1. Analiza prometa na slovenskih cestahIgor Mendek, 2022, magistrsko delo Opis: V prvem delu magistrske naloge podamo teoretično podlago za obravnavo prometa. Opravimo pregled strokovne literature, definiramo fizikalne količine za opis faznih stanj prometa in predstavimo matematične modele prometa, ki so odločilno vplivali na zgodovinski razvoj matematičnega modeliranja prometa. Ločimo med makroskopskimi, mezoskopskimi in mikroskopskimi modeli, pri čemer izpostavimo tiste, ki jih nadalje uporabimo za analizo izmerjenih podatkov na slovenskih cestah. Podatke za posamezne odseke slovenskih avtocest in hitrih cest pridobimo od Direkcije Republike Slovenije za infrastrukturo. Posamezne odseke klasificiramo na podlagi analize izmerjenih podatkov pretoka, zasedenosti, gostote in hitrosti prometa. Z analizo meritev ugotovimo, na katerih odsekih in v katerih časovnih obdobjih prihaja do zastojev. Namen tega je poiskati modelne rešitve za odpravo teh zastojev. Za odpravo zastojev na odseku 461 avtoceste A1 od uvoza Domžale do razcepa Zadobrava izdelamo različne modelne rešitve. Simuliramo dodatni prometni pas, začasno uvedbo prometnega pasu za vozila z več potniki na odstavnem pasu in prepoved prometa za tovorna vozila in avtobuse ob delavnikih med 6. in 9. uro. Rezultati simulacij kažejo, da so različne rešitve različno učinkovite, pri čemer pa se pretok prometa v vseh ponujenih rešitvah poveča. Na podlagi rezultatov simulacij zaključimo, da je kot kratkoročna rešitev ustrezna prepoved prometa za tovorna vozila, dolgoročno pa bi se na tem odseku učinkovito zmanjšali zastoji z izgradnjo dodatnega prometnega pasu. Izdelane modelne rešitve so tudi dobra osnova za odpravo zastojev na drugih odsekih.
Ključne besede: fizika kompleksnih sistemov, nelinearni dinamični sistemi, modeli prometnega toka, analiza prometa, simulacija odprave zastojev
Objavljeno v DKUM: 27.07.2022; Ogledov: 942; Prenosov: 102
 Celotno besedilo (7,35 MB) |
2. Tehnološko modeliranje energetskih procesov : zbirka računalniških vajIztok Brinovar, Dalibor Igrec, 2022, delovni zvezek za višje in visoke šole Opis: Zbirka računalniških vaj je primarno namenjena študentom 1.letnika magistrskega študijskega programa na Fakulteti za energetiko Univerze v Mariboru, in sicer kot dodatno učno gradivo pri izvajanju računalniških vaj v okviru učne enote Tehnološko modeliranje energetskih procesov. Kot taka se tudi direktno vsebinsko navezuje na pripadajoče laboratorijske vaje. Vaje so namenjene eksperimentiranju z različnimi sistemi oz. procesi, modeliranju z uporabo programskega paketa Matlab/Simulink in vrednotenju matematičnih modelov. Študentje na takšen način izboljšajo poznavanje in razumevanje mehanizmov delovanja obravnavanih procesov ter skozi praktično delo spoznajo celoten cikličen postopek modeliranja. Zbirka računalniških vaj v povezavi z laboratorijskimi vajami in predavanji povezuje obravnavano tematiko v zaključeno celoto.
Ključne besede: računalniške vaje, Matlab, modeliranje, simulacija, dinamični sistemi, elektromehanski sistemi
Objavljeno v DKUM: 25.04.2022; Ogledov: 929; Prenosov: 80
Celotno besedilo (2,97 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
3. Tehnološko modeliranje energetskih procesov : zbirka laboratorijskih vajIztok Brinovar, Dalibor Igrec, 2022, delovni zvezek za višje in visoke šole Opis: Zbirka laboratorijskih vaj je primarno namenjena študentom 1.letnika magistrskega študijskega programa na Fakulteti za energetiko Univerze v Mariboru, in sicer kot dodatno učno gradivo pri izvajanju laboratorijskih vaj v okviru učne enote Tehnološko modeliranje energetskih procesov. Kot taka se tudi direktno vsebinsko navezuje na pripadajoče računalniške vaje. Vaje so namenjene eksperimentiranju z različnimi sistemi oz. procesi, modeliranju in vrednotenju matematičnih modelov. Študentje na takšen način izboljšajo poznavanje in razumevanje mehanizmov delovanja obravnavanih procesov ter skozi praktično delo spoznajo celoten cikličen postopek modeliranja, ki vključuje izvedbo meritev, kot tudi izdelavo in uporabo matematičnih modelov. Zbirka laboratorijskih vaj v povezavi z računalniškimi vajami in predavanji povezuje obravnavano tematiko v zaključeno celoto.
Ključne besede: laboratorijske vaje, meritve, modeliranje, dinamični sistemi, elektromehanski sistemi
Objavljeno v DKUM: 25.04.2022; Ogledov: 1324; Prenosov: 101
Celotno besedilo (3,91 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
4. Dinamično optimiranje problemov kemijskega inženirstva z uporabo programskega okolja APMonitor : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNika Krajnc, 2021, diplomsko delo Opis: Dinamično optimiranje je veja uporabne matematike, ki omogoča optimiranje matematičnih modelov, zapisanih z diferencialnimi in algebrskimi enačbami (DAE). Je orodje, ki omogoča sprejemanje odločitev na osnovi napovedi časovnega obnašanja sistemov. V diplomskem delu predstavljamo programsko okolje APMonitor oziroma njegov Pythonov modul GEKKO, ki je med drugim namenjeno reševanju prav takih optimizacijskih problemov. V delu poleg generičnih, ilustrativnih primerov dinamičnega optimiranja, ki so namenjeni predstavitvi ustreznih reformulacij in sintakse programa, predstavljamo tudi dva primera iz kemijskega inženirstva.
Prvi izmed obeh je dinamična optimizacija temperaturnega profila v šaržnem reaktorju, drugi pa dinamična optimizacija prehoda med dvema stacionarnima stanjema v pretočnem mešalnem reaktorju. V obeh primerih smo izvedli občutljivostno analizo in opazovali vpliv omejevanja vrednosti manipulirnih in regulirnih veličin na spreminjanje optimalnih dinamičnih profilov. V prvem primeru smo se omejili na spreminjanje mej na koncentracijah reaktanta in produkta. V drugem primeru pa smo spreminjali vrednosti uteži v namenski funkciji.
Rezultati dela nakazujejo, da je programsko okolje primerno orodje za izvajanje optimiranja dinamičnih sistemov. Temeljna prednost okolja je avtomatizirana pretvorbe DAE v sistem algebrskih enačb, ki jih nato rešujemo z integriranimi reševalniki za optimiranje nelinearnih problemov (npr. IPOPT). Od uporabnika tako zahteva le zapis modela v obliki DAE, ki je zaradi sintakse, ki temelji na sintaksi jezika Python, enostavno berljiva in se je lahko relativno hitro priučimo. Preostali koraki, ki vodijo do rezultatov so popolnoma avtomatizirani. Numerični rezultati pa poleg tega, da so bili omenjeni problemi rešljivi v manj kot 1 s procesorskega časa, nakazujejo, da lahko v odvisnosti od načina implementacije modela pridobimo različne rešitve, za katere lahko trdimo le, da so lokalno optimalne.
Ključne besede: dinamični sistemi, dinamično optimiranje, kemijsko inženirstvo, APMonitor, GEKKO
Objavljeno v DKUM: 07.07.2021; Ogledov: 1259; Prenosov: 86
Celotno besedilo (1,42 MB) |
5. Modeli sistemske dinamike za izboljšanje razumevanja dinamičnih sistemov v učnem procesuAndreja Vehar Jerman, 2016, magistrsko delo/naloga Opis: Magistrsko delo obravnava kompleksne dinamične sisteme, ki so sestavni del našega življenja in zahtevajo od vsakega posameznika njihovo čim boljše razumevanje. V okviru izvedenih raziskav smo obravnavali problematiko človekovega dojemanja relacije nivo — tok, ki se izkaže kot zahteven koncept za razumevanje že v enostavnih dinamičnih sistemih.
Namen naloge je raziskati uspešnost pristopa razlage dinamičnih pojavov s pomočjo hidravlične metafore kot metode za poučevanje dinamičnih sistemov na področju kinematike. Preverili smo, če predhodna obravnava učne snovi poveča možnost za napredek v učnem procesu. Postavili smo hipotezo, da dijakom predstavlja večjo težavo grafičen prikaz situacije kot besedni.
Z anketo smo preverili znanje pred in po obravnavi dinamičnih sistemov s pomočjo principa hidravlične metafore. Princip razlage s pomočjo hidravlične metafore je bil prikazan v razredu eksperimentalno, s pritokom in odtokom ter stanjem. Pridobljeno znanje so dijaki utrdili tudi z aplikacijo, ki je bila izdelana v ta namen.
Rezultati naloge so pokazali, da modeli sistemske dinamike pri poučevanju kinematike pripomorejo k boljšemu razumevanju enostavnih dinamičnih sistemov.
Ključne besede: hidravlična metafora, sistemska dinamika, kinematika, dinamični sistemi
Objavljeno v DKUM: 05.07.2016; Ogledov: 1413; Prenosov: 247
Celotno besedilo (1,33 MB) |
6. Omejitve matematičnega modeliranja pri pouku fizike v srednji šoliMatej Forjan, 2015, doktorska disertacija Opis: Tema doktorske disertacije sodi na področje didaktike fizike. Predstavljena je teoretična analiza ključnih omejitev, ki se pojavljajo pri prenosu matematičnega modeliranja dinamičnih sistemov v pouk fizike v srednjih šolah. V želji raziskati, v kolikšni meri sedanji pouk fizike spodbuja razumevanje modelov in modeliranja, analiziramo učni načrt in tri najpogosteje uporabljene učbenike za gimnazijsko fiziko. Osredotočimo se predvsem na zastopanost posameznih faz modeliranja pri rešenih primerih v učbenikih ter na predstavitev nekaterih poenostavitev in idealizacij, ki se jih na področju srednješolske fizike pogosto poslužujemo. Pokažemo, da eden od učbenikov v večini primerov korektno in smiselno predstavi poenostavitve v tekstu, medtem ko druga dva polovice analiziranih poenostavitev ne pojasnita. Prav tako se izkaže, da velika večina rešenih primerov v vseh učbenikih eksplicitno ne izpostavlja privzetih predpostavk, na podlagi česa lahko zaključimo, da pri pouku fizike v srednji šoli pri dijakih ne razvijamo v zadostni meri občutka za privzemanje poenostavitev in idealizacij, ki pa so ključni del faze konceptualne faze modeliranja. Za vpeljevanje modeliranja dinamičnih sistemov je pomembno tudi predznanje dijakov, zato izvedemo empirično raziskavo o tem, v kolikšni meri so dijaki v gimnaziji sposobni razumeti časovni razvoj nekaterih dinamičnih sistemov s področja fizike. Rezultati raziskave pokažejo pri dijakih zelo šibko razumevanje dinamike sistemov, v katerih se nahajajo povratne vezave in to ne glede na letnik ali zaključeno oceno pri fiziki in matematiki. Pri modeliranju dinamičnih sistemov pri pouku fizike v srednji šoli naletimo tudi na omejitve, ki so posledica pomanjkljivega matematičnega znanja dijakov, saj le-ti analitičnega reševanja diferencialnih enačb ne obvladajo. Pokažemo, da je pri obravnavi enodimenzionalnih dinamičnih sistemov smiseln geometrijski pristop k reševanju diferencialnih enačb, medtem ko se pri dinamičnih sistemih višjih dimenzij matematičnim omejitvam izognemo z uporabo grafično orientiranih programov za modeliranje. Ker pri reševanju štiri in več dimenzionalnih dinamičnih sistemov lahko naletimo na probleme pri numeričnem reševanju, pokažemo tudi, kako jih presežemo. Na primeru elektrostatičnega nihala prikažemo postopek modeliranja realnega dinamičnega sistema, pri čemer posebej poudarimo posamezne faze modeliranje in način preseganja omejitev, na katere pri razvoju modela naletimo.
Ključne besede: izobraževanje, fizika, didaktika fizike, poučevanje fizike, poenostavljeni modeli, metoda modeliranja, dinamični sistemi, empirična raziskava, grafično orientirani programi za modeliranje.
Objavljeno v DKUM: 08.10.2015; Ogledov: 2004; Prenosov: 303
Celotno besedilo (19,53 MB) |
7. Razvejitve pri Van der Pol-Duffingovem nihaluRudi Pušenjak, 2003, izvirni znanstveni članek Opis: Metoda končnega harmonskega ravnovesja se je izkazala za učinkovito orodje pri računanju periodičnih nihanj v analizi nelinearnih dinamičnih sistemov. Razvili smo jo v obliko, ki omogoča izračun ustaljenega periodičnega odziva v odvisnosti od različnih spremenljivih parametrov. Kadar razvejitveni postopek sledi zaporedju podvojitev period, je periodični odziv sestavljen iz subharmoničnih rešitev višjih stopenj. Ko v postopku podvojitev period ne obstajajo več nobene subharmonične rešitve, se periodični odziv spremeni v kaotičnega. Spreminjanje amplitud periodičnega nihanja v odvisnosti od spremenljivih parametrov sistema in s tem možen prehod v kaos prikazujemo v razvejitvenih diagramih. Splošni postopek konstrukcije razvejitvenega diagrama je uporabljen pri van der Pol-Duffingovem nihalu za različne vrste parametrov. Izkaže se, da se pri van der Pol-Duffingovem nihalu pojavi vrsta različnih razvejitev, ki jih je mogoče analizirati le z uporabo ustreznih strategij.
Ključne besede: dinamika materialnih sistemov, nihanje teles, metoda koračnega harmonskega ravnovesja, nelinearni dinamični sistemi, periodična nihanja, razvejitveni diagrami, mehanika
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 1335; Prenosov: 69
 Povezava na celotno besedilo |
8. Evolution under alliance-specific cyclical invasion rates : lecture, presented at the Satellite Workshop at ECCS 07, Dresden, 4th-5th October (Evolution of of noise), 2007Matjaž Perc, 2007, prispevek na konferenci brez natisa Ključne besede: hrup, intenziteta hrupa, dilema zapornika, kaos, nelinearni dinamični sistemi, noise, spatiotemporal noise, intensity, prisoner's dilemma, chaos, nonlinear dynamic systems
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 1693; Prenosov: 44
Povezava na celotno besedilo |
9. Cooperation out of noise : lecture, presented at the Satellite Workshop at ECCS 07, Dresden, 4th-5th OctoberMatjaž Perc, 2007, prispevek na konferenci brez natisa Ključne besede: hrup, intenziteta hrupa, dilema zapornika, kaos, nelinearni dinamični sistemi, noise, spatiotemporal noise, intensity, prisoner's dilemma, chaos, nonlinear dynamic systems
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 1725; Prenosov: 28
Povezava na celotno besedilo |
10. Fifth generation management : co-creating through virtual enterprising, dynamic teaming and knowledge networkingCharles M. Savage, 1996, priročnik Ključne besede: management, podjetništvo, podjetje, kreativnost, ustvarjalnost, uspešnost poslovanja, ekonomika podjetja, virtualna resničnost, vodenje, uporaba računalnika, računalništvo, organizacija, teamsko delo, dinamični sistemi, znanje, mreže
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 1269; Prenosov: 41
Povezava na celotno besedilo |
