Исчисление, определяемое как математическое исследование изменений, было независимо разработано Исааком Ньютоном и Готфридом Вильгельмом фон Лейбницем в 17 веке. Инженерное дело определяется как «профессия, в которой знания математических и естественных наук, полученные в результате учебы, опыта и практика применяется с умом для разработки способов экономичного использования материалов и сил природы на благо человечества ». Некоторые инженеры напрямую используют вычисления в своей повседневной практике, а некоторые используют компьютерные программы, основанные на вычислениях, которые упрощают проектирование. дизайн. Два метода исчисления, дифференцирование и интегрирование, особенно полезны в инженерной практике и обычно используются для оптимизации и суммирования соответственно.
Гражданское строительство
•••losmandarinas / iStock / Getty Images
Многие аспекты гражданского строительства требуют расчетов. Во-первых, вывод основных уравнений механики жидкости требует исчисления. Например, все программы гидравлического анализа, которые помогают при проектировании систем ливневой канализации и открытых каналов, используют численные методы расчета для получения результатов. В гидрологии объем рассчитывается как площадь под кривой графика зависимости расхода от времени и выполняется с помощью расчетов.
Строительная инженерия
В строительной инженерии расчет используется для определения сил в сложных конфигурациях структурных элементов. Структурный анализ, относящийся к сейсмическому проектированию, требует расчетов. В контексте конструкции грунта выполняются расчеты несущей способности и прочности грунта на сдвиг. с использованием расчетов, а также определение бокового давления грунта и устойчивости откосов в комплексе ситуации.
Машиностроение
Многие примеры использования исчисления можно найти в машиностроении, например, вычисление площади поверхности сложных объектов для определить силы трения, спроектировать насос в соответствии с расходом и напором и рассчитать мощность, обеспечиваемую батареей система. Закон охлаждения Ньютона - это основное дифференциальное уравнение при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, для решения которого требуется интегрирование.
Аэрокосмическая техника
Многочисленные примеры использования расчетов можно найти в аэрокосмической технике. Тяга во времени, рассчитанная с использованием уравнения идеальной ракеты, является приложением математического анализа. Анализ ракет, которые функционируют поэтапно, также требует расчетов, как и гравитационное моделирование во времени и пространстве. Практически все физические модели, особенно модели астрономии и сложных систем, используют ту или иную форму исчисления.