الخطوات الأولى في عملية النمذجـــــة Modeling

المصدر: الخطوات الأولى في عملية النمذجـــــة Modeling
في منتدى : العلوم العامة والبرامج العلمية

السلام عليكم

أصبحت عملية النمذجـــة من الامور الهامة جدا ومن وقت ليس بقصير في البحث العلمي، فالنمذجـــة تساعـــد على اختيار المواد و اختيار العمليات والمسارات و حساب النتائج العملية بدقة مقبولة بدون الذهاب الى المختبر، لذلك فهي لا غنى عنها للمهندس والباحث العلمي عند الولوج في اتخاذ قرارات هامة.​

من أهم تقنيات النمذجة هي النمذجـــة العددية numerical simulation وفيها ليس من الضروري حل المعادلات الخاصة بالموضوع العلمي حلا تحليليا كاملا وانما تبسيطها قدر الامكان لتبسيط التعامل معها حسابيا
وبعد ذلك....
يوجد مسارين
المسار الأول: هو مسار بسيط وهو عبارة Least squares Analysis, Curves fitting وغيره من التقنيات الحسابية الصالحة للمسائل البسيطة
المسار الثاني: يستلزم ايجاد أحسن معادلة (أو معادلات) توصف الضاهرة العلمية أو تحسب النتائج من المتغيرات parameters وفيها يكون من الضروري تسمية الثوابت constants الخاصة بهذه المتغيرات، وتكون هذه المعادلات التجريبية empirical على شكلين:
أ- المعادلات الخطية Linear equations: هنالك اعتقاد عام انه يمكن تحويل معظم المعادلات اللاخطية الى معادلات خطية من خلال التقنيات الرياضية و من خلال تعريف متغيرات جديدة خطية هي دالة الى المتغيرات اللاخطية، وهنا تصلح تقنيات البرمجة الخطية Linear Programming التي بدأت مع علم الأقتصاد وثم أخذت تغزو الفروع العلمية والهندسيـــة. وسأنشى موضوع أعرض فيه كتاب نادر ورائع عن الموضوع.
ب- المعادلات اللاخطية Non-linear equations: والتي يمكن التعامل معها بثلاثة طرق، الأولى من خلال التقريب الى معادلات خطية مناسبة عندما لا يؤثر ذلك على الهدف النهائي للعمل، والطريقة الثانية هي ايضا التقريب الى معادلات خطية مناسبة والوصول الى حل تقريبي ثم تحسين هذا الحل من خلال دورة أخرى من الحسابات كما هو معمول بتقنيات numerical analysis، أما الطريقة الثالثة فهي استخدام تقنيات non-linear programming والتي هي امتداد للبرمجة الخطية ولكن تحتاج الى متفرغ في الموضوع للتمكن من تقنياتها باحتراف ويوجد في الانترنت كتب بهذا الموضوع ولكني لست مهتما بالبرمجة اللاخطية لاني لم احتاجها خلال حياتي العلمية الطويلة
بقي ان نعرف ماهي أهم البرامج التي تساعدنا على الحل العددي، من أهمها برنامج mathcad وبرنامج mathlib ولكني أخيرا وجدت ضالتي في برنامج MS-Excel !!! من خلال المناقشة مع أحد الباحثين الالــــمان الرائعين. ففي هذا البرنامج يتوفر ادارة وتحرير اسهل للمعادلات (حســـب رأيي) وسأعمل موضوع بذلك انشاء الله،
يوجد في المرفقات بحث تطبيقي قمت بنشره في مجلة الهندســـة والتكنولوجيا Eng.&Tech. Vol26, No.3, 2008، الجامعة التكنولوجية- بغداد وأعتقد انه من السهل قرائته رغم انه باللغة الانكليزية وهو مختص بتطبيق البرمجة الخطية على تصرفات لا خطية لمكونات الزجاج. أعتقد انه من المفيد قرائته (رغم انه قد يبدو بعيد عن اختصاصك) وفيه تجد مثال واضح عن استخدام البرمجة الخطية وبلغة سهلة وكيف نصل الى مرحلة النمذجة modeling.
تمنياتي بالتوفيق وانا حاضر في حالة الحاجة الى الاستزادة،
مع التقدير،..... د. سعد
تعديــــل: تم اضافة الكتاب Linear Programming Foundations and Extensions في المرفقات ورغم انه اصدار 2001 لكنه أفضل الكتب في هذا المضمار وهو الكتاب النادر والرائع اذي أشرت اليه أعلاه. الأخوة في المجالين العلمي الأساسي والهندسي يذهبون مباشرة الى الفصل 12 بعد قراءة المقدمة، الأخوة في مجالات الادارة، الاقتصاد، البايولوجي والطب...الخ يقرأون الكتاب بالتسلسل.

 

جزاك الله الجنة أخانا الفاضل​

 

جزاكم الله خيرا د. سعد
نفخر بكم استاذنا
حياكم الله
​

 

تحــــية الأخوان الذين تقدموا بالشكر

تشرفت بمرورك أخي الفاضل chemistry وأخي DNA PROFESSOR
وتشرفت ايضا بأخي الكريم omar zaroog
وسعيد جدا باهتمامكم
د. سعــد

 

موضوع النمذجة شيق ومتشعب.
لأول وهلة تسائلت ماذا تقصد بالنمذجة لأن مجالاتها عديدة وبعد قراءة الموضوع عرفت أنك تقصد الهندسة الميكانيكية.
شكرا للموضوع
ملاحظة:
أنا متخصص بالنمذجة وأعمل يها منذ أكثر من عشر سنوات..... ولكن نمذجة المياه الجوفية

 

تشرفت بمرورك أخي أبو عمـــر
في الحقيقة المبادئ العامة التي وضعتها في هذا الموضوع تشمل التقنيات العددية في النمذجة بشكل عام وليس بفرع علمي أساسي أو هندسي معين، ولكني متحيّز لموضوع النمذجة في علوم وهندســـة المواد، لاني أعرف، من خلال خبرة 28 ســـنة، ان الضعف في هذا الموضوع (علوم وهندسة المواد) هو الذي يبعد العرب عن التكنولوجيا، فقد اصبحت التكنولوجيا بالنسبة للعرب تعني فقط تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.
أشكرك على تقييمك، نستطيع التعاون اذا احببت واضع امامك خبرة 16 سنة متفرقة في النمذجة في مجال علوم وهندسة المواد.
مع التقدير
د. سعـــد

 

بعد تحسن اتصال الانترنت لدي، تم اضافة كتاب مهم في البرمجة الخطية في المفقات في الموضوع الاصلي اعلاه، يرجى قراءة التعديل في نهاية الموضوع

 

سعيــد جدا بمروروك الكريم
في الحقيقة انا اشجع على تحميل
هذا الكتاب حتى لو للاستفادة منه لاحقا
د. سعــــد​

 

أهلا وسهلا بك أخي الكريم
نتمنى دوام تواصلك في هذا القســـم
د. سعـــد​

 

انت الكبير أغاتي د. محبس
اذا صارت لك فرصة للمرور الى الجامعة التكنولوجية فانا
موجود في قسم هندسة المواد،سأرسل رقم الموبايل
على الخاص
يطلق وصف empirical على المعادلات التي تصف بيانات تجريبية experimental data في حالة كون الثوابت في المعادلة غير موصوفة فيزيائيا arbitrary constants. وعندما يتم وصف اصل هذه الثوابت تتحول المعادلة الى قانون canonical law اذا كانت وصف لضاهرة اساسية او نمذجة model اذا كانت لا تصف ضواهر اساسية.
تحياتي
د. سعـــد

 

مستعدون للمساعدة باي طريقة
مثال على التطبيق هو تأثير العوامل المختلفة
على مكبوسة من المساحيق (الحبة الدوائية)
ومثال آخر هو سرعة وصول الدواء وتأثير العوامل العديدة
مثل نعومة المساحيق (احجام النانو مثلا) ودرجة حرارة
الجسم وربما حمضية الدم
المهم انه يوجد معادلة او علاقات نظرية مقترحة
وقيم عملية ليتم حساب العوامل الثابتة او المكافئات
(حسب المصطلح المستخدم في اي بلد) ومنها
يتم توقع تأثير هذه العوامل على حالات غير محسوبة
تحياتي
د. سعـــد​

 

شكرا أخي العزيز زيدان
نعم ان الهدف من هذا القســـم هو المشاركةالتفاعلية
واقـترح ايضا لكم فتح موضوع في الجانب الذي ذكرته على شكل محاضرة او على شكل فتح باب استشاري
في القسم الفرعي "الابواب الاستشارية" وكما ترغب
تحياتي​