Застосування методу статистичних випробувань для імітаційного моделювання складних систем

Abstract

UK: Постановка проблеми. Дослідження роботи багатокомпонентних систем можливе за допомогою статистичних імітаційних моделей. На відміну від традиційного математичного моделювання, для побудови зазначеного типу моделей не обов'язково отримувати математичну формалізацію зв'язку між параметрами в тому чи іншому вигляді. Головною умовою є здатність моделі відтворювати явища, що моделюються, із збереженням їхньої логічної та часової послідовності та фізичного змісту. Одним із найпоширеніших методів статистичного імітаційного моделювання є метод статистичних випробувань – метод Монте-Карло. В основі цього методу лежить багаторазове використання генератора випадкових чисел для моделювання динаміки процесів, що відбуваються в системі. На основі отриманих ітерацій розраховуються статистичні критерії оцінки отриманих результатів, що дає можливість провести попередній аналіз досліджуваних фізичних процесів і зробити висновки про взаємозв’язок між параметрами, включеними в модель. Таким чином, враховуючи загальні принципи цих будівельних імітаційних моделей, їх доцільно використовувати для дослідження ряду задач прикладного матеріалознавства, наприклад, для опису впливу зовнішніх факторів на структурний стан матеріалу. Мета статті . Застосування статистичного імітаційного моделювання методом статистичних випробувань (метод Монте-Карло) для дослідження фізичних процесів, що відбуваються в складних системах. Висновок . _ За допомогою методу Монте-Карло отримано імітаційну модель зв’язку технологічних режимів зварювання з параметрами структурного стану низьковуглецевої низьколегованої сталі 09Г2С. Отримана імітаційна модель представлена ​​у вигляді матриці, що містить результати статистичних перевірок. Аналіз отриманих статистичних показників дав змогу провести попередній аналіз зв’язку між технологічними режимами зварювання та відповідним структурним станом низьковуглецевої низьколегованої сталі 09Г2С. Попередню оцінку отриманої імітаційної моделі проводили шляхом аналізу активних обмежень типу нерівностей. Проведений комплекс досліджень підтвердив адекватність отриманих даних.

EN: Problem statement. The study of the multicomponent systems’ operation is possible using statistical simulation models. In contrast to traditional mathematical modeling, in order to build the specified type of models, it is not necessary to obtain a mathematical formalization of the relationship between parameters in one form or another. The main condition is the ability of the model to reproduce the phenomena being modeled, while preserving their logical and temporal sequence and physical meaning. One of the most common methods of statistical simulation modeling is the method of statistical tests - the Monte Carlo method. The basis of this method is the repeated use of a random number generator to simulate the dynamics of processes occurring in the system. Based on the obtained iterations, statistical criteria for evaluating the obtained results are calculated, which makes it possible to conduct a preliminary analysis of the physical processes under investigation and draw conclusions about the relationship between the parameters included in the model. Thus, taking into account the general principles of these building simulation models, it is advisable to use them to study a number of applied materials science problems, for example, to describe the influence of external factors on the structural state of the material. The purpose of the article. Application of statistical simulation modeling by the method of statistical tests (Monte Carlo method) for the study of physical processes that occur in complex systems. Conclusion. Using the Monte Carlo method, a simulation model of the relationship between the technological modes of welding and the parameters of the structural state of low-carbon low-alloy steel 09Г2С was obtained. The obtained simulation model is presented in the form of a matrix containing the results of statistical tests. The analysis of the obtained statistical indicators made it possible to carry out a preliminary analysis of the relationship between technological modes of welding and the corresponding structural state of low-carbon low-alloy steel 09Г2С. Preliminary evaluation of the obtained simulation model was carried out by analyzing active constraints of the type of inequalities. The conducted set of studies proved the obtained data adequacy.