семестр 9 / Моделирование систем электроснабжения / задание 2

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт Химии и энергетики

(наименование института полностью)

Кафедра /департамент /центр¹ «Электроснабжение и электротехника»

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

(код и наименование направления подготовки, специальности)

«Электроснабжение»

(направленность (профиль) / специализация)

Практическое задание №__2_

по учебному курсу «Моделирование систем электроснабжения»

(наименование учебного курса)

Вариант ____ (при наличии)

Студент	Яшин И.А. (И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия)
Преподаватель	Горохов Илья Васильевич (И.О. Фамилия)

Тольятти 2022

Практическое задание 2

Тема «Виды моделей»

Продолжим работать с выбранным объектом и моделью для него «лунной базой». Представим себе этот объект в образе куба, состоящего из модулей в виде секций кубической формы, которые можно заменять при необходимости. Этот объект должен иметь достаточный запас прочности, что бы выдержать мощное физическое воздействие (к примеру падение меторита), а так же выдержать сильнейший перепад температуры (при переходе из теневой стороны в солнечную). Считаю наличие иллюминаторов не целесообразным, так как это заведомо слабое место во всей конструкции. Функцию иллюминаторов будет выполнять внешний периметр камер, который будет организован таким способом, что бы не было «мертвых» зон.

Функции лунной базы. Основная функция, это защита людей от воздействия внешней пагубной среды. Так же обеспечение их нормальной жизнедеятельности и научно-исследовательской работы. Помимо этого, необходима нормальная возможность замены блоков лунной базы. И в случае черезвычайной ситуации возможность экстренного возвращения на Землю.

Описание модели на микроуровне. Возьмём участок внешней оболочки лунной базы, на который воздействует солнечный свет и нагревает её. Потепенно нагревая поверхность, тепло распределяется по объёму внещней оболочки. Это означает,что со временем изменяется градиент температуры и плотность потока тепла.

j_Q=j_Q(x,t).

Найдём уравнение теплопроводности, зависящее от времени.

Рассмотрим одномерную плотность потока тепла j(x) через поперечное сечение поверхности ΔS. Тогда колличество тепла, поступающее за время dt и пересекающую координату x:

dQ₊=j(x)ΔSdt

Тепло, уходящее через поверхность ΔS в точке с координатой x+dx:

dQ=j(x+dx)ΔSdt

Изменение количества тепла в объёме между этими координатами:

dQ=[j(x,t)-j(x+dx,t)]ΔSdt

Умножим и раздели последнее уравнение на dx и, введя частную производную по координатам получим:

C другой стороны изменение количества тепла в объёме

ΔV=ΔSdx связано с изменением температуры этого объёма:

dQ=Δmc_VdT=c_VρΔVdT

Физический смысл уравнения в том, что скорость изменения температуры в еденице объёма вещества пропорциональна градиенту плотности потока тепла j=j(x,t), которая определяется градиентом температуры и коэффициентом теплопроводности. Получаем нестационарное уравнение теплопроводности.

Опишем нашу модель лунной базы на макроуровне. Здесь используется укрупнённая дискретизация пространства по функциональному признаку, что приводит к представлению модели на этом уровне в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Для этого приходится вводить определённые допущения.

Частную производную по скорости заменим через конечные разности:

l-длина сосредоточеного объёма.

Умножив обе части вырожения на длину и сечение сосредоточеного объёма sl=V

М-массовый расход среды.

Накопление массы в сосредоточенном объёме равно приходу среды минус расход.

Опишем нашу лунную базы на метауровне. Для этого представим её упрощённую схему, и укажем основные технические, жилые и научные блоки.

Вывод: мы описали модель созданной нами лунной базы на трёх уровнях моделирования. Все формулы и расчёты описывают модель приблизительно. Для расчёта реально проектируемой модели требуются фундаментальные расчёты планов и материалов. При существующем техническом уровне развития считаю построение лунной базы вполне реальным. Ведь, создали мы «МИР», который прослужил 15 лет.

1 Оставить нужное