Transcript Mathematical Modeling / Computational Science

สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
วิทยาการเชิงการคานวณ?
วิทยาการเชิ ง การค านวณท าให้ เกิด ความเข้ า ใจในเชิ ง วิทยาศาสตร์
ตลอดจนใช้ การใช้ แบบจาลองทางคณิตศาสตร์ บนPC Cluster
คอมพิวเตอร์ และซูปเปอร์ คอมพิวเตอร์
Computational Science involves teamwork
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
วิทยาการเชิงการคานวณ
ส่ วนประกอบ แต่ ไม่ ได้ แทนที่ ทฤษฎี และการทดลองในการวิจัย
Experiment
Theory
Computation
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
กระบวนการของวิทยาการเชิงการคานวณ
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
ปัญหาในโลกแห่ งความจริง
การชี้ถึงปัญหาในโลกแห่ งความเป็ นจริง:
 ทำกำรวิจยั พื้นฐำนโดยเน้นปั ญหำที่ทำได้.
 ทำกำรค้นคว้ำในห้องปฏิบต
ั ิกำร
 เรี ยนรู ้กำรใช้เครื่ องมือ:
Fortran, Pascal, C++, Java,
StarLogo, Excel, Stella, and Mathematica.
เข้ าใจกิจกรรมปัจจบุ ันและพฤติกรรมการพยากรณ์ ในอนาคต
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
Working Model
Simplify  Working Model:
Identify and select factors to
describe important aspects of
Real World Problem; deterthose factors that can be neglected.
mine

State simplifying assumptions.

Determine governing principles, physical laws.

Identify model variables and inter-relationships.
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
Mathematical Model
Represent  Mathematical
Model: Express the Working
Model in mathematical terms;
write down mathematical equations
or an algorithm whose solution
describes the Working Model.
In general, the success of a mathematical model depends on
how easy it is to use and how accurately it predicts.
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
Computational Model
Translate  Computational
Model: Change Mathematical Model into a form suitable for computational solution.
Computational models include languages, such as
Fortran, Pascal, C++ or Java, or software, such as
StarLogo, Stella, Excel, or Mathematica.
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
Results/Conclusions
Simulate  Results/Conclusions: Run “Computational
Model” to obtain Results; draw
Conclusions.
Verify your computer program; use check
cases; explore ranges of validity.
 Graphs, charts, and other visualization tools are
useful in summarizing results and drawing
conclusions.

23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
Real World Problem
Interpret Conclusions:
Compare with Real World
Problem behavior.

If model results do not “agree” with physical
reality or experimental data, reexamine the
Working Model (relax assumptions) and repeat
modeling steps.

Often, the modeling process proceeds through
several “cycles” until model is“acceptable”.
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
Computational Science Process
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
สั มมนาทางวิชาการเนื่องในวันอุตุนิยมวิทยาโลก, เรื่อง “โลกร้ อน…ความจริงที่ต้องเชชิญ”
ศึกษา
ความรู้เกีย่ วกับ
คลืน่ ยักษ์ สึนามิ ระบบ
ระบบ
ค้น
เอกสาร
ปัญหาที่ต้องการ
จาลอง
การสร้ างแบบจาลอง
ทางความคิด/
คณิตศาสตร์
ข้ อสันนิษฐาน
เกีย่ วกับระบบ
วิเคราะห์ ด้วย
วิธีการต่ างๆ
ข้ อสันนิษฐานใหม่
กาหนดปัญหาที่ต้อง
พิจารณาข้ อ
สันนิษฐานและชล
การจาลองใหม่
ศึกษาระบบใหม่
การจาลองโดย
คอมพิวเตอร์
ทดสอบ
สมสุ ตฐิ านใหม่
ชลและ
การคาดการณ์
สร้ าง
สมสุ ตฐิ านใหม่
ความสมบูรณ์ แบบ
ศึกษาพฤติกรรม
ของแบบจาลอง
ใช้ ไม่ ได้
ใช้ ได้
ตัดสินใจ
ดี
แก้ปัญหา
23 มีนาคม 2550, ณ หอประชุ มใหญ่ กรมอุตุนิยมวิทยา
ไม่ ดี
เพิม่ ปัญหา