Современные теплоэнергетические установки (котлоагрегаты, электролизеры, печи и др.) состоят из большого количества взаимосвязанных элементов, в каждом из которых протекают сложные физические процессы. Закономерности, описывающие эти процессы, сложны и многообразны и с трудом поддаются математическому описанию. Эти трудности значительно возрастают при комплексном исследовании всей системы [1]. Сложность процессов создает нелинейные проблемы при управлении объектами, что в свою очередь создает сложности при понимании обслуживающим персоналом поведения аппарата. Поэтому необходимо развивать системы исследования и моделирования металлургических объектов.
Исследование таких объектов может быть проведено экспериментальными методами, методами физического и математического моделирования. Моделирование в теории означает осуществление каким-либо способом отражения или воспроизведения действительности для изучения имеющихся в ней объективных закономерностей. Экспериментальные способы исследования имеют первостепенное значение в качестве основы для построения теории процесса и являются критерием для оценки точности знаний об объекте [2]. Однако эти способы не всегда могут служить эффективным рабочим методом получения информации о свойствах теплоэнергетических установок. Экспериментальные данные не могут использоваться для оценки свойств проектируемого оборудования, особенно новых типов, поскольку в этом случае требуются значительное обобщение и экстраполяция результатов, носящих конкретный характер. Физическое моделирование ограничивалось частными задачами отдельных процессов и устройств, а для всей системы не нашло применения [3].
Для исследования теплоэнергетических процессов и установок как сложных систем в настоящее время широкое применение находят методы математического моделирования с применением вычислительной техники [4].
Отметим некоторые достоинства вычислительного эксперимента по сравнению с натурным. Он, как правило, дешевле физического. В этот эксперимент можно легко и безопасно вмешиваться, многократно повторять и прерывать в любой момент. В ходе этого эксперимента можно смоделировать условия, которые нельзя создать в лаборатории.