Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

pencil
Узнай стоимость на индивидуальную работу!
icon Цены в 2-3 раза ниже
icon Мы работаем
7 дней в неделю
icon Только проверенные эксперты

Mathcad: от графика к формуле, от расчета на компьютере к расчету в Интернет

Тип Реферат
Предмет Информатика и программирование
Просмотров
1501
Скачиваний
859
Размер файла
107 б
Поделиться

Mathcad: от графика к формуле, от расчета на компьютере к расчету в Интернет

В.Ф. Очков

В статье затронута частная инженерная задача (автоматизация работы с семействами кривых), на примере которой рассмотрена новая тенденция ­– перенос расчетов с рабочей станции на сервера Интернет (Webcalculations).

Сначала о полезных мелочах

Очень часто в технической литературе функциональные зависимости даются не формулами, а графиками.

Рис. 1. График влияния скорости воды и ее температуры на удельное гидравлическое сопротивление в фильтре

На рис. 1 в качестве примера показан график влияния скорости воды и ее температуры на удельное гидравлическое сопротивление в слое фильтрующего материала. Рисунок взят из технической документации одной известной фирмы (Purolite – см. www.purolite.com), поставляющей водоочистное оборудование.

Подобные графики приводятся не только для качественного описания тех или иных закономерностей (гидравлическое сопротивление растет при росте скорости и падает при росте температуры, если говорить зависимостях, отображенных на рис. 1), но и для их количественной оценки – для расчетов. В упомянутой фирменной документации описан расчет гидравлического сопротивления по методике «вождение пальцем по графику»: отложите по оси х значение скорости, мысленно проведите недостающую изотерму и считайте ответ на оси у.

В технической литературе (особенно в справочной) встречаются также и разного рода номограммы с инструкциями такого рода: отложите значение первого аргумента на левой шкале, а второго – на правой; соедините точки линейкой и на средней шкале считайте ответ (пример "живой" номограммы на MAS). В номограммах (а на них выросло целое поколение инженеров) «тонет» физика задачи – ее качественная оценка, зато повышается точность расчетов. Выпускались даже нехитрые механические устройства типа логарифмической линейки с «вшитыми» в них алгоритмами расчетов. Такие устройства были особо популярны у штурманов, прокладывающих маршруты морских и воздушных судов. Сейчас что-то подобное можно купить в газетных киосках – совместил на двух дисках свой вес и рост и узнал, пора ли переходить на диету…

Но для современных расчетов с использованием компьютеров или просто калькуляторов более подходят не графики и номограммы, а формулы, которые часто не приводятся в технической литературе по ряду причин.

Во-первых, формулы не даются из благих намерений освободить читателя от расчетов. Тем более, что это зачастую и не расчет в привычном понимании этого слова, а некая оценка, прикидка того или иного параметра. В той же документации, откуда взять рис. 1, рекомендовано при выборе насоса для фильтра (а его напор – это произведение удельного гидравлического сопротивления на высоту слоя загрузки фильтра) увеличить расчетное гидравлическое сопротивление на 10-20 % (так называемый инженерный запас, нивелирующий помимо прочего и ошибки считывания чисел «пальцем» с графика).

Во-вторых, нередко никакой формулы не было и нет, т.к. на графиках даны результаты некой графической обработки опытных точек усредняющими кривыми. Кривые, показанные на рис. 1, получены после испытания фильтрующего материала на специальном стенде, где есть возможность менять скорость потока и температуру воды и замерять перепад давления. В научной же (не технической) литературе считается хорошим тоном оставлять на графике эти экспериментальные точки и показывать различного рода доверительные интервалы. В последнее время получает распространение практика ссылок из научных статей на сайт, где хранятся первичные протоколы опытов, по которым читатель может не только проверить выводы автора, но и дать свою трактовку результатов. Можно идти дальше – рекомендовать программу для компьютера с расчетом по этому графику. На бумаге (в технической документации – см. выше) видна качественная оценка явление, а на сайте, поддерживающим эту документацию, прописан соответствующий расчет. Для этого можно а) попытаться связаться с автором и попросить его дать формулу, если она, конечно, есть; б) вывести самому нужную формулу опираясь на «физику» задачи; в) провести интерполяцию сплайнами, например.

В среде Mathcad есть встроенные функции (lspline, pspline и cspline) для сплайн-интерполяции табличных зависимостей функций одного или двух аргументов. Но работа с этими функциями при двух аргументах затруднена из-за того, что эти функции требуют «квадратных» исходных табличных данных, где число точек по первому аргументу равно числу точек по второму аргументу. Реальные же данные на графиках, как правило, ложатся в прямоугольную (далеко не квадратную) таблицу. Из-за этого приходится либо искусственно «оквадрачивать» исходные табличные данные, что влечет потерю точности (прямоугольник сводится к квадрату по наименьшей стороне), либо менять «одну двумерную интерполяцию на две одномерные».

Рис. 2. Универсальный Mathcad-документ автоматизации работы с семейством кривых

На рис. 2 показан универсальный Mathcad-документ автоматизации работы с семейством кривых. Его универсальность в том, что в матрице исходных данных можно произвольно менять значения элементов, число строк и столбцов. Левая «девятка» матрицы хранит названия боковика и шапки таблицы.. Программно создается функция пользователя с именем ΔPу и с двумя аргументами. Функция содержит в матрице M опорные точки интерполяции (результаты обмера графика линейкой) с боковиком (первый аргумент функции – температура) и шапкой (второй аргумент – скорость). Еще одна особенность функции, созданной с среде Mathcad, – возможность ее работы с размерными величинами, что позволяет вводить данные с любыми единицами скорости и температуры и иметь ответ также в разных единицах не только в числах, но и на графиках. Контроль размерностей, кроме того, позволяет выявить разного рода опечатки и ошибки в исходной документации. Так на исходном графике, показанном на рис. 1, перепад давления измеряется в кг/см2, а должно быть кгс/см2 (атмосфера техническая).

Введенная функция дает возможность не только вести интерполяцию, но и восстанавливать исходное «семейство кривых» в разных системах измерения с графической интерпретацией самого процесса интерполяции: по значению первого аргумента строится промежуточная кривая (у нас это изотерма, проведенная красным пунктиром), а по значению второго – считывается искомое значение.

«Выуживать» матрицу исходных данных для их последующей интерполяции можно не только из «старых» графиков, но и из «новых» программ. В программах, как правило, функциональные зависимости запрятаны еще глубже, чем на графиках. На «поверхности» остаются только диалоговые окна, в которых пользователь может менять значения аргументов и видеть, как при этом меняются значение функции.

Но и этого может достаточно для восстановления функциональной зависимости – нужно составить заполнить таблицу (матрицу) и провести вышеописанную интерпретацию. Осторожно! Часто несколько независимых аргументов формируют некую скрытую функцию, которая в свою очередь участвует в формировании другой функции.

Теперь о крупных тенденциях

Выше было сказано, что при работе с «мертвым» графиком «можно идти дальше и делать ссылки на программу с расчетом по этому графику». Но можно «идти» не просто дальше, но и «выше» в смысле «высоких Интернет-технологий» – давать ссылки не на программы (exe-файлы или файлы популярных математических программ, Mathcad, например – см. рис. 2, которые нужно скачивать, а до этого нужно ставить на компьютер соответствующую программу и т.д.), а на расчетные Интернет-ресурсы – Webcalculations (Webcomputation, WebCalcul, WebComp), если так можно выразится и если этот термин (термины) уже не зарегистрирован (ы) в качестве торговой марки.

Примеры преобразования графиков в формулы (рис. 1 и другие подобные графики) можно скачать с сайта www.vpu.ru, а по одному из них уже можно поработать в режиме Webcalculations – смотри, вернее, зайди на сайт http://mas.mathsoft.com/mas/library/calc_DeltaP_A400.mcd или http://twt.mpei.ac.ru/mas/worksheets/Calc_DeltaP_A400.mcd. Технология работы Mathcad Application Server’а (MAS) показана на рис. 3, взятого с сайта http://www.mathcad.com/server/server.

.

Рис. 3. Технологияработы Mathcad Application Server

Описание технологии MAS: по-английски, по-русски

PS

С MAS можно работать даже через Pocket PC

PPS

У математика попросили разработать алгоритм кипячения воды в чайнике: "Налить воду в чайник и поставить чайник на огонь!". Задачу изменили - чайник полон воды. Новый алгоритм математика: "Выливаем воду из чайника и сводим алгоритм к предыдущему! - таков был новый алгоритм математика. Задачу о трехмерной сплайн-интерполяции (Mathcad-документ) можно свести к задаче о двухмерной, а двумерную - к одномерной, что мы сделали ранее.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Экономика
Маркетинг
Информатика
icon
109736
рейтинг
icon
2698
работ сдано
icon
1237
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
103537
рейтинг
icon
5274
работ сдано
icon
2373
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
74287
рейтинг
icon
1858
работ сдано
icon
1172
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
48 866 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
ФГБОУ ВО "ЗГУ"
Работа была выполнена досрочно (очень быстро ). Реферат был выполнен без замечаний . Испол...
star star star star star
Удгу
Все отлично, очень быстро и качественно, работа принята без замечаний. Спасибо.
star star star star star
Балтийская Государственная Академия Рыбопромыслового Флота (БГАРФ)
Видно, что автору пока не хватает опыта в некоторых моментах связанных с оформлением. испр...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

только что

Дана поза номер 11, сделать рисунок и все задания к ней

Контрольная, Анатомия и физиология человека

Срок сдачи к 5 дек.

только что

Сделать все то, что написано в файле

Другое, IT-технологии, программирование

Срок сдачи к 7 дек.

1 минуту назад

Как можно скорее математика 1 курс меда

Контрольная, Математика

Срок сдачи к 1 дек.

2 минуты назад

Решить 4 номера под вариантом 27

Решение задач, Высшая математика

Срок сдачи к 4 дек.

2 минуты назад
2 минуты назад

Питание и контроль за массой тела при различной двигательной активности

Реферат, Физическая культура и спорт

Срок сдачи к 10 дек.

3 минуты назад

Тема: Основные фонды План работы: 1. Основные фонды предприятия

Курсовая, экономика предприятий

Срок сдачи к 19 дек.

3 минуты назад

Написать подробный реферат, но называется как курсовая Вариант 2

Курсовая, Техническое обслуживание и ремонт кузовов автомобилей

Срок сдачи к 10 дек.

3 минуты назад

Доклад по финансам

Доклад, финансы

Срок сдачи к 10 дек.

4 минуты назад

Инклюзивное образование: проблемы и перспективы»

Эссе, Педагогика

Срок сдачи к 18 дек.

4 минуты назад

Ответить на вопросы

Другое, Гражданское право

Срок сдачи к 3 дек.

5 минут назад

Сделать презентацию в ворде,10-15 слайдов

Другое, Отделение Туризм

Срок сдачи к 3 дек.

5 минут назад

составить курсовой проект по плану

Курсовая, Структуры рудных полей и месторождений, горное дело

Срок сдачи к 11 дек.

5 минут назад
6 минут назад

Социальная инженерия

Реферат, Информатика

Срок сдачи к 5 мар.

6 минут назад

Создание интерактивного демонстрационного материала по физической...

Курсовая, физическая культура

Срок сдачи к 18 дек.

6 минут назад

Эссе о периоде 1945 - 1953 в ссср

Эссе, История

Срок сдачи к 2 дек.

7 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно