Παρουσίαση/Προβολή
Μοντελοποίηση Συστημάτων - Προσομοίωση
(DIND161) - Νικόλαος Κούβακας
Περιγραφή Μαθήματος
Προσομοίωση Συστημάτων: κατηγοριοποίηση λογισμικών, αλγόριθμοι και διαγράμματα ροής, αναλυτικές και αριθμητικές λύσεις, επίδραση αβεβαιοτήτων στα αποτελέσματα, εικονική πραγματικότητα και γραφικά περιβάλλοντα. Τύποι προσομοίωσης (αιτιοκρατική και στοχαστική, στατική και δυναμική, διακριτή και συνεχής). Αρχές Μοντελοποίησης: καταγραφή του προβλήματος, στόχοι, αναπαράσταση δεδομένων, επαλήθευση, επικύρωση, σχεδιασμός πειράματος, εκτέλεση και ανάλυση, τεκμηρίωση και έκθεση. Προσεγγίσεις Παραγωγής Μαθηματικών Μοντέλων: με χρήση φυσικών νόμων, με χρήση κανόνων λειτουργίας, με ταυτοποίηση. Μοντελοποίηση Μηχανικών Συστημάτων: μεταφορική κίνηση, περιστροφική κίνηση, ταλαντώσεις. Μοντελοποίηση Ηλεκτρικών Συστημάτων: ηλεκτρικά κυκλώματα, ηλεκτρικοί κινητήρες. Μοντελοποίηση φαινομένων μεταφοράς σε θερμικά, υδραυλικά, πνευματικά και χημικά συστήματα. Προσομοίωση συστημάτων ανοικτού και κλειστού βρόχου.
Ημερομηνία δημιουργίας
Πέμπτη 29 Σεπτεμβρίου 2022
-
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τους φοιτητές / τις φοιτήτριες στις τεχνικές μοντελοποίησης βασικών συστημάτων που συναντώνται τόσο στην βιομηχανία όσο και σε άλλες παραγωγικές μονάδες. Ανάδειξη των κύριων ζητημάτων που εμφανίζονται κατά την προσομοίωση με χρήση μοντέλων. Παρουσίαση λογισμικών και εργαλείων προσομοίωσης.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/φοιτήτριες θα είναι σε θέση:
- να κατανοούν τις αρχές, τις έννοιες, τους αλγορίθμους και τις τεχνικές που σχετίζονται με την προσομοίωση συστημάτων μέσω κατάλληλων λογισμικών, καθώς και την επίδραση των αβεβαιοτήτων στα αποτελέσματα της προσομοίωσης
- να κατηγοριοποιούν τα λογισμικά προσομοιώσεων, ανάλογα με την χρήση και τις δυνατότητες που προσφέρουν,
- να διακρίνουν τα διαφορετικά είδη προσομοίωσης και να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά τους
- να σχεδιάζουν και να πραγματοποιούν διαφορετικών τύπων προσομοιώσεις (αιτιοκρατικές-στοχαστικές, στατικές-δυναμικές, διακριτές-συνεχείς, ανοικτού-κλειστού βρόχου),
- να κατανοούν τις αρχές παραγωγής μαθηματικών περιγραφών / μοντέλων συστημάτων και τις εναλλακτικές προσεγγίσεις μοντελοποίησης (με χρήση φυσικών νόμων, κανόνων λειτουργίας και μεθόδων ταυτοποίησης)
- να μοντελοποιούν συστήματα χρησιμοποιώντας εναλλακτικές προσεγγίσεις (φυσικούς νόμους, κανόνες λειτουργίας ή μεθόδους ταυτοποίησης)
- να εφαρμόζουν τις προαναφερόμενες αρχές, έννοιες, αλγορίθμους και τεχνικές στην μοντελοποίηση και προσομοίωση συστημάτων
- να συνδυάζουν τις προαναφερόμενες αρχές, έννοιες, αλγορίθμους και τεχνικές για να μελετήσουν και να συνθέσουν μοντέλα βασικών συστημάτων στην βιομηχανία και άλλες παραγωγικές μονάδες, όπως μηχανικών συστημάτων σε μεταφορική κίνηση, περιστροφική κίνηση και σε κίνηση με παρουσία ταλαντώσεων, ηλεκτρικών συστημάτων και συστημάτων που περιλαμβάνουν φαινόμενα μεταφοράς (θερμικά, υδραυλικά και χημικά συστήματα).
- επιπλέον να υλοποιούν προσομοιώσεις των παραπάνω συστημάτων σε λογισμικά προσομοίωσης ανωτέρου επιπέδου.
Ενδεικτική Βιβλιογραφία
- Σ. Κομηνέας, Μαθηματική Μοντελοποίηση, Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα - Αποθετήριο "Κάλλιππος", 2016.
- Μ. Ρουμελιώτης και Σ. Σουραβλάς, Τεχνικές Προσομοίωσης, Έκδοση: 2η/2015, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
- R. Krishnan, Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα: Μοντελοποίηση, Ανάλυση, και Έλεγχος, Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ, 2009.
- Ν. Κρικέλης, Μοντελοποίηση και Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων, Γρηγόριος Χρυσοστόμου Φούντας, 2000.
- Μ. Σκαρπέτης και Φ. Κουμπουλής, Αυτόματος Έλεγχος Υδραυλικών και Πνευματικών Συστημάτων, Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα - Αποθετήριο "Κάλλιππος", 2016.
- Α. Ρούτουλας, Υδραυλικά – Πνευματικά Συστήματα, Σύγχρονη Εκδοτική ΕΠΕ, 2008.
- C. A. Kluever, Dynamic Systems: Modeling, Simulation, and Control, Wiley, 2014.
- I. Gordon και B. Guilfoos, Introduction to Modeling and Simulation with MATLAB and PYTHON, Chapman & Hall / CRC, 2017.
- K. Velten, Mathematical Modeling and Simulation: Introduction for Scientists and Engineers, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, 2009.
- M. Chidambaram, Mathematical Modelling and Simulation in Chemical Engineering, Cambridge University Press, 2018.
- N. Ghasem, Modeling and Simulation of Chemical Process Systems, CRC Press, 2019.
- D. K. Chaturvedi, Modeling and Simulation of Systems Using MATLAB and Simulink, CRC Press, 2010.
- J. A. Sokolowski και C. M. Banks (eds), Principles of Modeling and Simulation: A Multidisciplinary Approach, John Wiley & Sons Inc, 2009.
- B. Wayne Bequette, Process Dynamics: Modeling, Analysis, and Simulation, Prentice Hall Inc, 1998.
- Α. M. Law, Simulation Modeling and Analysis, McGraw Hill Education, 2015.
- D. C. Karnopp, D. L. Margolis και R. C. Rosenberg, System Dynamics: Modeling, Simulation and Control, John Wiley & Sons Inc, 2012.
- B. O. Zeigler, A. Muzy και E. Kofman, Theory of Modeling and Simulation: Discrete Event & Iterative Systems Computational Foundations, Academic Press, 2019.
- N. Khaled, Virtual Reality and Animation for MATLAB and Simulink Users: Visualization of Dynamic Models and Control Simulations, Springer, 2012.
Ενδεικτικά Συναφή Επιστημονικά Περιοδικά
- Applied Mathematical Modelling, Elsevier.
- International Journal of Modeling, Simulation and Scientific Computing, World Scientific.
- International Journal of Modelling and Simulation, Taylor and Francis.
- International Journal of Modelling, Identification and Control, Inderscience Publishers.
- Journal of Chemical Information and Modeling, ACS Publications.
- Mathematical Models and Methods in Applied Sciences, World Scientific.
- Modelling and Simulation in Engineering, Hindawi.
- Modelling, MDPI.
- Simulation Modelling Practice and Theory, Elsevier.
- Simulation, SAGE Journals.