ALGORITMOS DE SOLUCIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS

MODELOS MATEMÁTICOS

Expresión formal de las relaciones entre los componentes de un modelo

Son utilizados para analizar la relación entre dos o mas variables

Clasificación

De acuerdo a la información utilizada:
-Heurístico
-Empírico

Según tipo de presentación:
~Cualitativos o conceptuales
~Cuantitativos o numéricos

Según la aleatorias:
•Determinista
•Estocástico

Según su aplicación y objetivo:
Simulación o descripción Optimización
*De control

MÉTODO MEDULAR SECUENCIAL

Consiste en resolver el enorme sistema de ecuaciones algebraicas no-lineales que constituye el modelo matematico del proceso completo

MÉTODO ORIENTADO A ECUACIONES

Características:
•Los modelos individuales se resuelven de forma eficaz
•Comprende una extensa biblioteca de módulos y rutinas de cálculos
•Los cálculos de realizan unidad por unidad

Desventajas

Ventajas

Se utilizan subrutinas computacionales que resuelven los balances de materia y energía para cada equipo en forma independiente

Utilizan un método de cálculo rígido, que puede dar lugar a iteraciones innecesarias

MÉTODO MODULAR SIMULTANEO

Se basan en módulos de simulación independiente

Los problemas de diseño (selección de parámetros) son más difíciles de resolver

Consiste en la solución simultánea de las ecuaciones, lo que involucra resolver un sistema de ecuaciones algebraicas no lineales

Aplicaciones

Se ha utilizado en la modelizacion de unidades individuales por sus ventajas de rápida convergencia en la solución, tales como dominaba de destilación

Ventajas

Desventajas

Resulta muy eficiente para problemas de diseño

El enfoque necesita de mayores recursos computacionales para llevar a cabo los cálculos de los grandes sistemas de ecuaciones

Es más sencillo de realizar el diagnóstico para cierto tipo de errores en la formulación del problema

Los métodos numéricos desarrollados para sistemas no lineales no son tan confiables y robustos como el enfoque secuencial

Principales características

Cada equipo se representa por las ecuaciones que lo modelan. El modelo es la
integración de todos los subsistemas.

Mayor velocidad de convergencia.

Necesita una mejor inicialización (mejor cuanto mayor sea el problema a resolver).

Consiste en que el sistema de ecuaciones a resolver es un sistema simplificado de más fáciles solución

Aplicaciones

utilizado ampliamente en la modelización de unidades individuales por sus ventajas de rápida convergencia en la solución, tales como columnas de destilación

Características

Combinan la estructura modular tradicional y la orientada a ecuaciones.

Las iteraciones continúan hasta que no existan modificaciones
significativas en los puntos bases que se generan.

Ventajas

Desventajas

Se resuelven simultáneamente todas las variables , como en el modelo global

Para el resto se mantiene la filosofía modular (secuencia de cálculo, uso de módulos para introducir datos, etc.) e incluso la descripción del proceso se hace en función a los mismos

Para el enfoque secuencial modular:
~ Difícil agregar nuevos modelos personalizados
~ La direccionalidad
~ Capacidad limitada

Para el enfoque orientado a la ecuación:
~Los métodos numéricos pueden fallar
~Se dificulta la depuración

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