Contents
1 Modeling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1 Basic Modeling Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2 Classification of Mathematical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.3 Basic Properties of Mathematical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1.4 Computer Simulation and Computational Experiment . . . . . . . . .
6
1.5 Classification of Computer Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.6 Open and Isolated Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.7 Single component and Multicomponent Models . . . . . . . . . . . . . 11
1.8 Continuous, Discrete, and Hybrid Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.9 Linear and Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.10 Component-Oriented Approach in Modeling . . . . . . . . . . . . . . . 16
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2 Description of the Wolfram SystemModeler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1 General Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2 Model Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Simulation Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.1 Experiment Browser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.2 Solver Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.3.3 Plotting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3.4 Model Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.5 FFT Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4 Creating a Dynamic Model in Wolfram SystemModeler . . . . . . . 46
2.4.1 Creating a Component in Text Mode . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.4.2 Perform a Numerical Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.4.3 Creating a Library of Components for Complex Systems
Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.5 Basics of Component Modeling in WSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
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1 Modeling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1 Basic Modeling Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2 Classification of Mathematical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3 Basic Properties of Mathematical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4 Computer Simulation and Computational Experiment . . . . . . . . .
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1.5 Classification of Computer Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.6 Open and Isolated Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.7 Single component and Multicomponent Models . . . . . . . . . . . . . 11
1.8 Continuous, Discrete, and Hybrid Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.9 Linear and Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.10 Component-Oriented Approach in Modeling . . . . . . . . . . . . . . . 16
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2 Description of the Wolfram SystemModeler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1 General Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2 Model Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Simulation Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.1 Experiment Browser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.2 Solver Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.3.3 Plotting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3.4 Model Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.5 FFT Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4 Creating a Dynamic Model in Wolfram SystemModeler . . . . . . . 46
2.4.1 Creating a Component in Text Mode . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.4.2 Perform a Numerical Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.4.3 Creating a Library of Components for Complex Systems
Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.5 Basics of Component Modeling in WSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
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