Научный архив: статьи

Устройства на основе линий передачи (ЛП) часто используют в качестве альтернативы безэховым и реверберационным камерам при оценке эффективности экранирования материалов и кабелей, а также уровней электромагнитной эмиссии и восприимчивости небольших радиоэлектронных средств (РЭС) в области электромагнитной совместимости (ЭМС). Одними из конструктивно сложных устройств на основе ЛП являются ТЕМ-камеры. Они представляют собой замкнутую систему сложной геометрической формы конструкции из металла, в которой распространяются поперечные электромагнитные волны, создающие электромагнитное поле с параметрами, регламентированными стандартами для проведения испытаний на ЭМС. Создание подобных устройств на основе ЛП с заданными параметрами и характеристиками зачастую вызывает трудности. Разработанная в данной работе методика позволила на этапе проектирования за счёт комбинирования нескольких видов компьютерного моделирования и вычисления учесть технологические процессы изготовления сложной формы конструкции волноводов из металла. Методика детально описана на примере создания классической симметричной ТЕМ-камеры для испытания объектов РЭС на ЭМС размером до 20×100×100 мм при | S 11| ≤ -21,2 дБ в диапазоне частот до 2 ГГц. Она апробирована при создании устройств на основе ЛП: полосковая линия, малогабаритная ТЕМ-камера и коаксиальная камера с диапазонами рабочих частот до 3, 5 и 12 ГГц соответственно.

Представлен расширенный сравнительный анализ современных программных средств, предназначенных для моделирования различных процессов и систем в широком диапазоне областей - от физики, химии и математики до электротехники и систем управления. Рассматриваются как коммерческие, так и открытые программные платформы, включая COMSOL Multiphysics, Ansys Fluent, MatLab/Simulink, OpenFOAM, DWSIM, LTSpice и др. Особое внимание уделено классификации систем моделирования по области применения, типу лицензирования, уровню абстракции и используемым парадигмам моделирования. Статья подробно анализирует особенности и архитектуру двух российских систем моделирования - МАРС и SimInTech, их функциональные возможности, интеграционные решения, лицензирование, документацию и области применения. Выполнен сравнительный анализ этих отечественных решений с зарубежными аналогами, выявлены их преимущества, недостатки и потенциальные ниши применения. Также обсуждаются ключевые тенденции в развитии средств моделирования, включая рост значимости открытого программного обеспечения, развитие цифровых двойников, интеграцию с ИИ и облачными платформами, а также стандартизацию через такие инициативы, как Modelica, FMI и CAPE-OPEN. Статья представляет интерес как для исследователей и инженеров, так и для преподавателей и студентов технических направлений.

После проведения процедуры боронизации из оптических измерений было установлено, что в числе прочего изменился состав примесей плазмы. Встала задача определения эффективного заряда плазмы. В режиме омического нагрева из значений электрического сопротивления плазменного шнура вычислены значения эффективного заряда плазмы для различных концентраций электронов. Сделаны выводы о влиянии боронизации на значение эффективного заряда плазмы, а также изменении значений эффективного заряда в зависимости от плотности плазмы.

Проведение процедуры боронизации стенок вакуумной камеры привело к тому, что существенно изменился состав плазмы в рабочих импульсах стелларатора Л-2М. Это, в свою очередь, вызвало необходимость вычисления эффективного заряда плазмы. В режиме омического нагрева был измерен эффективный заряд плазмы по проводимости плазменного шнура и из спектра мягкого рентгеновского излучения. Обнаружено сильное влияние боронизации на значение эффективного заряда плазмы. Сравнение значений эффективного заряда плазмы, измеренного двумя способами позволило определить условия, в которых оба метода дают хорошее согласие, и появляется возможность оценивать эффективный заряд плазмы из спектральных измерений.

В статье описан опыт применения компьютерного моделирования при изучении химии студентами педагогических вузов. Компьютерное моделирование один из способов повышения информатизации образования, в том числе и химического. Информатизация образования является социальным заказом к подготовке грамотных и высококвалифицированных специалистов в различных отраслях, а в некоторых случаях и вовсе созданию многофункциональных кадров, которые могут легко ориентироваться в различных сферах. Описана методологическая основа внедрения основ компьютерного моделирования в образовательный процесс. Важно отметить, что разработанные интерактивные задания могут быть использованы при изучении любой химической дисциплины. По мнению автора статьи, использование учебных компьютерных программ способствует повышению эффективности усвоения абстрактных понятий. Результаты проведенного педагогического эксперимента показывают повышение значения коэффициента полноты усвоения химических понятий в экспериментальной группе студентов, по сравнению с контрольной группой

Введение. В статье представлен материал для расширения кругозора и углубления знаний в области моделирования и анализа систем для студентов педагогического университета по направлению 44.03.05 «Педагогическое образование» и профилям «Информатика - с дополнительной специальностью» при изучении тем курса «Компьютерное моделирование», связанных с моделированием систем. Материал имеет отношение и к инженерной практике, и к педагогической деятельности. Рассматриваются вопросы, которые имеют важность при подготовке педагогических кадров для работы в инженерных классах. Эти вопросы составляют обновление содержания курса «Компьютерное моделирование». Рассматривается задача подготовки учителей, которые раскроют перед школьниками суть инженерной деятельности и мотивируют их продолжить образование инженерной направленности. Для достижения этой цели и необходимы глубокие знания предмета и широкий кругозор. При подготовке педагогов следует опираться на основные принципы русской инженерной школы, которые прошли проверку временем и показали отличные результаты: получение фундаментальных знаний в области точных и естественных наук, тесная связь образования и применения этих знаний.

Материалы и методы. Акцентируется внимание на подготовке педагогических кадров для инженерных классов, которые должны иметь четкое представление о роли моделирования систем и системном подходе в современной науке и технике. Подчеркивается необходимость построения обучения на конкретных примерах, имеющих отношение к инженерной практике и тем курса «Компьютерное моделирование.

Результаты. В статье изложен личный опыт автора в рамках созданного курса «Компьютерное моделирование» (Королев А. Л. Компьютерное моделирование. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 230 с.) для указанных выше специальностей с точки зрения ознакомления студентов с методами инженерной деятельности. Подчеркивается важность анализа систем и системного подхода в работе и инженера, и преподавателя.

Обсуждение. Отмечается значимость методов моделирования и анализа систем, системного подхода и для инженерной деятельности, и для преподавательской деятельности. Использование во время обучения современных программных комплексов компьютерного инженерного анализа (САЕ) и работа в технопарке окажет положительное воздействие на формирование кругозора студентов в области инженерного применения методов моделирования и анализа систем.

Заключение. Расширение кругозора и умений будущих учителей-предметников, углубление их знаний в области инженерной деятельности и моделирования гарантируют создание фундамента инженерной проектной деятельности школьников. Для эффективной работы по специальности будущему учителю необходимы знания во многих сферах практической деятельности, в том числе и в инженерной сфере. Это требует постоянного обновления содержания учебного курса «Компьютерное моделирование». Основные положения: - установлены подходы к формированию инженерной культуры и разработаны мероприятия в рамках курса «Компьютерное моделирование» по направлению 44.03.05 «Педагогическое образование», также по направлению 09.03.02 «Информационные системы и технологии» в рамках курса «Моделирование систем» с целью обновления содержания курсов; - определены основные методические и научно-технические особенности моделирования систем в инженерной и педагогической практике, такие как системный подход, моделирование структуры системы, блочно-иерархический метод построения моделей сложных систем, построение и анализ причинно-следственных и структурных моделей, имитационное моделирование, использование современного программного обеспечения.

В работе представлены результаты наблюдения за динамикой накопления ионов примесей по радиусу в поперечном сечении плазмы стелларатора Л-2М. Наблюдения проводились по четырем хордам путем измерения интенсивности мягкого рентгеновского излучения плазмы. Затем вычислялся фактор превышения рентгеновского излучения экспериментальной плазмы над тормозным излучением чистой водородной плазмы. Вычисления были произведены для двух моментов времени, а именно, в начале и в конце квазистационарной стадии импульса СВЧ-нагрева плазмы. Был сделан вывод о динамике накопления ионов примесей по радиусу поперечного сечения плазмы стелларатора.

В работе описана методика, позволяющая измерять величину фактора превышения рентгеновского излучения над тормозным излучением чистой водородной плазмы и, таким образом, количественно оценивать наличие примесей в плазме в течение импульса. Методика основана на измерении полупроводниковыми детекторами интенсивности излучения мягкого рентгеновского излучения (МРИ) плазмы. Выполнено сравнение измерений фактора превышения предлагаемой методикой и традиционной методикой, основанной на измерении спектра МРИ. Представлены результаты наблюдений фактора превышения, измеренного с помощью предлагаемой методики в экспериментах по ЭЦР-нагреву плазмы на стеллараторе Л-2М. Измерения проводились в различных режимах работы установки.

На основе агентного подхода осуществляется учет влияния управляемых факторов и сценарных параметров на выделенные целевые индикаторы, отражающие развитие сложного социально-экономического процесса (языковой ситуации в России и за рубежом). В процессе моделирования получается комплексная оценка результатов конкретного действия институционального механизма, что дает возможность оценивать прямые и мультипликативные последствия принимаемых решений. В статье описана структура модели и приведены результаты многовариантных расчетов по оценке эффективности мероприятий федеральной целевой программы

Статья посвящена исследованию воздействия частоты появления отклонений от рабочих состояний станков на значения агрегированных показателей средствами компьютерного моделирования. Подчеркнуто, что результаты расчетов показывают: даже несколько серьезных отклонений не могут существенно повлиять на точность расчета агрегированных показателей

В статье представлена математическая модель взаимодействия потока сыпучих тел, осуществляющих ударное взаимодействие с упрочняемой поверхностью. Модель позволяет решить деформационную задачу по формированию поверхностного слоя упрочняемой поверхности, характеризующегося однородностью физико-механических характеристик: толщиной, величиной напряжений и характером распределения

Рассматривается применение CAD-моделирования в учебном процессе на примере сборки модуля турбины низкого давления ГТД. Представлено описание разработанной конструкции. Рассматриваются возможности используемой CAD-системы