Информатика -продвинутый курс


И ПРОЦЕССОВ В ПРИБЛИЖЕНИИ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ - часть 2


форму огибающей векторов скорости без математического моделирования невозможно. Таких задач, представляющих огромный практический интерес, очень много, а связанные с их решением математические проблемы столь сложны, что чаще всего соответствующее математическое моделирование может быть реализовано лишь на компьютере.

Рис. 7.24. Распределение скоростей в потоке жидкости, движущейся в трубе

 

Как правило, еще сложнее решение динамических задач. Если электрическое поле создается движущимися зарядами, то определить, как оно меняется во времени в каждой точке пространства - задача очень непростая. Не менее трудно определить эволюцию скорости в разных местах в жидкости, если в некотором месте пульсирует давление; изменения значений температуры в разных точках некоторого тела, которое подогревают изнутри или извне от источников тепла, интенсивность которых изменяется со временем.

Подобные задачи привлекают неослабевающее внимание физиков, научных работников смежных областей, инженеров уже не менее 200 лет. Практическая необходимость в их решении велика; без этого не спроектировать ни современных технических устройств и механизмов, ни строений, ни космических аппаратов, ни многого другого. Главный способ решения таких задач - математическое моделирование. Любопытно, что и сами компьютеры, и входящие в них микроэлементы невозможно спроектировать без оценок электрических полей и потоков тепла от этих устройств.

Поскольку математический аппарат такого моделирования бывает весьма сложен, мы ограничимся лишь двумя относительно простыми задачами, в которых отражается часть общих закономерностей. Одна из них - статическая, другая -динамическая.

Распределение электростатического поля. Что стоит за электрической (кулоновской) силой, заставляющей двигаться заряженную частицу q? Ответ хорошо известен: электрическое поле

, существующее в каждой точке пространства, созданное другими заряженными телами (которые будем считать неподвижными). Если это поле создается одним точечным зарядом Q, то величина напряженности поля зависит от расстояния r




Начало  Назад  Вперед