CC BY
13
Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов ... УДК 536.24
ПОЛУНАТУРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ»
С.И. Стреляев, О.А. Евланова, А.С. Козлов
Показана практическая часть комплексного подхода к реализации лабораторных работ на примере дисциплины инженерного профиля.
Ключевые слова: математическое моделирование, вычислительный эксперимент, полунатурное физическое моделирование, тепломассообмен, термометрия.
В [1] изложен комплексный подход к организации лабораторного практикума дисциплины «Теория и практика физического моделирования», предусмотренного учебным планом специалитета по направлению подготовки 24.05.01 «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов». Для проведения физического эксперимента необходимы исходные данные, которые студенты предварительно получают методом математического моделирования с помощью специализированных вычислительных модулей, разработанных аспирантами и преподавателями кафедры «Ракетное вооружение» ТулГУ. Результаты такого 3D моделирования студенты могут проанализировать в визуализированном представлении (рис. 1).
Рис. 1. Визуализация результатов численного моделирования
Полунатурное физическое моделирование тепловых полей наружных поверхностей гусеничных машин, полученных в результате численного эксперимента, проводится на масштабных физических моделях, одна из которых представлена на рис. 2 [2].
Рис. 2. Внешний вид масштабной полунатурной модели
При полунатурном физическом моделировании, в лабораторных условиях, в соответствии с теорией подобия, воспроизводятся процессы конвективного и лучистого теплообмена поверхности модели с окружающей средой. Вынужденный конвективный теплообмен моделируется путем обдува модели потоком воздуха от вентилятора, лучистый поток инсоляции имитируется источником света (рис. 3).
483
Известия ТулГУ. Технические науки. 2020. Вып. 11
В качестве основы одной из моделей в лабораторной работе использована пластиковая сборная модель М109А2, выпускаемая фирмой «Звезда» в масштабе 1/100. Для имитации солнечного излучения применялся облучатель мощностью 40 Вт, установленный на расстоянии 35 см от модели. Облучатель устанавливается со смещением относительно продольной оси модели, для имитации зенитного угла солнца для конкретной местности. Скорость ветра моделируется с помощью регулируемого вентилятора. На рис. 4 показаны некоторые результаты.
2 — поворотный столик; 3 — ИКлампа; 4 — вентилятор
Рис. 4. Тепловизионные снимки полунатурных моделей
Корректность примененных математических и адекватность физических моделей студенты оценивают путем сравнения тепловых портретов полунатурных моделей и их компьютерных аналогов. Таким образом, в итоге выполнения цикла лабораторных работ, студенты овладевают навыками работы со специализированными компьютерными кодами для численного эксперимента по моделированию сопряженных тепло-массообменных процессов, умением применять теоретические знания по теории подобия для решения конкретных практических задач, а также умением применять современную тепловизионную технику для дистанционной термометрии.
Список литературы
1. Стреляев С.И., Евланова О. А., Фомичева О. А. Вычислительный эксперимент в дисциплине «Теория и практика физического моделирования // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2017. Вып. 11. Ч. 2. С. 204-207.
2. Стреляев С.И. Полунатурная тепловая модель танка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 11. Ч. 1. С. 65-71.
Стреляев Сергей Иванович, д-р техн. наук, профессор, $ег£еу$&е1@ттЬ1ег. ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов ...
Евланова Ольга Александровна, канд. техн. наук, доцент, OlgEvlanova@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Козлов Александр Сергеевич, инженер, OlgEvlanova@yandex. ru, Россия, Тула, АО «КБП»
SEMI-NATURAL PHYSICAL EXPERIMENT IN THE DISCIPLINE «THEORY AND PRACTICE OF PHYSICAL MODELING»
S.I. Strelyaev, O.A. Evlanova, A.S. Kozlov
The practical part of an integrated approach to the implementation of laboratory work is shown on the example of an engineering discipline.
Key words: mathematical modeling, computational experiment, semi-natural physical modeling of heat and mass transfer, thermometry.
Strelyaev Sergey Ivanovich, doctor of engineering sciences, professor at the Department of Missile weapons, sergeystrelarambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Evlanova Olga Aleksandrovna, candidate of technical science, docent, OlgEvlanovaayandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kozlov Aleksandr Sergeevich, ingeneer, OlgEvlanovaayandex.ru, Russia, Tula, JSC
«КВР»
УДК 378.147
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИСТАНЦИОННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ КУРСОВОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПО ТЕХНИЧЕСКИМ СПЕЦИАЛЬНОСТЯМ
Л.И. Алешичева, Д. А. Дехтяр, О.А. Евланова, А.Н. Троицкий
Проведен сравнительный анализ некоторых популярных продуктов (Zoom и Skype) для проведения видеоконференций для использования в курсовом проектировании дистанционной формы обучения. Описан процесс подключения к сервисам. Указаны основные преимущества и недостатки рассмотренных инструментов.
Ключевые слова: Дистанционное обучение, курсовое проектирование, видеоконференции.
В настоящее время наблюдается значительный рост значимости дистанционных форм обучения. При проведении занятий по техническим дисциплинам в дистанционной форме возникает ряд проблем, связанных с интерактивным взаимодействием преподавателя с группой студентов, а также при проведении индивидуальных консультаций. Особенно остро данный вопрос стоит при проведении консультаций по курсовому проектированию, требующих для их эффективного проведения взаимодействия субъектов образовательной деятельности (преподавателей и студентов) с объектом (графической реализацией проекта).
В настоящее время в Тульском государственном университете взаимодействие учащихся с преподавателями происходит при помощи портала «Личный кабинет». Взаимодействие при помощи данного портала происходит исключительно в режиме обме-
485
