Физи́ческое модели́рование — метод экспериментального изучения различных физических явлений, основанный на их физическом подобии. Метод применяется при следующих условиях: Исчерпывающе точного математического описания явления на данном уровне развития науки не существует, или такое описание слишком громоздко и требует для расчётов большого объёма исходных данных, получение которых затруднительно. Метод состоит в создании лабораторной физической модели явления в уменьшенных масштабах, и проведении экспериментов на этой модели. Выводы и данные, полученные в этих экспериментах, распространяются затем на явление в реальных масштабах. Некоторые примеры применения метода физического моделирования: Исследование течений газов и обтекания летательных аппаратов, автомобилей, и т. п. в аэродинамических трубах. Гидродинамические исследования на уменьшенных моделях кораблей, гидротехнических сооружений и т. п. Исследование сейсмоустойчивости зданий и сооружений на этапе проектирования.
Математическое моделирование — метод изучения объекта исследования, основанный на создании его математической модели и использовании её для получения новых знаний, совершенствования объекта исследования или управления объектом. Математическое моделирование можно подразделить на аналитическое и компьютерное (машинное) моделирование. При аналитическом моделировании ученый — теоретик получает результат «на кончике пера» в процессе раздумий, размышлений, умозаключений. Формирование модели производится в основном с помощью точного математического описания объекта исследования. Классическим примером аналитического моделирования является открытие планеты Нептун на основании теоретического анализа движения планеты Уран. Расчеты выполнил французский астроном У.Леверье. При компьютерном моделировании математическая модель создается и анализируется с помощью вычислительной техники. Компьютерная модель – модель, реализованная на одном из языков программирования (программа для ЭВМ).
Феноменологический метод:Суть феноменологического метода исследования заключается в том, что при малых отклонениях от состояния равновесия скорость протекания I любого сложного процесса пропорциональна движущей силе этого процесса X.
Экспериментальный метод:На основании предварительного анализа исследуемой задачи отбирают факторы, оказывающие определяющее или существенное влияние на искомый результат. Отбрасывают факторы, влияние которых на результат мало. Экспериментальные исследования проводят, как правило, на модели, но можно использовать для этого и промышленную установку.
Аналитический метод:Он заключается в том, что на основе общих законов физики, химии и других наук составляют дифференциальные уравнения, описывающие целый класс подобных явлений. Например, уравнение Фурье определяет распределение температур в любой точке тела, через которое теплота определяется теплопроводностью
Теория подобия – синтетический метод исследования явлений, учение о методах научного обобщения экспериментов.
Первая теорема подобия, при подобии систем всегда могут быть найдены такие безразмерные комплексы величин (критери подобия), которые для сходственных точек данных систем одинаковы по величине, т.е. подобны явления характеризуются численно равными критериями подобия
Вторая теорема подобия,Решение любого дифференциального уравнения, связывающего между собой переменные, влияющие на процесс может быть представлено в виде зависимости между безразмерными комплексами этих величин, т е между критериями подобия..
Третья теорема подобия, Формулировка подобны те явления, условия однозначности которых подобны, а критерии подобия, составленные из уравнений однозначности, численно равны.
Системный метод: При исследовании действующих пищевых производств с целью повышения их эффективности и при проектировании новых производств с минимальными потерями сырья и энергии перед специалистами – технологами и механиками – встает необходимость решения трех проблем. Это анализ физико- технологических систем (ФТС), их оптимизация и синтез.