KÖZMŰ INFORMATIKA NUMERIKUS MÓDSZEREK I.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Szén nanocsövek STM leképezésének elméleti vizsgálata
Advertisements

Koordináták, függvények
Lineáris egyenletrendszerek megoldása Gauss elimináció, Cramer-szabály Dr. Kovács Sándor DE GVK Gazdaságelemzési és Statiszikai Tanszék.
I. előadás.
Egyismeretlenes lineáris egyenletek
Adatelemzés számítógéppel
A SZABÁLYOZOTT JELLEMZŐ MINŐSÉGI MUTATÓI
Számítógépes algebrai problémák a geodéziában
Programozás alapjai A programozás azt a folyamatot jelenti, melynek során a feladatot a számítógép számára érthető formában írjuk le. C++, Delphi, Java,
EGYENSÚLYI MODELLEK Előadás 4.
A lyukas dob hangjai Hagymási Imre Bolyai Kollégium fizikus szakszeminárium november 15.
Csoportosítás megadása: Δx – csoport szélesség
Mérés és adatgyűjtés laboratóriumi gyakorlat
Virtuális méréstechnika Mingesz Róbert 5. Óra LabVIEW – Ferde hajítás Október 3.
Statisztika II. VI. Dr. Szalka Éva, Ph.D..
Földstatikai feladatok megoldási módszerei
Földstatikai feladatok megoldási módszerei
Előadó: Prof. Dr. Besenyei Lajos
A TERMÉSZETTUDOMÁNYOK ALAPJAI 1. Matematika
NUMERIKUS MÓDSZEREK II
PTE PMMK Matematika Tanszék dr. Klincsik Mihály Matematika III. előadások MINB083, MILB083 Gépész és Villamosmérnök szak BSc képzés 2007/2008. őszi félév.
Matematika III. előadások MINB083, MILB083
Mérnöki Fizika II előadás
Gazdasági informatikából megkaptuk a félévi feladatot!!! Mindenki nagy örömére… 0. hét.
Dr. Szalka Éva, Ph.D.1 Statisztika II. VI.. Dr. Szalka Éva, Ph.D.2 Regresszióanalízis.
Mérés és adatgyűjtés 5. Óra LabVIEW – Ferde hajítás Október 1., 4. Kincses Zoltán, Mingesz Róbert, Vadai Gergely v
Access XP Kifejezés-szerkesztő Összehasonlító operátorok:
A statisztikai próba 1. A munka-hipotézisek (Ha) nem igazolhatók közvetlen úton Ellenhipotézis, null hipotézis felállítása (H0): μ1= μ2, vagy μ1- μ2=0.
Egytényezős variancia-analízis
Bevezetés az alakmodellezésbe II. Budapesti Műszaki Főiskola Neumann János Informatikai Főiskolai Kar A Műszaki Tervezés Rendszerei 2000/2001 tanév, I.
Függvények.
Számítógépes szimuláció A RITSIM-2000 rendszer ismertetése.
Másodfokú egyenletek megoldása
Tömbök és programozási tételek
3.2. A program készítés folyamata Adatelemzés, adatszerkezetek felépítése Típus, változó, konstans fogalma, szerepe, deklarációja.
Idősor elemzés Idősor : időben ekvidisztáns elemekből álló sorozat
Modellek besorolása …származtatás alapján: 1.Determinisztikus fizika (más tudományág) alaptörvényeire, igazolt összefüggésere alapulfizika (más tudományág)
Transzportfolyamatok II. 3. előadás
Felszín alatti vizek védelme Vízmozgás analitikus megoldásai.
Matematika I. 1. heti előadás Műszaki Térinformatika 2013/2014. tanév szakirányú továbbképzés tavaszi félév Deák Ottó mestertanár.
Hőeloszlás háromszögelt síkrészeken Május, 2002 Bálint Miklós Vilmos Zsombori
A differenciálszámtás alapjai Készítette : Scharle Miklósné
Lineáris regresszió.
Az üzleti rendszer komplex döntési modelljei (Modellekkel, számítógéppel támogatott üzleti tervezés) II. Hanyecz Lajos.
A Van der Waals-gáz molekuláris dinamikai modellezése Készítette: Kómár Péter Témavezető: Dr. Tichy Géza TDK konferencia
I. előadás.
Összegek, területek, térfogatok
Differenciálegyenletek
A derivált alkalmazása a matematikában
Kenyér kihűlése Farkas János
Integrátorok alkalmazása a számítógépes szimulációban
Lakosság létszámának változása Farkas János
A mozgás egy E irányú egyenletesen gyorsuló mozgás és a B-re merőleges síkban lezajló ciklois mozgás szuperpoziciója. Ennek igazolására először a nagyobb.
A HATÁROZOTT INTEGRÁL FOGALMA
Integrálszámítás.
Egyenletes vízmozgás prizmatikus medrekben
Szimuláció.
Hibaszámítás Gräff József 2014 MechatrSzim.
Elvárásoknak való megfelelés Tervezés szilárdságra Végeselem módszer Termékszimuláció tantárgy 5. előadás március 25. Előadó: Dr. Kovács Zsolt.
Földstatikai feladatok megoldási módszerei
Szerkezetek Dinamikája
Kontinuum modellek 2.  Közönséges differenciálegyenletek numerikus megoldásának alapjai  közönséges differenciálegyenletek  Euler módszer  Runge-Kutta.
Gazdaságstatisztika Gazdaságstatisztika Korreláció- és regressziószámítás II.
Kontinuum modellek 1.  Bevezetés a kontinuum modellekbe  Numerikus számolás alapjai.
Manhertz Gábor; Raj Levente Tanársegéd; Tanszéki mérnök Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék.
Lineáris egyenletrendszerek megoldása Gauss elimináció, Cramer-szabály Dr. Kovács Sándor DE GVK Gazdaságelemzési és Statiszikai Tanszék.
Numerikus differenciálás és integrálás
Készítette: Papp-Varga Zsuzsa
Nemlineáris dinamikus rendszerek alapjai VII. gyakorlat
Bunkóczi László, Dr.Pitlik László, Pető István, Szűcs Imre
Előadás másolata:

KÖZMŰ INFORMATIKA NUMERIKUS MÓDSZEREK I. Hidraulikai feladat megoldása számítógépen

A feladatmegoldás lépései 1. A (hidraulikai) feladat megfogalmazása 2. A matematikai modell felállítása 3. Algoritmus készítése (folyamatábra +numerikus módszer kiválasztása) 4. Programírás 5. Adatok beszerzése vagy előállítása

A feladatmegoldás lépései 6. A program tesztelése 7. Kalibrálás 8. Igazoló futtatások 9. Végső futtatások 10. Eredmények értékelése 11. Dokumentáció készítése

időrendi sorrend (nem merev, felcserélhető) egyidejűleg több részfeladatot is lehet végezni nem mindig kell minden egyes részfeladatot elvégezni (matematikai modell irodalomból ismert, nincs szükség vagy lehetőség kalibrálást végezni stb.)

A feladatmegoldás lépései 1. A (hidraulikai) feladat megfogalmazása 2. A matematikai modell felállítása 3. Algoritmus készítése (folyamatábra +numerikus módszer kiválasztása) 4. Programírás 5. Adatok beszerzése vagy előállítása

A feladatmegoldás lépései 6. A program tesztelése 7. Kalibrálás 8. Igazoló futtatások 9. Végső futtatások 10. Eredmények értékelése 11. Dokumentáció készítése

Hibaforrások hibák elemzése, becslése lényeges kérdés minden számítást a négy aritmetikai művelet segítségével végzünk el csak közelítő pontosság érhető el

Hibák típusai a) fizikai valóság közelítésének hibája b) képlethibák, vagy numerikus hibák c) kerekítési hibák d) adathibák (öröklött hibák) e) tévedések

TÁROZÓ VÍZSZINTJÉNEK SZÁMÍTÁSA

Feltételek a vízszintingadozás tartományában konstans felületűnek tekinthető felülről egy patak táplálja a leeresztés egy fix koronaszintű, állandó szélességű bukón történik, szabad átbukással tározó vízszintje horizontálisnak tekinthető (Qi, és Q0 vízhozamok olyan kicsik)

1. A feladat megfogalmazása Adott, konstans ki- és bevezetések mellett határozzuk meg a tározó vízszintmagasságának alakulását az idő függvényében

2. A matematikai modell felállítása A folytonossági egyenlet a tározóra Térfogatváltozás = Befolyt – Kifolyt vízmennyiség egységnyi idő alatt

Az egyenletben szereplő tényezők A (m2) - a tározó felülete, h (m) - a vízmélység a fix bukó koronaszintjétől mérve, Qi (m3/s) - a befolyó vízmennyiség, Q0 (m3/s) - az elfolyó vízhozam, t (s) - az idő.

Poleni féle bukóképlet b (m) - a bukó koronaszélessége, µ - vízhozam tényező. A képletben szereplő konstansokat vonjuk össze

a differenciálegyenlet: az egyenlet mindkét oldalát A-val osztva

2. Numerikus megoldási módszerek a modell egy elsőrendű differenciálegyenlet az analitikus megoldás megadja az összes megoldási görbét műszaki feladatok megoldásakor csak egy görbe meghatározása a cél kezdeti feltétel, kezdeti érték feladat

konkretizáljuk a feladatot: A = 10000 (m2) - a tározó felülete, Qi = 3 (m3/s) - a befolyó vízmennyiség, c = 1,7 (m1/2/s) - az átbukási tényező, b = 10 (m) - a bukó koronaszélessége. az adatokat behelyettesítve a differenciálegyenletbe

h (m) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 dh/dt(10-4 m/s) - 14,00 - 11,51 - 9,16 - 6,96 - 4,90 - 3,01 - 1,30 0,20 1,48 2,46 3,00 ha dh/dt nullával egyenlő, akkor a vízszint, h=0,315 m ez az egyensúlyi vízszint

az érintőket a h-t síkban ábrázolva

Numerikus integrálás módszere Keressük azt a h(t) függvényt, amely kielégíti a differenciálegyenletet, és a h (t0) = h0 kezdeti feltételt

Lépésköz: t = t1 – t0 Integráljuk mindkét oldalt t0–tól t1–ig bal oldali integrál valójában h (t1) – h (t0)

Euler – Cauchy – féle téglalap szabály a görbe alatti területet a t0–tól t1–ig terjedő időintervallumban egy téglalap területével közelítjük A téglalap-szabály alkalmazásával elkövetett hiba mértékét a besatírozott területrész érzékelteti

a numerikus integrálás képlete újabb t értékekhez tartozó h(t) értékek meghatározására az alábbi általános formula használható

A lépésköz (Δt) kiválasztása ha Δt kicsi, akkor a diszkretizációs hiba is kicsi lesz,  numerikus hibák halmozódnak ha Δt túl nagy, akkor a diszkretizációs hiba lesz túl nagy Δt –t folyamatosan csökkentjüka függvényértékek eltérése a kívánt hibakorlátnál kisebb nem lesz

A trapézformula pontosabb numerikus integrálás pontosabb eredményt is ad trapéz területével közelítjük a görbe alatti területet A trapéz-szabály alkalmazásakor elkövetett hiba jól látható módon, lényegesen kisebb

A trapéz szabály rekurzív formulája hj +1 implicit formában szerepel  iteráció iteráció gyorsítható  Prediktor – Korrektor módszer egy lépésközre eső megoldást két lépésben végzünk el

Prediktor – Korrektor módszer Prediktor (előre jósóló) lépés az egyszerű Euler-Cauchy-féle közelítés A korrektor lépés előtt még számolunk egy középértéket Ezt helyettesítve a rekurzív formulába egy új, jobb közelítést kapunk