实物模型：依靠物质的基本形态所做的模仿。

简介

实物模型的分类

研究

模型(物理模型 数学模型 结构模型 仿真模型)

简介

实物模型（physical model； mock up ）

实物模型 在学术文献中的解释

1、实物模型则是指已有的零件实物或样件。制造企业通常借鉴已有产品的实物对象对其进行创造性修改以获得更为先进或更能满足特定需求的产品新设计。

实物模型的分类

按照其来源不同分为自然模型和人造模型两类。

自然模型是人从自然界已有的事物中选择出来代替原型作为实验对象的事物。例如在生物学上，选择某种动物作为人类的模型进行药物反应实验。自然模型在生命科学中有着广泛的应用，但它也有局限性，主要表现在由于客观条件的限制，人们往往难以找到与原型相同或相似程度比较高的自然模型。自然模型的这种局限性促使人们采用的方法来制造实物模型。人造模型是指人工制造出来的用来代替原型进行实验的某种装置。

与“实物模型” 相关的学术图片

图1地层测试器三维实物模型 Fig.1 3-D formation model of the formation tester

图2 C loos泥饼实物模型试验:顺向和反向两种倾向的断层是一个应力同时形成的(转引自王燮培等“石油勘探构造分析”)

研究

实物是物质的基本形态，在这里实物是指静止质量不等于零的物质。也就是说，物质世界是由大量不可分割的实物粒子所组成，这些粒子具有广延性，不可入性和不变质量。这就是机械论中占主导地位的原子论纲领。

原子论纲领坚持实物粒子与虚空的绝对差别，在德谟克利特的原始表述中，原子等同于存在，虚空等同于虚无，原子的运动是决定论的，排斥任何机遇和偶然性；伊壁鸠鲁把原子论修正为具有偶然自发运动的不完全决定论的新形式。在中世纪占主导地位的亚里斯多德学说，坚持月上世界和虚空充满了以太和以太构成的天体，认为真空不空；月下世界的普通物体是土，水，火，气的各种混合物。原子论纲领在近代的复活，对新物理学和化学的诞生起了巨大的作用，形成了不同于亚里斯多德的宇宙有机体的理解模式的，新的机械论的自然秩序理想。但是，以太的幽灵仍然萦绕在机械论的宇宙体系中，笛卡儿一方面坚持包括动植物在内的整个自然界必须作出机械论的说明，另一方面追随亚里斯多德，主张真空不空，充满了各种以太旋涡，物质结构是连续的，运动是完全相对的，比力更为基本，没有瞬时穿越虚空的超距作用，天体的旋转动力来源于以太旋涡。笛卡儿的以太物理学在定量描述方面困难，而且在经验事实受到反驳，在与牛顿力学的竞争中很快衰弱，但是因为与牛顿力学一起共同形成机械论的总纲领，他的很多构想在未来的电磁场论中以新的方式复活了。经验事实对理论的支持和反驳，从来不是决定性的，一个失败的理论的核心纲领可以成为启发新理论的纽带。

在牛顿看来，原子和以太都是假说性的物理概念，他基本上倾向于原子论，而且提出了光的粒子说，但是为了理解光的传播和引力相互作用的某些现象，他有时也求助于以太。提出光的波动理论的惠更斯，当然把以太视为光传播的媒介。牛顿从固体不太会变形这一属性中经过理想化得到刚体概念，而后借助于原子论的类比，引入质点这一数学概念表述力学。质点不像原子那样具有广延性，代表着忽略物质空间结构的数学理想化。质点的概念，同时代表着物质世界绝对无限可分的形而上学理想，以及把连续时空作为物理现象序化手段的数学理想，形成了新的机械论自然秩序理想的逻辑起点。

模型

对于现实世界的事物、现象、过程或系统的简化描述，或其部分属性的模仿。在一般的意义下是指模仿实物或设计中的构造物的形状制成的雏型，其大小可以分为缩小型、实物型和放大型。有些模型甚至连细节都跟实物一模一样，有些则只是模仿实物的主要特征。模型的意义在于可通过视觉了解实物的形象，除了具有艺术欣赏价值外，在教育、科学研究、工业建设、土木建筑和军事等方面也有极大的效用。随着科学技术的进步，人们将研究的对象看成是一个系统，从整体的行为上对它进行研究。这种系统研究不在于列举所有的事实和细节，而在于识别出有显著影响的因素和相互关系，以便掌握本质的规律。对于所研究的系统可以通过类比、抽象等手段建立起各种模型。这称为建模。模型可以取各种不同的形式，不存在统一的分类原则。按照模型的表现形式可以分为物理模型、数学模型、结构模型和仿真模型。

物理模型

也称实体模型，又可分为实物模型和类比模型。①实物模型：根据相似性理论制造的按原系统比例缩小（也可以是放大或与原系统尺寸一样）的实物，例如风洞实验中的飞机模型，水力系统实验模型，建筑模型，船舶模型等。②类比模型：在不同的物理学领域（力学的、电学的、热学的、流体力学的等）的系统中各自的变量有时服从相同的规律，根据这个共同规律可以制出物理意义完全不同的比拟和类推的模型。例如在一定条件下由节流阀和气容构成的气动系统的压力响应与一个由电阻和电容所构成的电路的输出电压特性具有相似的规律，因此可以用比较容易进行实验的电路来模拟气动系统。

数学模型

用数学语言描述的一类模型。数学模型可以是一个或一组代数方程、微分方程、差分方程、积分方程或统计学方程，也可以是它们的某种适当的组合，通过这些方程定量地或定性地描述系统各变量之间的相互关系或因果关系。除了用方程描述的数学模型外，还有用其他数学工具，如代数、几何、拓扑、数理逻辑等描述的模型。需要指出的是，数学模型描述的是系统的行为和特征而不是系统的实际结构。

结构模型

主要反映系统的结构特点和因果关系的模型。结构模型中的一类重要模型是图模型。此外生物系统分析中常用的房室模型（见房室模型辨识）等也属于结构模型。结构模型是研究复杂系统的有效手段。

仿真模型

通过数字计算机、模拟计算机或混合计算机上运行的程序表达的模型。采用适当的仿真语言或程序，物理模型、数学模型和结构模型一般能转变为仿真模型。关于不同控制策略或设计变量对系统的影响，或是系统受到某些扰动后可能产生的影响，最好是在系统本身上进行实验，但这并非永远可行。原因是多方面的，例如：实验费用可能是昂贵的；系统可能是不稳定的，实验可能破坏系统的平衡，造成危险；系统的时间常数很大，实验需要很长时间；待设计的系统尚不存在等。在这样的情况下，建立系统的仿真模型是有效的。例如，生物的甲烷化过程是一个绝氧发酵过程，由于细菌的作用分解而产生甲烷。根据生物化学的知识可以建立过程的仿真模型，通过计算机寻求过程的最优稳态值并且可以研究各种起动方法。这些研究几乎不可能在系统自身上完成，因为从技术上很难保持过程处于稳态，而且生物甲烷化反应的起动过程很慢，需要几周的时间。但如果利用（仿真）模型在计算机上仿真，则甲烷化反应的起动过程只需要几分钟的时间。