Основные этапы научного исследования

Научные исследования направлены на решение различных научных и практических задач. В общем случае, рассматривая научно-исследовательскую работу, можно выделить фундаментальные и прикладные исследования и опытно-конструкторские разработки. Рассмотрим основные этапы выполнения фундаментальных и прикладных научных исследований, которые имеют общие особенности. Потребности науки и практики приводят к постановке определенных проблем в соответствующих областях знаний и отраслях производства, которые должны быть решены в процессе научного исследования.

Первым этапом научного исследования является подробный анализ современного состояния рассматриваемой проблемы. Он выполняется на основе информационного поиска и специальных методов анализа. В результате анализа состояния проблемы составляются обзоры, рефераты и экспресс-информации, составляется классификация основных направлений и ставятся конкретные задачи исследований. Далее осуществляется выбор метода исследования с использованием определенных критериев, составляется план-график выполнения работ, определяется ожидаемый экономический эффект.

Второй этап научного исследования сводится к выполнению поставленных на первом этапе задач. Чаще всего в фундаментальных и прикладных исследованиях используется математическое или физическое моделирование, а также сочетание этих методов.

Математическое моделирование включает несколько этапов. Это составление математической модели исследуемого процесса на основе имеющихся сведений или использование готовой модели с правильным учетом основных и второстепенных факторов, что во многих случаях позволит упростить составляемую модель.

Далее осуществляют выбор метода решения (аналитического, приближенного) учетом нескольких факторов: требуемой точности, затрачиваемого времени, материальных затрат. Вычислительный эксперимент позволяет получить результат исследований в виде численных данных, которые затем обрабатываются. В результате получают расчетные уравнения, графики и номограммы, характеризующие закономерности изучаемого процесса. Следует отметить, что при проведении расчетов и обобщения полученных результатов применяются методы теории подобия, методы планирования эксперимента, существенно сокращая время на постановку опытов и вычислительных процедур.

Физическое моделирование может выполняться на модельной (лабораторной) или натурной установке, которые разрабатываются с учетом основных положений теории подобия физических явлений. Это позволяет определить геометрические размеры установок, диапазон изменения основных параметров, наметить необходимые измерения и подобрать соответствующую измерительную аппаратуру, предварительно оценить погрешность полученных результатов. Для выполнения экспериментов составляется план (программа) исследований.

Третьим этапом научного исследования являются анализ полученных результатов и их оформление. Производится сравнение теории и эксперимента, определяется анализ их возможных расхождений. Окончательно оценивается экономическая эффективность проведения исследований. Конкретными результатами научно-исследовательской работы могут быть уточнение математической или физической модели явления, разработка новой методики расчета, новой теории, рекомендаций по совершенствованию машин и установок, подготовка данных для выполнения опытно-конструкторских работ и т.д.