laatst gewijzigd 11/06/2002

Vakcode: wb2311 
Vaknaam: Inleiding Modelvorming

Het betreft een college
TUD studiepunten: 2
ECTS studiepunten: 3
Subfaculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek
Docent(en): Bosgra, prof.ir. O.H.

Tel.: 015-27 85603

Trefwoorden:
Fysische modelvorming van dynamische systemen. Grondbeginselen, methodologie, doelstellingen, gebruiksdoel van het model. Systeemgrens, deelsystemen, behoudswetten. Causaliteit, tijdschalen. Macroscopisch versus microscopisch model. Niet-lineair modelgedrag. Ruimtelijk verdeelde systemen, beschreven door partiele differentiaalvergelijkingen. Modelbenadering en -reductie, gebaseerd op tijdschalen en tijdmomenten. Tweezijdig gekoppelde fysische systemen. Voorbeelden uit het gebied van de procestechnologie.

Cursusjaar: BSc 3e jaar
Periode: 1A
Coll.uren p/w: 4
Andere uren: -
Toetsvorm: Mondeling (zie opm.)
Tentamenperiode: Zie opm.
(zie jaarindeling)
Voorkennis: Grondbeginselen van de natuurkunde, thermodynamica en de stromingsleer
Wordt vervolgd door: wb2400
Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:
Fysische modelvorming van dynamische systemen. Grondbeginselen, methodologie, doelstellingen, gebruiksdoel van het model. Formele stappen in de modelvormingsprocedure. Systeemgrens, deelsystemen, behoudswetten. Oorzaak-gevolgrelaties, causaliteit, tijdschalen. Macroscopisch versus microscopisch model. Lineariteit, definitie, lineariseren. Karakterisering van niet-lineair modelgedrag. Differentiaal-algebraische stelsels als model. Impliciete versus expliciete numerieke oplossingsmethoden. Karakterisering van tijdschalen, modale vereenvoudiging, scheiding van tijdschalen, singulier verstoorde modellen. Modelvereenvoudiging gebaseerd op tijdmomenten, Pade benadering. Compartimentmodellen, tweezijdig gekoppelde fysische deelsystemen. Ruimtelijk verdeelde systemen, beschreven door partiele differentiaalvergelijkingen. Voorbeelden uit de procestechnologie.
College materiaal:
  • O.H. Bosgra:Mathematical Modelling of Dynamical Engineering Systems
  • Course notes for wb2405,115 pages, TU Delft/WbMT 1996
Referenties vanuit de literatuur:
  • ISBN: [0­13­221242­0] Friedly,J.C. Dynamic behavior of processes. Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1972.
  • ISBN: [3­540­50082­0] Kecman,V. State-Space Models of Lumped and Distributed Systems. Lect.Notes Control Inf.Sci. vol 112. Springer Verlag, Berlin, 1988.
  • ISBN: [0­471­27535­2] Franks,R.G.E. Modeling and Simulation in Chemical Engineering. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1972.
  • Himmelblau,D.M. Bischoff,K.B. Process Analysis and Simulation. Deterministic Systems. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1968.
  • ISBN: [3­527­28577­6] Ingham,J. Dunn,I.J. Heinzle,E. Chemical Engineering Dynamics. Modelling with PC Simulation. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, W.Germany, 1994.
Opmerkingen (Specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):
  • Het college omvat tevens een computerondersteunde modelvormings- en simulatieopdracht, waarbij van de student wordt geëist dat een aantal van de verschillende benaderingswijzen die in het college worden getoond op het opgegeven individuele probleem worden operationeel gemaakt. De opdracht wordt individueel uitgevoerd met gebruikmaking van het Simulink (of gelijkwaardige) simulatiegereedschap.
  • De modelvormingsopdracht kan gedurende het hele jaar worden uitgevoerd. Een geslaagde voltooiing van de modelvormings- en simulatieopdracht is een voorwaarde voor het afleggen van het mondelinge tentamen. Voor het mondelinge tentamen bestaat gedurende het gehele jaar gelegenheid om een individuele afspraak te maken.
Doel:
De doelstelling van het college is om een inleiding te bieden in de grondslagen van de modelvorming van fysische systemen en processen, en daarnaast aandacht te geven aan modelvereenvoudiging en de simulatie van dynamische systemen. In het college worden vele voorbeeldproblemen behandeld uit het gebied van de procestechniek, de chemische procestechnologie en de dynamische mechanische systemen.
Computer gebruik:
De computer is een sleutelgereedschap bij alle stappen van de formulering van modellen, bij de simulatie en bij de modelvereenvoudiging. De opdracht bij het college is een individuele oefening waarbij van de student gevraagd wordt een model te formuleren op grond van een beschrijving aan de hand van de literatuur. Vervolgens dient een simulatie te worden gemaakt met behulp van Simulink of overeenkomstig gereedschap, waarbij de dynamische eigenschappen van het proces of systeem moeten worden onderzocht zoals deze van belang zijn voor de bedrijfsvoering.
Practicum:
Ontwerp component:
Het doel van het college is om modelvorming aan de orde te stellen zoals gebruikt kan worden bij het ontwerp van een proces of systeem, of bij het ontwerp van een regeling.
Percentage ontwerponderwijs: 0%