» – давления (мегапаскали). Далее эти значения с помощью встроенной функции submatrix разносятся по матрицам TP (у нее два столбца и 18 строк) и M (квадратная матрица с порядком 18). Так достигается компромисс между требованиями наглядного представления табличных данных и спецификой двумерной сплан-интерполяции в среде Mathcad.
Математический пакет Mathcad [23, 42, 44] позволяет специалистам в конкретной научно-технической области быстро освоить работу на компьютере и реализовать на них математические модели, не вдаваясь в тонкости программирования. Mathcad – это зарегистрированная торговая марка фирмы MathSoft, Inc. (http://www.mathsoft.com), представляющая собой сокращение английской фразы: Mathematical Computer Aided Design – математическое проектирование с помощью компьютера.
Ниже приведены три примера решения типовых задач теплоэнергетики [68], которые дают представления об особенностях работы в среде Mathcad.
Задача 1. Расчет термодинамических свойств воды и водяного пара. Ниже представлено формирование функции пользователя vw(p), предназначенной для определения удельного объема кипящей воды на линии насыщения (vw) от давления (p), и функции hss(T, p), предназначенной для определения удельной энтальпии перегретого пара (hss) от температуры (T) и давления (p).
Расчет удельного объема кипящей воды на линии насыщения сводится к интерполяции (здесь задействована встроенная Mathcad-функция interp) кубическими сплайнами (cspline) табличных данных, хранящихся в двух векторах: P – табличные значения давления и V – табличные значения удельного объема. Элементы векторов – величины размерные: давление измеряется в мегапаскалях (106Pa), а удельный объем – в литрах на килограмм (m3/1000kg). В векторах P и V (они транспонируются из векторов-строк в вектора-столбцы) показаны только крайние элементы (далее будут показаны экраны дисплея, отображающие работу в среде Mathcad):
Интерполяция сплайном для определения удельного объема кипящей воды ведется в диапазоне давлений от 611 Па до 22,088 МПа. Функция error отслеживает значение аргумента p, прерывает выполнение вычислительной процедуры и выдает пользовательское сообщение об ошибке (“Давление низкое” или “Давление высокое”), если значение аргумента не попадает в оговоренный диапазон (эту работу выполняет оператор if).
Созданную функцию с одним аргументом можно вызвать в традиционном виде (функция), а также в виде префиксного и постфиксного операторов.
При этом в расчетах возможны различные размерности давления, объема и массы (здесь kgf – килограмм силы, galUK – британский галлон, lb – фунт и lbf – фунт силы и ft – фут). Далее представлено решение обратной задачи через встроенную Mathcad-функцию root (поиск корня уравнения) – определение давления при заданном значении удельного объема кипящей воды.
Расчет удельной энтальпии перегретого пара ведется также через кубический сплайн, но уже двухмерной интерполяцией. Табличные значения энтропии (килоджоули на килограмм) заносятся в матрицу M, «боковик» которой (без первого элемента) значения температуры (градусы Цельсия), а «шапка» – давления (мегапаскали). Далее эти значения с помощью встроенной функции submatrix разносятся по матрицам TP (у нее два столбца и 18 строк) и M (квадратная матрица с порядком 18). Так достигается компромисс между требованиями наглядного представления табличных данных и спецификой двумерной сплан-интерполяции в среде Mathcad.
Похожие материалы
Использование численных методов при решении инженерных задач
Aronitue9
: 20 мая 2012
Курсовая содержит краткие теоретические сведения по наиболее фундаментальным численным методам используемых при вычислении некоторых задач математики, блок-схемы программ отдельных разделов и код всей программы (для языка QBasic). Курсовая выполнена качественно, написана "популярным" языком, приведены все необходимые для понимания схемы и графики. Код рабочий, без ошибок. Нет блок-схемы всего кода и списка использованной литературы.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Аппроксимация неизвестных функций методом наимень
20 руб.
Практическое решение инженерных и научных задач на ПК с использованием математических пакетов
GnobYTEL
: 5 декабря 2011
Представлена инженерно-бытовая задача, решённая средствами ЭВМ.
Целью курсовой работы является:
получение практических навыков решения физических, математических и технических задач с применением численных методов и методов оптимизации с использованием средств вычислительной техники;
развитие навыков алгоритмизации, программирования и отладки программ при решении задач вычислительного характера;
изучение возможностей математических пакетов и развития навыков их практического использования для по
50 руб.
Исследование возможностей электрохимических покрытий по дисциплине: Основы научных исследований и решение инженерных задач
Рики-Тики-Та
: 2 августа 2012
Содержание
Введение……………………………….……………………………………………..5
1. Определение и необходимость восстановления деталей ………...……………7
1.1.Факторы определяющие эффективность восстановления деталей……..7
2.структура и содержание процесса восстановления детали……...…...................9
2.1.Технологический процесс восстановления детали…………….………...9
3.Классификация способов восстановления деталей ……………..……………..11
4.Общие сведения………………………………………………..…………………14
4.1.Назначение покрытий…………………………………………..………...14
4.2.Мет
55 руб.
Обоснование инженерных решений (укр.)
BOZO
: 4 марта 2012
Даны ответы на следующие вопросы:
1. Побудова логарифмічних номограм із сорокап’ятиградусним ходом рівнянь з трьома змінними.
2. Коефіцієнт готовності машин та його вплив на ймовірність безвідмовної роботи комплексу машин при їх різних схемах взаємодії і способах резервування.
3. Побудування прогностичних моделей на основі аналізу причино-наслідкових зв’язків і статистичних методів. Моделі: сезонні, виробничих функцій, імітаційні.
4. Постановку оптимізаційних задач рекомендується починати з ___
130 руб.
Курсовая работа по Информатике "Практическое решение инженерных и научных задач на ПК с использованием математических пакетов"
dimonneytron
: 20 февраля 2012
В данной работе была поставлена задача о вычислении дифференциального уравнения и построении таблицы решения N(t) этого уравнения на отрезке (а, b) с шагом h. Далее следует для N(t) построить методом наименьших квадратов аппроксимирующий многочлен второй степени.
Для выполнения этой работы мы воспользуемся методом Рунге-Кутты 4 порядка для решения дифференциального уравнения второго порядка, как наиболее точным.
Методом наименьших квадратов выполним квадратичную аппроксимацию данного решения.
Пр
850 руб.
Применение спектральной сейсморазведки для решения задач инженерной геологии
Elfa254
: 5 сентября 2013
Испокон веков осуществление разного рода строительных работ основывается на стратегических, экономических, эстетических принципах, но так сложилось, что до сих пор никогда не учитывались геологические моменты. Это происходило из-за слабой изученности механизмов влияния строения земной толщи на надежность инженерных сооружений. Строго говоря, инженерно-геологические изыскания производятся, но если учесть, что результаты их практически никогда не влияют на решения, принятые до проведения изысканий
5 руб.
Решенные задачи по инженерной графике в AutoCad
Aronitue9
: 19 ноября 2011
Задание № 1 по инженерной графике выполнено 4 задачи - вариант 5, 6, 7, 8
Построение сопряжений, уклонов и конусности.
Задание № 2 вариант 6
Начертить 3 вида детали. Построить аксонометрическую и диметрические проекции деталий.
Задание № 3 вариант 6 и 7
Построить 3 вид детали по двум заданным. Выполнить полезные разрезы. И построить аксонометрическую проекцию детали с вырезом.
Задание № 4 вариант 6 и 7
Построить 3 вид детали по двум заданным. Выполнить вырез методом секущих плоскостей. Постр
50 руб.
Разработка инженерно-технических решений по обеспечению пожарной безопасности на предприятии ООО «Дергачёвский элеватор»
kiguri
: 4 октября 2016
Дипломный проект представлен на рецензию на 82 страницах расчетно-пояснительной записки и 9 листах графической части.
В проекте достаточно полно выполнен анализ хозяйственной деятельности ООО «Дергачевский элеватор».
50 руб.
Другие работы
Термодинамика и теплопередача ТюмГНГУ Техническая термодинамика Задача 3 Вариант 54
Z24
: 9 января 2026
Провести термодинамический расчет поршневого двигателя, работающего по циклу Дизеля, если начальный удельный объем газа υ1; степень сжатия ε=υ1/υ2; начальная температура сжатия t1; количество тепла, подводимое в цикле q1. Определить параметры состояния в крайних точках цикла. Энтальпию (h), внутреннюю энергию (u) определить относительно состояния газа при T0=0 K, энтропию (s) — относительно состояния при условиях T0=273 K, р=0,1 МПа. Построить цикл в рυ- и Ts-координатах. Для каждого процесса оп
500 руб.
Гидравлика ИжГТУ 2007 Задача 3.4 Вариант 13
Z24
: 18 октября 2025
Найти суммарный расход, а также распределение расхода по ветвям воды (ρ=1000 кг/м³, v=10-6 м²/c), вытекающий самотеком из верхнего бака в нижний.
Материалы труб и число плавных поворотов ветвей одинаковы (n1=n2=n). Полученные значения расходов Q, Q1 и Q2 выразить в м³/c и л/мин.
Вид трубы взять из табл.3.1 на с. 24.
Задачу решить методом последовательных приближений либо графоаналитическим методом.
350 руб.
Основные направления укрепления законности в административной деятельности ОВД
alfFRED
: 14 сентября 2013
План
1. Понятие законности в административной деятельности милиции
2. Способы обеспечения законности в административной деятельности милиции
1. Понятие законности в административной деятельности милиции
Законность — важнейший принцип деятельности милиции. Этот принцип выражается как в правоохранительном характере самой деятельности милиции, так и в том, что эта деятельность осуществляется на основе строгого и неуклонного соблюдения законов и подзаконных нормативных актов.
Обеспечивая безо
10 руб.
Теплотехника 18.03.01 КубГТУ Задача 4 Вариант 83
Z24
: 23 января 2026
Две близко расположенные друг к другу пластины с температурами t1, t2 и степенью черноты ε1, ε2 обмениваются лучистой энергией. Определить: собственное излучение для каждой пластины; плотность результирующего теплового потока между пластинами; изменение плотности теплового потока после установки между пластинами плоского параллельного им экрана со степенью черноты εэ.
150 руб.