Разработка программного обеспечения

Постановка задачи:
Разработка ПО для решения задачи нестационарной теплопроводности – нагрева бесконечного цилиндра
Автоматизация рутинных расчетов
Обеспечение возможности использования данного ПО в учебных целях

Физическая постановка задачи
Теплопроводность — это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения.
Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям.
Различные группы сталей в зависимости от температуры имеют различную теплопроводность. Так, углеродистые стали с повышением температуры уменьшают свою теплопроводность, высоколегированные аустенитные стали — увеличивают, а теплопроводность нержавеющих хромистых сталей остается почти по­стоянной примерно до 1000 ºС.
Теплопроводность сталей значительно изменяется с введением легирующих добавок, однако с повышением температуры разница стирается и при 900—950 ºС теплопроводность всех сталей становится примерно одинаковой.

Физическая постановка задачи
Для сталей в случае отсутствия табличных данных значения коэффициента теплопроводности λ при нужных температурах с достаточной степенью точности можно рассчитать по формуле
λt = K · λ0
где К — коэффициент, который определяется по графику;
λ0 — коэффициент теплопроводности при нормальных условиях.
Значения поправочного коэффициента К, учитывающего изменения теплопроводности углеродистых сталей с изменением температуры

Разработка алгоритма в таблицах Excel
Исходные данные
Расчет
Этап 1
Расчет
Этап2

Визуализация
рассчитанных
данных
Разработка алгоритма в таблицах Excel

Визуализация алгоритма расчета в пакете MS Visio

Визуализация алгоритма расчета в пакете MS Visio

Архитектура ПО

Реализация программного средства в среде MS Visual Studio
Проектируемое программное средство создано в среде MS Visual Studio 2005.NET на языке C#.
C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к С++ и Java. Язык имеет строгую статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, указатели на функции-члены классов, атрибуты, события, свойства, исключения, комментарии в формате XML.

«Нагрев цилиндра»: Установка
Установка на компьютер производится с помощью инсталлятора – файла Cilindr_Setup.msi
После запуска файла появится окно, в котором нужно указать полный путь к папке, куда следует установить файлы программы. По умолчанию файлы скопируются в папку C:\Program Files\Нагрев цилиндра.

«Нагрев цилиндра»: Теория
На теоретическом этапе вам будет предложено 3 вопроса из области теплофизики, связанные с тематикой программы: нагрев бесконечного цилиндра при регулярном режиме.

«Нагрев цилиндра»: Расчет
Ввод исходных данных

«Нагрев цилиндра»: Расчет
Результат

«Нагрев цилиндра»: Расчет
Визуализация расчета

«Нагрев цилиндра»: Оценка
Оценивание работы за 2 этапа

«Нагрев цилиндра»: Сервис
Справка
Журнал посещений

«Нагрев цилиндра»: Сервис
3 Уровня обработки исключений
1 Уровень
2 Уровень
3 Уровень
Информативный характер с максимальной степенью быстродействия по выявлению ошибок
Уровень блокирует процедуру расчета с выводом соответствующего сообщений, обеспечивая тем самым стабильность системы в целом в самый критический момент.
Для данного этапа ведется журнал ошибок ErrorLog.log, где протоколируются ошибки и причины, вызвавшие их. Просмотр журнала возможен лишь привилегированным пользователем. Данный этап носит сервисный характер – он позволяет привилегированному пользователю разобраться с причиной появления исключительной ситуации.

«Нагрев цилиндра»: Особенности
применены методы ООП – создана структура классов, использован полиморфизм;
разработан в составе программы модуль тестирования по теоретическим вопросам нестационарной теплопроводности;
теплотехнический расчет нагрева бесконечного цилиндра при регулярном режиме;
экспорт/импорт исходных данных в файле xml;
возможность просмотра отчета с помощью ReportViewer’a и печати отчета;
экспорт исходных и рассчитанных данных в популярные форматы: excel, word, pdf;
визуализация данных с помощью графиков
трехуровневая обработка исключительных ситуаций;
ведение журналов: журнал посещений и журнал ошибок;
распределение привилегий между пользователями.