Научный архив: статьи

Моделирование и прогнозирование динамики верхней границы леса на хребте Зигальга (Южный Урал) (2025)

Цель. Оценка изменения лесопокрытых площадей на верхнем пределе произрастания древесной растительности на хребте Зигальга (Южный Урал). Создание научно-обоснованного прогноза расширения лесопокрытых площадей в ближайшем столетии на основе полученных данных о пространственном положении, возрасте, морфометрических параметрах древесных растений.

Процедура и методы. На склонах разной экспозиции и на разной высоте над уровнем моря заложены пробные площади в экотоне верхней границы леса. На пробных площадях с использованием дендрохронологических методов определён возраст 411 деревьев на общей площади 1,1 гектар. На основе отобранных полевых материалов произведена оценка надземной древесной фитомассы, с использованием древесных кернов получены её оценки в прошлом. Созданы модели оценки надземной фитомассы популяции ели сибирской для 2 склонов, где фитомасса в некоторой точке зависит от расстояния до линии раздела склонов и от времени.

Результаты. На Южном Урале, на хребте Зигальга на склонах разных экспозиций в последнем столетии произошел сдвиг верхней границы распространения ели сибирской в сообщества горных тундр и данный процесс происходит в настоящее время. В работе предложена модель, описывающая накопление надземной фитомассы еловых древостоев и продвижение, верхней границы леса вверх в будущем. По полученным прогнозам, горная тундра на перевале между г. Поперечная и г. Лысая зарастёт к 2065–2070 гг.

Теоретическая и/или практическая значимость. Результаты исследования представляют первый опыт моделирования продвижения верхней границы леса в горах Южного Урала и могут быть использованы при решении подобных задач в других горных районах. Полученные данные о пространственном положении деревьев их морфометрических параметрах могут быть использованы для мониторинга их состояния при различных сценариях изменения климата в будущем.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИНХРОННОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (2025)

В статье представлено исследование синхронного реактивного двигателя (СРД) - перспективной энергоэффективной электрической машины, принцип работы которой основан на использовании анизотропии магнитного сопротивления ротора. Ключевая отличительная черта работы СРД, в отличие от асинхронных и синхронных двигателей, заключается в том, что его ротор имеет конструкцию с ярко выраженной магнитной анизотропией, которая достигается за счет конструкции ротора из собранной шихтованной электротехнической стали, которая не имеет обмотки возбуждения и постоянных магнитов. Рассмотрены ключевые преимущества данной конструкции, включая высокий КПД, простоту изготовления и надежность в эксплуатации. Предложена практическая методика моделирования статических и динамических характеристик СРД. В исследовании описана математическая модель синхронного реактивного двигателя, разработанная для анализа его работы. Модель построена с использованием современного подхода с вращающейся системой координат d-q, что позволяет рассчитывать основные характеристики двигателя в разных условиях эксплуатации. Изменяя входные параметры, можно адаптировать модель под любой тип СРД и рассчитать его энергетические характеристики, такие как скорость вращения, момент и КПД. Работоспособность данной модели проверена на маломощном электродвигателе (до 1 кВт) с номинальной скоростью вращения 1500 об/мин. Этот подход позволяет использовать модель для разработки и оптимизации энергоэффективных электроприводов на основе синхронных реактивных двигателей. Результаты моделирования подтверждают адекватность предложенной математической модели, демонстрируя ее применимость при проектировании энергоэффективных электроприводов промышленного и бытового назначения.

ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК ГТД КАК НОВЫЙ УРОВЕНЬ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МОДЕЛИРОВАНИЯ (2026)

В статье описано современное состояние информационных технологий в авиадвигателестроении, показано, что цифровой двойник газотурбинного двигателя (ГТД) - единая обучаемая цифровая система, которая включает в себя комплекс методик и математических моделей, описывающих двигатель на протяжении всего его жизненного цикла: проектирование, испытания, производство и эксплуатация. Показана возможность использования разработанных методов и средств для автоматизированного проектирования, подбора параметров, материалов и конструкции, анализа программ управления авиационными ГТД на ранних стадиях разработки, для отладки двигателей при испытаниях, для диагностики и оценки состояния газотурбинной энергетической установки (на базе ГТД

Моделирование работы выхода оксидного катода при воздействии натрия (2014)

В статье рассматривается математическая модель оксидного катода с учетом воздействия натрия. Приведена методика расчета температурной зависимости работы выхода бариевого катода при адсорбции натрия, которая может быть положена в основу расчета работы выхода ОК с более сложным составом эмиссионного покрытия

МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИНТЕРПРЕТАЦИЯ И РЕПРЕЗЕНТАЦИЯ В КОНТЕКСТЕ СИМУЛЯЦИИ БЫТИЯ (2025)

В статье рассматривается проблема представления познавательных процессов (моделирования, интерпретации и репрезентации) в симуляционной структуре бытия. Антропологический «вектор» познания в симуляционной реальности сместился в неантропологический (вычислительный), противопоставляя человека техническим устройствам. Моделирование рассматривается в симуляции как процесс смысловой подмены при создании постсубъектом копии объекта. Интерпретация - это объяснительный процесс в контексте вычислительных алгоритмов симуляционной реальности. Репрезентация - это процесс представления симуляционного бытия в виде «пустых», «обнуленных» кодов и знаков.

КОМПЕТЕНТНОСТНАЯ МОДЕЛЬ СПЕЦИАЛИСТА (2026)

В данной статье автор рассматривает одну из наиболее актуальных проблем современного высшего образования в России, заключающуюся в подготовке компетентного специалиста высшего профессионального образования, отвечающего потребностям современного рынка труда и обладающего такими качествами, как ответственность, способность к эффективной работе по специальности, готовность к постоянному профессиональному росту, а также удовлетворение своих потребностей как личности в получении соответствующего образования. Для подготовки специалистов соответствующего уровня, перед высшими учебными заведениями стоит задача перехода от квалификационной модели специалиста к компетентностной. Для исследования компетентностной модели специалиста автор статьи анализирует разницу между такими понятиями, как «компетенции» и «компетентность», а также подчеркивает важность формирования модели организации образовательного процесса и необходимость управления процессом усвоения знаний студентами, прибегая к современным формам контроля.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ КУЛЬТУРЫ БЕЗОПАСНОГО ПОВЕДЕНИЯ В СИСТЕМЕ ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ: ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ (2025)

Вопросы обеспечения безопасности обучающихся являются первостепенными для современной школы, педагогической деятельности. Эффективное решение данной задачи возможно только в том случае, если наряду с организацией безопасного пространства в образовательных организациях, соблюдением школой требуемых норм и правил обеспечения безопасности будет осуществляться работа по формированию у обучающихся культуры безопасного поведения, если у школьников будут сформированы внутренние регулятивы, обеспечивающие их безопасность. Это особенно важно в условиях информационного общества, возникновения новых типов угроз в современном мире, связанных с локальными войнами, экологическими катастрофами, проявлениями экстремизма и терроризма, возникновением новых видов экстремальных развлечений (зацеперы, руферы, диггеры, сталкеры и пр.), информация о которых доступна школьникам в сети Интернет и т. д. Склонность подростков к рискованному поведению, их желание попробовать себя в ситуациях риска, потребность в самоутверждении, желание доказать сверстникам свою способность ответить на вызовы требуют создания в образовательных организациях устойчиво функционирующих моделей формирования у школьников культуры безопасного поведения, разработки эффективных педагогических технологий.

Материалы и методы. Проведен анализ зарубежного опыта в области формирования у обучающихся культуры безопасного поведения. Глубина анализа - пять лет (2020-2024 годы). Осуществлена поисковая работа материалов по теме исследования в зарубежных изданиях (более 30 научных журналов), сформирован пакет актуальных научных статей, характеризующих состояние разработанности проблемы в науке и практике зарубежных стран (США, Австралии, Великобритании и других европейских стран). С учетом состояния разработанности проблемы в отечественной педагогике выбраны материалы зарубежных авторов, представляющие интерес для проектирования перспективных моделей формирования культуры безопасного поведения школьников в российской системе образования. Обсуждение. Современные исследования в США, Австралии и Великобритании показывают, что эффективное формирование у школьников культуры безопасного поведения требует комплексного подхода и системной интеграции соответствующих программ в учебный процесс. В работах зарубежных авторов особое внимание уделяется интеграции тематики безопасности в учебные программы, современным методам работы со школьниками, роли учителей и родителей в формировании культуры безопасного поведения, акцентируется важность формирования у школьников навыков адекватного поведения в ситуациях риска.

Заключение. В качестве основных подходов к формированию культуры безопасного поведения у школьников в современных зарубежных исследованиях предлагаются следующие: системность и непрерывность на протяжении всего периода обучения; практикоориентированность с использованием интерактивных методов; активное вовлечение учащихся через проектную и волонтерскую деятельность в обеспечение безопасности; взаимодействие школы с родителями и социальными партнерами; применение современных информационных технологий; регулярный мониторинг и обновление образовательных программ, ориентированных на формирование у школьников культуры безопасного поведения. Адаптация данных подходов к условиям отечественной системы образования с учетом национальных особенностей может стать основой для совершенствования работы российских школ в целях формирования у обучающихся культуры безопасного поведения.

Оценка состояния здоровья студентов с применением модели измерения Георга Раша (2026)

В условиях тотальной цифровизации различных сфер человеческой жизни проблеме здоровья студенческой молодёжи уделяется повышенное внимание. Поэтому выбранная нами тема является актуальной.

Цель работы: определение показателей «уровень здоровья» студента и «значимость» вопросов теста с применением модели измерения Георга Раша.

Материалы и методы. Для получения первичных данных проведено тестирование более 450 студентов г. Омска в возрасте 18–20 лет в 2020 и 2025 гг. Обработку и анализ полученных дихотомических данных осуществляли с применением модели измерения Г. Раша, которая представляет собой визуальное отображение результатов наблюдений исследуемого латентного свойства человека и значимости элементов теста на общей логарифмической шкале.

Результаты, получаемые на основе метода измерения Г. Раша, имеют хорошую визуализацию и апробированы в ходе многочисленных экспериментов в России и за рубежом. Результаты. При сопоставлении показателей обнаружено, что студенты в 2025 г. по сравнению с 2020 г. чаще принимают лекарственные препараты без назначения врача; число простудных заболеваний практически не изменилось; питание стало регулярней, но частота замены полноценного обеда фастфудом увеличилась. Возросло число студентов, занимающихся спортом, но число студентов с вредными привычками осталось на прежнем уровне. Число студентов с уровнем здоровья «очень близким к хорошему» в 2025 г. значительно увеличилось по сравнению с 2020 г.

Ограничения исследований. Анкетирование ограничено опросом студентов г. Омска.

Заключение. Полученные результаты могут быть использованы административными структурами в сфере молодёжной политики региона для принятия управленческих решений в области здравоохранения и проведения профилактических мероприятий по укреплению здоровья студентов.

СУЩНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОНЯТИЯ "ГРАЖДАНСКОЕ СОЗНАНИЕ ШКОЛЬНИКОВ-СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ САМБО" КАК ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ КАТЕГОРИИ (2025)

В статье дано обоснование актуальности выделения гражданского сознания подростков-спортсменов, занимающихся самбо, в качестве самостоятельной категории; обозначены и раскрыты теоретические и нормативные основания для формулирования определения понятия «гражданское сознание школьников-спортсменов, занимающихся самбо», включающие анализ подходов к определению терминов «сознание» и «гражданское сознание»; выявлены возрастные, психологические и ценностно-смысловые факторы влияния на формирование мировоззрения школьников, занимающихся самбо; проведен обзор нормативных правовых актов, определяющих содержание воспитания юных спортсменов-самбистов. Основным результатом статьи явилось представление дефиниции исследуемого понятия, его структуры и специфики, отражающей важность совмещения в аксиосфере подростков-спортсменов ценностей гражданственности и ценностей самбо как вида спорта, составляющего национальное достояние России.

Моделирование плотности потока радона в зависимости от температуры и влажности воздуха (на примере аномальной зоны горы Бештау) (2026)

Актуальность работы. Изучение механизмов переноса радона и выявление аномалий, таких как на горе Бештау (Кавказские Минеральные Воды), где зафиксированы экстремально высокие значения плотности потока радона (ППР) с поверхности грунта, критически важно для оценки радиационного риска. Основной источник поступления радона в здания – грунты основания здания, особенно в зонах геологических разломов, где возможен конвективный перенос. Цель исследования. Целью исследования является разработка математической модели для прогнозирования плотности потока радона на основе метеорологических и других параметров, имеющих потенциальное влияние на поступление радона из горных пород в атмосферный воздух. Исследование направлено на анализ влияния температуры и влажности воздуха на ППР в выявленной радоновой аномалии на западном склоне г. Бештау. Методы работы. Для анализа использовались данные измерений ППР, температуры и влажности воздуха, проведенные в период с 2018 по 2020 годы. На основе этих данных методом множественной линейной регрессии был создан прототип математической модели прогнозирования радоновой активности. Результаты работ. Разработан прототип математической модели, позволяющий прогнозировать значения ППР по температуре и влажности воздуха с достоверностью около 71 %. Проверка модели на независимых данных показала близкое совпадение прогноза с реальным измеренным значением. Установлено, что для повышения точности прогноза необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как атмосферное давление, влажность и температура грунта, а также сейсмическая активность. Начаты работы по интеграции этих параметров в модель. Модель была реализована также и в виде программного обеспечения.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМЫ АКТИВНОЙ БАЛАНСИРОВКИ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ БАТАРЕЙНОГО МОДУЛЯ (2025)

Рассматривается модель схемы активной балансировки литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) на обратноходовых преобразователях, практически не уступающая схемам пассивной балансировки в быстродействии. Модель реализована с использованием Spice-моделей базовых компонентов, таких, как резисторы, ключи и т. д. без привязки к решениям от конкретных производителей, что позволяет повторить результат, с использованием отечественной компонентной базы, устойчивой к факторам космического пространства, что актуально для космической техники. Схемы активной балансировки позволяют проводить балансировку напряжений в ЛИА более энергоэффективно, перераспределяя электрическую энергию между всеми аккумуляторами в батарее. Использование систем активной балансировки на обратноходовых преобразователях позволяет эффективно выравнивать напряжения на аккумуляторах разной емкости, что особенно актуально для космических аппаратов на поздних этапах эксплуатации аккумуляторной батареи, когда аккумуляторы в значительной степени подвержены эффектам деградации, а заменить их не представляется возможным.

КОНСТИТУЦИЯ РФ КАК РЕЧЕВОЙ ЖАНР ЯДЕРНОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬНОГО ДИСКУРСА (2025)

КОНСТИТУЦИЯ РФ представляет собою основной речевой жанр (РЖ) ядерной зоны законодательного дискурса (ЗД) РФ. Исходным для моделирования стало понятие ЗД, который понимается авторами как иерархически выстроенная, генерализируемая (обобщаемая) посредством речевых жанров система текстов нормативно-правовых актов. С опорой на юридическую классификацию нормативноправовых актов федерального уровня к ядерной зоне ЗД РФ отнесены следующие речевые жанры: КОНСТИТУЦИЯ РФ, Международный договор, Международная конвенция, Международное соглашение, Федеральный закон, Федеральный кодекс, Указ Президента РФ, Постановление Правительства РФ. КОНСТИТУЦИЯ РФ обладает целым рядом жанрообразующих особенностей: 1) номинация РЖ обладает оценочностью и антропоморфностью, что было установлено на основе проведения антропометрического исследования (свободного и направленного ассоциативных экспериментов, эксперимента с использованием метода субъективных дефиниций); 2) образ Автора/Адресата в РЖ КОНСТИТУЦИЯ РФ является конвергентным (конвергентность трактуется как сближение или совпадение двух и более сущностей), что проявляется в аутодиалогичности. Совокупный образ Автора/Адресата соотносится с оппозицией ГРАЖДАНИН – ГОСУДАРСТВО, которая обладает жанрообразующим потенциалом и даёт «портрет на фоне»; 3) диктумность, связанная с понятием общественного договора и скоррелированная с деонтической модальностью, отражает функцию воздействия (по В. В. Виноградову); 4) аксиологичность текста Конституции РФ эксплицируется, в частности, за счёт использования мелиоративной лексики, что не свойственно официально-деловому функциональному стилю