Modelli e Simulazione (superiori)
Sistemi
[modifica]Un termine di uso comune in molti ambiti è la parola sistema, si parla ad esempio di sistema stradale oppure di sistema circolatorio o del sistema decimale.
Un sistema è un insieme di elementi legati logicamente fra di loro che concorrono ad uno stesso obiettivo.
Ad esempio il sistema solare è costituito da una varietà di corpi celesti mantenuti in orbita dalla forza di gravità del Sole, è costituito, oltre che dal Sole, da otto pianeti (quattro pianeti rocciosi interni e quattro giganti gassosi esterni), dai rispettivi satelliti naturali[1], da cinque pianeti nani e da miliardi di corpi minori.
In ingegneria o in fisica si analizzano i sistemi e spesso si realizzano dei modelli del sistema per poterne studiare agevolmente il comportamento (evoluzione) in funzione di alcuni parametri. Possiamo studiare ad esempio il comportamento climatico globale creando un modello dell'atmosfera per valutare l'aumento della temperatura in funzione del gas serra prodotto dalle attività umane.
Un modello è una rappresentazione di una certa realtà (sistema), il modello può assumere forme diverse : modello matematico, modello iconico e modello analogico. Esempi di modello iconico sono plastico dell'autodromo del Mugello oppure il disegno (planimetria) di una abitazione , questi modelli sono caratterizzati dall'avere la stessa forma del sistema che si vuole rappresentare. I modelli analogici sono invece modelli che rappresentano un sistema con uno analogo, ad esempio possiamo descrivere un sistema fluviale con un analogo sistema elettrico dove la portata dei corsi d'acqua viene rappresentata da una corrente elettrica proporzionale e l'energia potenziale dei bacini (dislivello altimetrico del tracciato) viene legata alle tensioni elettriche.
Molto spesso i modelli che utilizziamo in ambito scientifico sono modelli matematici , ad esempio il modello che descrive il campo magnetico B attorno a un conduttore attraversato da una corrente elettrica I è dato da :
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Quello che ci proponiamo ora è di vedere diversi tipi di modelli utilizzati in ambito scientifico evidenziandone le caratteristiche principali al fine di poter poi utilizzare questi modelli per lo studio dei sistemi tramite delle simulazioni.Con il termine simulazione si intende l'ultilizzo di un modello per comprenderne il comportamento di una o più grandezze al variare di uno o più parametri di ingresso, si studia ad esempio la temperatura dell'atmosfera al variare del tasso di ozono presente in atmosfera.
La simulazione è uno strumento di analisi di un sistema che permette di studiarne l'evoluzione dinamica, i computer attuali permettono grazie alle notevoli capacità di calcolo la progettazione o lo studio di molteplici sistemi in ambito scientifico/tecnologico.
