Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Anvendelse af beregning i ingeniørvidenskab

Analyse, defineret som den matematiske undersøgelse af forandring, blev udviklet uafhængigt af Isaac Newton og Gottfried Wilhelm von Leibniz i det 17. århundrede. Engineering er defineret som "det erhverv, hvor viden om matematiske og naturvidenskabelige videnskabelige erfaringer opnås ved dømmekraft for at udvikle måder at udnytte, økonomisk, naturens materialer og kræfter til gavn for menneskeheden." Nogle ingeniører bruger direkte beregninger i deres daglige praksis, og nogle bruger computerprogrammer baseret på beregninger, der forenkler ingeniørdesign. To beregningsmetoder, differentiering og integration er særligt nyttige i udøvelsen af ​​ingeniørarbejde og anvendes generelt til optimering og opsummering.

Civilingeniør

Mange aspekter af anlægsarbejder kræver beregning . For det første kræver afledning af de grundlæggende væskemekanikligninger ligninger. For eksempel kan alle hydrauliske analyseprogrammer, der hjælper med udformning af stormdræn og åbne kanal systemer, bruge beregningsmetode til at opnå resultaterne. I hydrologi beregnes volumen som et område under kurven af ​​et plot af flow kontra tid og udføres ved hjælp af calculus.

Strukturteknik

I strukturteknik anvendes calculus til at bestemme kræfterne i komplekse konfigurationer af strukturelle elementer. Strukturel analyse vedrørende seismisk design kræver beregning. I en jordkonstruktionskontekst udføres beregninger af jordens bærende kapacitet og forskydningsstyrke ved hjælp af beregning, ligesom bestemmelsen af ​​lateralt jordtryk og hældningsstabilitet i komplekse situationer.

Maskinteknik

Mange Eksempler på brugen af ​​beregninger findes i maskinteknik, som f.eks. beregning af overfladearealet af komplekse objekter for at bestemme friktionskræfterne, udformning af en pumpe i henhold til strømningshastighed og hoved og beregning af strømmen fra et batterisystem. Newtons kølelov er en styrende differentialligning i HVAC-design, som kræver integration for at løse.

Aerospace Engineering

Mange eksempler på brugen af ​​beregninger findes i luftfartsindustrien. Træk over tid beregnet ved hjælp af den ideelle raketligning er en anvendelse af calculus. Analyse af raketter, der fungerer i etaper, kræver også beregning, ligesom gravitationsmodellering over tid og rum. Næsten alle fysiske modeller, især de af astronomi og komplekse systemer, bruger en form for beregning.

Klik for at udvide hele teksten