Основные отличия методов экспериментального и компьютерного моделирования в экологических исследованиях
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Компьютерное моделирование по сравнению с натурным экспериментом дает возможность:

- получать наглядные динамические иллюстрации физических экспериментов и явлений, воспроизводить их тонкие детали, которые часто ускользают при наблюдении реальных явлений и экспериментов;

- визуализации не реального явления природы, а его упрощённой модели не достижимой в реальном физическом эксперименте. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному физическому явлению;

- варьировать временной масштаб событий;

- моделировать ситуации, не реализуемые в физических экспериментах.

Компьютерное моделирование имеет следующие преимущества:

-дает возможность рассчитать параметры эффектов, изучение которых в реальных условиях невозможно либо очень затруднительно по технологическим причинам;

-позволяет моделировать и изучать явления, предсказываемые любыми теориями;

-является экологически чистым и не представляет опасности для природы и человека;

-обеспечивает наглядность;

-доступно в использовании.

Основное преимущество компьютерного моделирования заключается в том, что оно позволяет не только пронаблюдать, но и предсказать результат эксперимента при каких-то особых условиях. Благодаря этой возможности метод нашел применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, экономике и многих других сферах знания.

Компьютерное моделирование широко используется в обучении. С помощью специальных программ можно посмотреть модели явлений микромира и Космоса, ядерной и квантовой физики, развитие растений и превращение веществ при химических реакциях.

Подготовка специалистов многих профессий, особенно таких, как авиадиспетчеры, пилоты, диспетчеры атомных и электростанций, осуществляется с помощью тренажеров, управляемых компьютером, моделирующим реальные ситуации, в том числе аварийные.

На компьютере можно провести лабораторные работы, если нет необходимых реальных устройств и приборов или если решение задачи требует применения сложных математических методов и трудоемких расчетов.

Компьютерное моделирование дает возможность «оживить» изучаемые физические, химические, биологические, социальные законы, поставить с моделью ряд экспериментов. Но не стоит забывать, что все эти эксперименты носят весьма условный характер и познавательная ценность их тоже весьма условна.

До практического использования реакции ядерного распада физики-ядерщики просто не знали о вреде радиации, но первое массовое применение «достижений» (Хиросима и Нагасаки) четко показало, насколько радиация опасна для человека. Начни физики с ядерных электростанций, человечество долго еще не узнало бы о вреде радиации.

Достижение химиков начала ХХ в.– мощнейший пестицид ДДТ – достаточно долго считался абсолютно безопасным для человека.

В условиях применения мощных современных технологий, широкого тиражирования и бездумного использования ошибочных программных продуктов такие узкоспециальные, казалось бы, вопросы, как адекватность компьютерной модели реальности, могут приобрести весомое общечеловеческое значение.

 

достоинства

Методов компьютерного моделирования Методов экспериментального моделирования
• Может быть применено для любых конфигураций (при наличии соответствующих программ) и режимов • Показывает динамику процесса и его «внутренние характеристики» • Позволяет сохранять данные всех этапов расчета • Высокая и управляемая точность расчетов • Не требует специального оборудования • Обычно дешевле и быстрее, чем экспериментирование • Позволяет вносить изменения • Дает более надежные результаты • Может показать работу всей системы, включая не ожидаемые эффекты и проблемы • Не требует развитой базы данных • Позволяет иметь реальные шаблоны и образцы для последующих испытаний и прототипирования (упрощенная версия конечного продукта, которая позволяет выявить возможные недостатки, фактически даже не приступая к процессу его создания.).

 

Недостатки и ограничения

Методов компьютерного моделирования Методов экспериментального моделирования
• Требует специальных компьютерных программ и базы данных • Не все процессы могут быть смоделированы (на сегодняшний день) • Не дает реального образца продукта • Может потребоваться дорогостоящее оборудование  • Не даёт доступа для изучения всех желаемых характеристик • Трудно использовать результаты в других случаях • Может быть применен только для рассматриваемого случая • Может быть ограничен доступ к необходимому оборудованию

 

Дата: 2019-02-19, просмотров: 271.