Отчет по практике ТОО «Институте Высоких Технологий» АО «НАК «Казатомпром»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ  РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

 

Казахский национальный технический  университет имени К.И. Сатпаева

 

    Институт _________________________________

 

    Кафедра  _________________________________

 

               

               Отчет ________________________________________________

                                                                            ( вид практики)

                        

                          ________________________________________________

                                                                             (место практики)

                        

                          ________________________________________________

                                                                             (предприятие)

 

 

 

                                                                               ____________________________

                                                                                                   

                                                                                                      (шифр и наименование специальности )

 

                                                                                Выполнил: __________________                

 

 

Руководитель от                                                     Руководитель от

 

предприятия                                                             университета

 

__________________ Ф. И.О.                            __________________ Ф. И.О.

(должность, уч.степень, звание)                                     (должность, уч.степень, звание)

 

"___"_____________ 20___г.                              "___"_____________ 20___г.

   

 

 

 

 

 

 

                                                           Алматы 2010.

 

Содержание

стр

 

Введение   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Краткая характеристика предприятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4      

1 Моделирование физических явлений  на ЭВМ.

Задание на производственную практику. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Построение графиков функций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . 7

1.2 Построение трехмерных объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2 Статистическое моделирование (метод Монте-Карло)

2.1 Основные принципы метода  статистического моделирования .. . . . . . . . . . . 13

2.2 Моделирование дискретных случайных  величин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

2.3 Моделирование непрерывных случайных  величин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.4 Вычисление интегралов методом Монте-Карло . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

2.5 Пример решения задачи  методом статистического моделирования . . . . . . . .28 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

 

 

 

 

 

                                                  

 

Введение

 

С целью закрепления  и расширения теоретических и  практических знаний,

приобретения более глубоких практических навыков по выбранной мною специальности, была пройдена производственная  практика, которую я проходил в ТОО «Институте Высоких Технологий»  АО «НАК «Казатомпром» с 24.05.2010  по 26.06.2010. Был направлен в расчетно-аналитическую группу отдела новых материалов и  нанотехнологий, которая занимается моделированием ядерной безопасности.

Производственная практика является важным этапом подготовки квалифицированных специалистов. Она является видом учебно-вспомогательного процесса, в ходе которого закрепляется теоретические знания на производстве. Практика является завершающим этапом в процессе подготовки инженера к самостоятельной производственной деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     

 

Краткая характеристика предприятия

 

Урановая промышленность Казахстана, объединенная в Национальную атомную компанию «Казатомпром», является комплексом наукоемких, высокотехнологичных производств, эффективное функционирование которого требует достаточного уровня научного обеспечения. С целью поддержания конкурентоспособности действующих предприятий атомной промышленности Казахстана ИВТ осуществляет разработку технологий производств новых видов продукции высокой степени готовности. 
        Сегодня ИВТ является основой инфраструктуры эффективного научного сопровождения развития урановой отрасли. Структура ИВТ сформирована как кластерообразующая, предполагающая проведение полного цикла работ: от научной идеи до разработки и  внедрения по всей технологической цепочке от добычи до получения конечной продукции.

Основные направления  и приоритеты деятельности Института:

- совершенствование технологий  комплексной переработки урановых  руд методом подземного выщелачивания  (ПВ) путем интенсификации производства;

- создание и развитие технологий попутного извлечения редких, редкоземельных и других элементов;

- разработка новых  технических решений по смежным  технологическим процессам для  предприятий атомной промышленности;

- создание и развитие  опытно-промышленного технологического полигона для испытаний новых материалов, оборудования и технологий;

- разработка мер по  улучшению радиоэкологической обстановки, разработка и внедрение современных  методов контроля радиационной  безопасности, индивидуальных и  коллективных средств контроля и защиты, изучение проблем захоронения радиоактивных отходов;

- разработка проектов  ОВОС объектов добыч и переработки  урана и методов восстановления  окружающей среды на отработанных  месторождениях урана;

- разработка и внедрение  геоинформационных систем, систем автоматизированного проектирования и управления производством, методов численного моделирования технологических и других процессов;

- разработка стандартных  образцов технологических продуктов предприятий, разработка и внедрение единых отраслевых стандартов и другой нормативно-технической документации урановой отрасли;

- разработка концепции  и системы информационной безопасности, систем управления знаниями;

- проектирование объектов  промышленного и гражданского  строительства с использованием  компьютерных технологий в соответствии с международными стандартами;

- экономическое обоснование  проектных решений, включая разработку  бизнес-планов, бизнес-процессов, локализацию  функциональных обязанностей участников  бизнес-процессов, разработку систем  сквозного управления качеством, оказание консалтинговых и инжиниринговых услуг;

- участие в создании  и развитии высокотехнологичного  научного центра  
АО «НАК «Казатомпром» на основе широкомасштабного международного сотрудничества;

- участие в повышении  квалификации персонала АО «НАК» Казатомпром»: учебная, образовательная деятельность, подготовка кадров высшей квалификации.

       Компьютеры  стремительно и необратимо вошли  в нашу жизнь. Сегодня они  находят   применение практически  во всех сферах человеческой  деятельности, принимая на себя огромную массу рутинной работы и открывая человеку новые возможности для науки и  творчества. С развитием электронных вычислительных машин (ЭВМ) возникло много новых подходов и к решению большого количества научно-технических задач, расширился круг осуществимых экспериментов, увеличилась точность получаемых научных результатов.

      Одно  из перспективных применений  ЭВМ в современной науке –  это возможность численного моделирования  различных природных явлений  и процессов. Во многих случаях компьютерное моделирование позволяет существенно сэкономить время и средства при решении конкретных научно- практических задач. Иногда такое моделирование даже является единственно доступным способом получения результата. И, несомненно, компьютерное моделирование позволяет глубже понять фундаментальные законы природы. Чем больше вычислительная мощность ЭВМ, тем более сложную и точную модель какого-либо физического, или иного явления можно исследовать численными методами.

Моделирование, в том  числе и компьютерное моделирование, как познавательный приём неотделимо от развития знания. Практически во всех науках о природе построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели, отображающей какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность, и исследование вначале этой модели. Компьютерное моделирование в настоящее время приобрело общенаучный характер и применяется в исследованиях живой и неживой природы, в науках о человеке и обществе.

В данном институте одной  из задач является экспертиза ядерной  безопасности. Для этого используются специальные программные комплексы  для моделирования ядерной безопасности в атомной энергетики и промышленности. 

 

 

 

 

 

1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА ЭВМ

Задание на производственную практику

 Целью производственной практики является изучение Методов статистического моделирования  и приобретение практических навыков их   применении, посредством создания расчётных программ реализующих численные схемы методов Монте - Карло.   

Задачи, решаемые в процессе прохождения практики:

1. Построение  трехмерных графиков функций и  трехмерных объектов;
2. Вычисление при помощи Метода Монте - Карло интеграла;
3. Приобретение опыта работы с технологической документацией и языком программирования Turbo Pascal (работы с файлами);

Решения задач методом  статистического моделирования.

 

1.1 Построение графиков  функций

В качестве примера, на рисунке показан график функции f (x, y) = sin (r)/(r); построенный программой Куб, на языке программирования Turbo Pascal  текст которой приведен ниже.

 

 

Рисунок 1- Программа выводит на экран график функций f(x, y) = sin (r)/(r) в трехмерном виде

                                                        

 

                                                           Листинг программы 

Program Cube;

 Uses Crt,Graph;

 function f(x,y:real):real; {Функция, которую будем рисовать }

 var

 r:real;

     begin

           r:= sqrt(x*x + y*y); if r=0 then f:=10 else f:=40*sin(r)/r;   {можно назначать различные функций}

     end;

         {Свободные поля по периметру экрана, в пикселах}

    const xoff=40; yoff=40;

    Var {глобальные переменные}

      Gd,Gm: integer;

        RotX,RotZ,RotY:real;

      Xlo,Xst,Xhi,Xd,Xt:real;

      Ylo,Yst,Yhi,Yd,Yt:real;

      Zlo,Zst,Zhi,Zd,Zt:real;

      Xmin,Xmax,Ymin,Ymax:real;

      ScaleX,ScaleY:real;

    function X3d(x,y,z:real):real;            { горизонтальная проекция точки(x,y,z)}

        begin

             X3d:= x*cos(RotZ) + y*sin(RotZ);

        end;

    function Y3d(x,y,z:real):real;            { вертикальная проекция точки (x,y,z)}

        begin

             Y3d:=(-x*sin(RotZ) + y*cos(RotZ))*cos(RotX) + z*sin(RotX)+x*sin(RotY) + y*cos(RotY);

        end;

    function X3(cx,cy,cz:integer):real;  { горизонтальная проекция вершины куба}

        begin

             X3:= X3d(Xd*cx,Yd*cy,Zd*cz);

        end;

    function Y3(cx,cy,cz:integer):real;  { вертикальная проекция вершины куба}

       begin

              Y3:= Y3d(Xd*cx,Yd*cy,Zd*cz);

       end;

    function ScreenX(x:real):integer; { реальный X -> экранный X}

       begin

             ScreenX:= xoff + round((x - Xmin)/scalex);

       end;

    function ScreenY(y:real):integer; { реальный Y -> экранный Y}

       begin

               ScreenY:= GetMaxY - Yoff - round((y-Ymin)/scaley);

       end;

     procedure line3d(a,b,c,d:real); { Проекция 3d-линии на экран}

     begin

      line(ScreenX(a),ScreenY(b),ScreenX(c),ScreenY(d));

        end;

     procedure Get_Plot_Sizes; { Определение масштабов}

      var ctx,cty,ctz: integer;

         X,Y:real;

      begin                    { Определение диапазонов графика по x,y,z осям}

       Zlo:= f(Xlo,Ylo); Zhi:= Zlo;

       Xt:= Xlo;

       while Xt < Xhi do

       begin

        Xt:= Xt + Xst; Yt:=Ylo;

       while Yt < Yhi do

        begin

        Yt:= Yt + Yst; Zt:= f(Xt,Yt);

          if Zt > Zhi then Zhi:= Zt else if Zt < Zlo then Zlo:= Zt;

        end;

        end;

      Xd:= Xhi - Xlo; Yd:= Yhi - Ylo; Zd:= Zhi - Zlo;

        { Определение масштабов для вывода изображения на экран}

     Xmin:= X3(0,0,0); Xmax:= Xmin; Ymin:= Y3(0,0,0); Ymax:= Ymin;

      for ctx:= 0 to 1 do

       for cty:= 0 to 1 do

        for ctz:= 0 to 1 do

            begin

               X:= X3(ctx,cty,ctz);

              if X > Xmax then Xmax:= X else if X < Xmin then Xmin:= X;

               Y:=Y3(ctx,cty,ctz);

               if Y > Ymax then Ymax:= Y else if Y < Ymin then Ymin:= Y;

             end;

        ScaleX:= (Xmax - Xmin)/(GetMaxX - xoff*2);

        ScaleY:= (Ymax - Ymin)/(GetMaxY - yoff*2);

    end;

       Procedure Plotlines;      { Собственно рисование функции 4-угольниками }