Анонс

Конференції, школи, семінари

Продовжується студентське опитування, що розроблене групою фахівців міжнародного рейтингу U-Multirank. Запрошення

Вхід

1 + 6 =
x

#{title}

#{text}

Ви є тут

Комп’ютерна механіка


Механіка як фундаментальна фізико-математична природнича наука про рух матеріальних об’єктів завжди була і є однією з головних основ розвитку не лише природознавства, але перш за все сучасної техніки і технологій. Вона, як безпосередньо, так і, при потребі, у поєднанні з іншими галузями фізичних наук (теплофізикою, теорією електромагнетизму), матеріалознавством, хімією, теорією керування, дає змогу формулювати математичні моделі різноманітних процесів, що відбуваються в машинах і механізмах, будівельних спорудах, транспортних засобах і технологічних системах, геологічних структурах тощо. Ці моделі здебільшого мають вигляд систем звичайних диференціальних рівнянь (ЗДР) та диференціальних рівнянь у частинних похідних (ДРЧП), однак при необхідності застосовуються і моделі з використанням інтегральних (ІР) та інтегро-диференціальних рівнянь, стохастичні рівняння, нерівності тощо (тут можна навести висловлювання видатного вченого-механіка, одного з творців авіаційної науки М.Є.Жуковського: “Механіка --- це мистецтво описувати світ за допомогою диференціальних рівнянь” [“Механика есть искусство описывать мир посредством дифференциальных уравнений”]).
Маючи математичні моделі досліджуваних процесів, інженери та дослідники різних галузей науки і техніки отримують можливість здійснювати аналіз і прогнозування поведінки, оптимізацію конструкції, параметрів та режимів роботи технічних пристроїв, будівель, складноструктурованих матеріалів та інших об’єктів, що їх цікавлять, не лише за допомогою натурних експериментів, але розв’язуючи відповідні математичні задачі.
Як відомо, лише обмежене коло задач, що виникають на практиці, можуть бути розв’язані аналітичними методами. Щойно виникає необхідність дослідження об’єктів, що мають більш-менш складну геометрію чи структуру, складні властивості матеріалів, містять у своєму складі компоненти з нелінійною поведінкою, системи керування тощо, виникає бар’єр складності, подолати який можливо лише за допомогою чисельних методів з використанням обчислювальних можливостей сучасних комп’ютерів. Власне, це й стало фундаментом нової дисципліни --- комп’ютерної механіки, роль якої у розвитку сучасної техніки і технологій важко переоцінити.
Власне, коли ми говоримо про комп’ютерну механіку, ми в значній мірі вступаємо у царину прикладної математики --- великої галузі математичної науки, яка має справу з розробкою і використанням математичних методів, алгоритмів і програмних засобів, котрі знаходять застосування в науці, техніці, бізнесі, інформатиці і промисловості. (Слід зауважити, що такі видатні математики і теоретики науки, як А.Пуанкаре і В.І.Арнольд, заперечували існування "прикладної математики" та стверджували, що є лише "застосування математики". Цим вони у певній мірі підкреслювали первинність об’єктних наукових та інженерних дисциплін, для яких математика розвиває і надає свій потужний інструментарій.) Успіхи сучасних чисельних математичних методів і програмного забезпечення призвело до появи обчислювальної математики, обчислювальної науки і обчислювальної інженерії, які використовують високопродуктивні обчислення із застосуванням сучасної комп’ютерної техніки різного рівня, від ПЕОМ до надпотужних суперкомп’ютерів, для моделювання явищ і розв’язання задач у різних областях науки і техніки. При цьому у багатьох випадках застосування математичних і комп’ютерних методів і засобів має міждисциплінарний характер.
В значній мірі комп’ютеризація торкнулася й експериментальної механіки. Зараз практично неможливо уявити ефективного здійснення досліджень інженерних конструкцій, машин, новітніх матеріалів без використання комп’ютерних систем вимірювання, зберігання, обробки та відображення даних. Цей аспект комп’ютерної механіки також розвивається швидкими темпами. Крім того, завдяки розвитку математичних і комп’ютерних методів інтенсивно розвиваються підходи до побудови математичних моделей складних технічних і технологічних об’єктів і систем на основі методів структурної і параметричної ідентифікації як на основі даних натурних експериментальних досліджень, так і з використанням результатів чисельного моделювання (обчислювальних експериментів).