В работе предлагается решение задачи по формированию методологии модельно-математического мышления обучаемых, заканчивающих изучение дисциплин ЕН цикла: математика, механика, информатика. Методика исследования, основана на совместном использовании принципов математического (уравнения Лагранжа второго ряда) и компьютерного (матпакет MathCAD) моделирования.
В качестве объекта для проведения вычислительного эксперимента выбрано реальное технологическое оборудование (насосная установка) типа 6СК6-2,1-2500 [1].
Выполнив достаточно простые преобразования, получим дифференциальное уравнение движения механической системы, в виде
(1)
Уравнение (1) решено в среде математического пакета MathCad 14 методом Рунге-Кутта с постоянным шагом и использованием функции rkfixed(y,x0,xend,N,D). Рабочий документ MathCAD содержит матрицы значений и графики j=f1(t), w=f2(t) и e=f3(t) для различных конструктивных схем и режимов работы оборудования.
Последовательное выполнение работы позволяет реализовать и достаточно объективно оценить следующие уровни усвоения учебного материала: статический анализ (определением реактивных сил); кинематический анализ (вычисление кинематических параметров); динамический анализ по влиянию внутренних параметров на энергосиловые характеристики системы; функциональный анализ: выдача предложений по оптимизации процесса эксплуатации и проектирования техобъекта. Усвоение каждого уровня контролируется тестирующей программой, содержащей базу данных и ответы с ограниченным доступом к информации.
Выводы
Предложенная методология:
- позволяет обучаемому достаточно качественно и эффективно усвоить дисциплины ЕН цикла, научиться пользоваться специальной технической литературой, получить углубленные знания и навыки, развивающие его творческие способности.
- может быть использована так же для выдачи рекомендаций при разработке модификаций размерного ряда насосных установок (ОСТ26-16-08-87).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Ивановский В.Н. и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти. - М.: ГУП, Изд-во «Нефть и газ» РГУ Нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002.