Научный архив: статьи

Рост цен на редкоземельные металлы и растущее применение постоянных магнитов привел к возобновлению интереса к созданию новых магнитных материалов. Перспективным направлением поиска стали не содержащие редкоземельных элементов материалы на основе системы железо-олово, получаемые методом твердофазного синтеза. Решающее значение при их синтезе имеют диффузионные процессы. Исследованы диффузионные процессы при реакционном синтезе магнитных материалов на основе интерметаллидов системы железо-олово с повышенными термомагнитными свойствами. Синтез производится при нагреве реакционной зоны электрическим током высокой плотности до температур, превышающих температуру плавления олова. Методом математического моделирования проанализировано влияние геометрических размеров реакционной зоны на тепловые режимы и интенсивность диффузионных процессов системы железо — олово при их электротермической обработке. Выполнен анализ расчетных данных по диффузии олова в железо в процессе реакционного синтеза интерметаллидов системы железо-олово в условиях длительного электротермического воздействия. Установлено, что изменение геометрических размеров тигля существенно влияет на температурные режимы и активность диффузионных процессов. Поддержание пропорций тигля обеспечивает согласованное распределение силовых линий электрического тока внутри тигля и заданный температурный режим синтеза, тем самым облегчая получение воспроизводимых результатов. Результаты исследований могут быть использованы при прогнозировании условий получения новых функциональных магнитных материалов.

Одной из причин нарушения качества электроэнергии является возникновение в трехфазных электрических сетях несимметричных режимов работы, которые сопровождаются появлением в этих электросетях токов и напряжений обратной и нулевой последовательностей. В статье рассматриваются вопросы, связанные с режимами работы систем электроснабжения при возникновении несимметрии фаз. Приведены сведения по таким режимам с примерами суточных графиков электрических параметров в электрической сети с несимметричным режимом. Показана возможность определения мест возникновения несимметричных режимов (электрическая сеть энергоснабжающей организации или же электросеть потребителя электроэнергии) с использованием значений фазных токов и напряжения нулевой последовательности. Приведенные результаты компьютерного моделирования двух режимов работы исследуемой системы электроснабжения показывают возможность использования для мониторинга мест возникновения несимметрии нагрузки и появления в электрической сети напряжения обратной последовательности (сеть потребителя или сеть энергоснабжающей организации) данного напряжения и контроля фазных токов. Для этой цели необходимо использовать значения токов фаз с одновременным контролем напряжения обратной последовательности. Совместное применение таких параметров позволит хотя бы в первом приближении определить место появления несимметрии напряжений - либо электрическая сеть энергоснабжающей организации, либо электросеть потребителя электроэнергии в случае возникновения напряжения обратной последовательности и приближения данного напряжения к недопустимым значениям.

В работе представлено описание теоретической модели расчёта спектров фотолюминесценции структур на основе CdxHg1-xTe (КРТ), выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и содержащих потенциальные и квантовые ямы (КЯ). В основу модели положен расчёт зонной диаграммы посредством самосогласованного решения уравнений Пуассона и Шрёдингера. Особенностью представленной модели является, в частности, то, что при расчётах была учтена зависимость электронного сродства от состава КРТ.

В статье анализируется влияние современных цифровых инструментов, включая трехмерную визуализацию, на правовой статус медицинской услуги, права и обязанности пластического хирурга и пациента, а также на вопросы юридической ответственности клиники пластической хирургии. Особое внимание уделяется проблемам правовой квалификации предполагаемого результата пластической операции и потенциальным рискам возникновения медицинских споров.

Целью исследования является выявление правовых проблем, возникающих при использовании компьютерных технологий в деятельности пластического хирурга.

По результатам исследования автор пришел к выводу, что применение компьютерных технологий существенно повышает качество и прозрачность оказания медицинских услуг, однако одновременно формирует новые юридические риски, связанные с интерпретацией цифровых данных, защитой персональной информации и распределением ответственности за неблагоприятные исходы лечения. Автором обосновывается необходимость разработки более четких правовых механизмов, регулирующих использование компьютерных технологий в пластической хирургии.

Рассмотрены основные проблемы при разработке системного функционала имитационных компьютерных моделей. Проанализированы требования, обеспечивающие удобство и надежность эксплуатации модели при снижении трудозатрат на разработку за счет унифицированного программного обеспечения управления, интерфейса и обработки исходных данных и результатов расчетов модели.

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.