MATH DESIGNER

Simulating Software

Расчет и моделирование оборудования и технологических процессов

 

 Идея

  

В основе технологии промышленного производства лежат процессы, которые нужно реализовать, и оборудование, которое их осуществляет. Возможно ли сделать так, чтобы выбор производственной аппаратуры и оценки параметров технологии происходил правильно и в минимальные сроки? Надеемся, что мы создали такое решение.

Math Designer предоставляет пользователю библиотеки готовых моделей оборудования и технологических процессов, с помощью которых можно решать задачи различной сложности: от простейшего расчета тепловых потерь через стенку до разработки проекта технологии целого завода.

Программный продукт Math Designer основан на методе моделирования систем с сосредоточенными параметрами (от англ. - Lumped Systems). В рамках этого подхода производственная цепочка предприятия заменяется набором отдельных блоков (моделей аппаратов, частей аппаратов или их групп), связанных друг с другом технологическими потоками.

Каждый блок содержит свой набор параметров, задающих условия его работы, и один или несколько портов, к которым можно присоединить линии связи. Внутри блока, невидимая для пользователя, находится его математическая модель, которая определяет внутренние взаимосвязи в блоке и отвечает за его реакцию на внешние воздействия.

Изменяя значения параметров блока и потоков данных, поступающих по линиям связи, можно добиться от блока различной реакции. Математическая модель внутри блока отвечает за расчет параметров аппарата и выходящих из него потоков данных.

В процессе создания схемы пользователь размещает блоки на рабочем листе, организует взаимодействие межу ними, задает исходные данные для потоков и аппаратов, а по завершении расчетов анализирует результаты.

Дерево Math Designer состоит из центрального ствола - среды моделирования, и ветвей - библиотек, содержащих инструменты моделирования из различных областей техники и технологии.

 

Среда моделирования

  

Среда моделирования Math Designer – основа программного пакета. С ее помощью раскрываются возможности интерфейса, в ней используются инструменты моделирования и через нее проис-ходит обмен данными с внешними приложениями. Кроме того она содержит в себе набор наиболее общих инструментов моделирования, для работы с которыми не требуется подключение специализированых библиотек.

Она содержит:

-  Интерфейс пользователя

-  Набор математических алгоритмов

-  Средства интеграции с другими приложениями

-  Интернет-сервисы и средства для удаленной работы

 

 Математические алгоритмы

  

   В состав среды моделирования Math Designer входят математические алгоритмы, предназначенные для решения следующих классов задач:

-  решение систем линейных и нелинейных уравнений;

-  решение обыкновенных дифференциальных уравнений;

-  набор инструментов для операций с матрицами и векторами, в том числе нахождение собственных значений;

-  численное интегрирование;

-  численное дифференцирование;

-  интерполяция и аппроксимация функций;

-  статистика и работа с данными;

-  работа со специальными функциями;

-  одномерная и многомерная оптимизация: безусловная, а также с линейными и нелинейными ограничениями

 

Термодинамика и кинетика

 

    Chemical Extension – программное расширение среды Math Designer, предназначенное для решения широкого спектра химических задач. В его составе:

-  пополняемая термодинамическая база данных с возможностью локального доступа и Интернет-запросов

-  инструменты для расчета химического равновесия и химической кинетики в гомогенных средах;

-  инструмент для расчета химической кинетики реагирующих частиц.

 

Графический интерфейс

 

Элементы главного окна Math Designer:

-  Строка заголовка показывает наименование текущего проекта и рабочего листа;

-  Главное меню содержит кнопки с основными командами управления и настройками проекта;

-  Панель инструментов служит для быстрого доступа к наиболее востребованным командам;

-  Каталог проекта (Solution Explorer) содержит информацию о структуре открытого проекта и дает возможности ее изменения;

-  Панель свойств (Properties) – ключевой инструмент контроля и управления, с помощью которого происходит просмотр и редактирование свойств текущего проекта, рабочего листа, моделей и др. элементов проекта;

-  Каталог моделей (Toolbox) содержит доступные модели аппаратов, позволяет выбирать нужные и помещать их на рабочий лист;

-  Рабочий лист (Sheet) – область, которая служит для создания видимого интерфейса решаемой задачи (структурной схемы), на нее помещаются модели аппаратов и соединительные стрелки;

-  Вкладки информации (Progress) – набор вспомогательных окон, в которых отражается текущая информация о ходе решения и обнаруженных ошибках на этапе разработки;

-  Строка статуса (Status) – в ней указывается состояние решаемой задачи и приводится некоторая вспомогательная информация.

 

Интеграция и удаленная работа

 

Возможности интеграции с другими приложениями

В составе программной среды Math Designer имеются средства, обеспечивающие взаимодействие с приложениями MS Office и основными базами данных. С их помощью может быть организован двунаправленный обмен данными с листами MS Excel, печать отчетов в MS Word. Поддерживаются базы данных MS Access, MS SQL, MySQL, SQLite.

Поддержка скриптов позволяет разрабатывать пользовательские модели на любом из языков интегрируемых с Visual Studio: C#, VB, Fortran и др.

 Интернет-сервисы и средства для удаленной работы

В Math Designer изначально заложена возможность развертывания его в локальных сетях и взаимодействия с сервисами на центральном сервере www.mathdesigner.ru в Интернет, что позволяет обмениваться данными с внешними приложениями и компьютерами в сетях и настраивать политику разграничения доступа.

Сетевой протокол SAENET делает доступными облачные вычисления на удаленных вычислительных узлах в сети Интернет в режиме on-line обмена данными с инициировавшим их компьютером.

 

Библиотеки инструментов

 

 В состав Math Designer 1.5 вошли две специализированные библиотеки инструментов: Alumina Digestion и Calcination.

Набор инструментов Alumina Digestion (Выщелачивание Глинозема) предназначен для моделирования технологии автоклавного выщелачивания при производстве глинозема по способу Байера.