Научный архив: статьи

Построена приближенная математическая модель физических процессов в геликонном разряде. Эта модель позволяет найти математические связи между вкладываемой мощностью, параметрами плазмы и электромагнитными полями, возбуждаемыми в цилиндрически симметричном геликоном разряде. На группе экспериментальных и расчетных данных произведена первоначальная верификация отдельных результатов численных расчетов, выполненных с использованием разработанной приближенной математической модели.

В работе рассмотрена возможность работы сварных строу трубок в условиях вакуума. Поведение строу в вакууме рассматривается в рамках теории цилиндрических оболочек. Приведено решение уравнения равновесного состояния строу, описывающее её поведение при действии предварительного натяжения и перепада давления. Решение показывает, что вращение самоподдерживающихся строу происходит за счет момента, действующего на незакрепленные концы. Сделана оценка деформации преднатянутой строу под действием давления. Её натяжение уменьшается пропорционально перепаду давления и коэффициенту Пуассона. Рассмотрено влияние температуры и скорости деформации на механические свойства строу. Указан оптимальный температурный режим для долговременной работы строу в эксперименте.

Предложена методика определения координат отцепов на путях сортировочного парка на основе информации о полном входном сопротивлении рельсовой цепи. Разработаны математическая модель входного сопротивления, где в качестве переменных использованы комплексные амплитуды напряжения и тока на входе черырехполюсника рельсовой линии. Проведены вычислительные эксперименты с использованием разработанной математической модели в условиях изменения первичных параметров рельсовых линий с равномерно распределёнными параметрами - изменении координаты отцепа, и вычислены относительные погрешности определения координат отцепа. Определено, что наибольшая ошибка определения координат наблюдается при нахождении отцепа на дальнем конце рельсовой линии - 975 м. Она достигает более 40 %. Показано, что с уменьшением длины участка контроля до 400-450 м возможно достижение приемлемой максимальной ошибки менее 10 %.

В работе последовательно рассмотрены предпосылки создания импульсных цезий–ртуть– ксеноновых ИК-источников с двумя сапфировыми оболочками. При этом теоретически выявлены факторы, определяющие параметры излучения газоразрядной лампы, сформирована математическая модель и выполнен расчет температурных, плазменных и радиационных характеристик разряда, а также выполнен комплекс экспериментальных, конструкторских и технологических исследований. Полученные результаты расчетных и экспериментальных исследований позволили впервые создать новое поколение отечественных импульсных газоразрядных источников ИК-излучения с разрядом смеси паров цезия, ртути и ксенона, ограниченным системой из двух сапфировых оболочек.

Проведен анализ математических моделей расчета микро- и макрохарактеристик положительного столба разряда в парах ртути низкого давления и люминесцентных ламп. Описаны основные процессы и характеристики, подлежащие учету в математической модели положительного столба люминесцентных ламп. Представлены и описаны радиальные распределения, закономерности и связи, примененные при разработке программы. Разработаны и описаны алгоритм и программа расчета микрохарактеристик плазмы и удельных характеристик положительного столба. Представлены основные формулы применимые для расчета и данные о зависимостях от параметров разряда в виде формул, полученных по экспериментальным результатам зондовых и термопарных измерений в лампах с трубками большого диаметра. Приведена блок-схема программы Lumen–Compact, которая состоит из подпрограмм, выполненных в виде отдельных файлов, позволяющих реализовать определенные этапы расчета.

В данной работе представлена математическая модель для анализа работы модифицированного радиального подшипника скольжения, функционирующего на истинно-вязком смазочном материале. Модифицированная конструкция подшипника отличается нестандартным профилем опоры подшипниковой втулки и наличием полимерного покрытия с осевой канавкой на поверхности вала. Разработанная математическая модель учитывает ключевые факторы, влияющие на работу подшипника: вязкость смазочного материала, параметры конструкции подшипника (включая геометрические характеристики полимерного покрытия с канавками и форму опорного профиля втулки), а также влияние тепловых и механических нагрузок на величину рабочего зазора. Для моделирования гидродинамических процессов в смазочном слое использованы методы вычислительной гидродинамики и численные методы, позволившие получить детальные данные о распределении давления и скорости. В основе математической модели лежат уравнение движения жидкого смазочного материала в приближении «тонкого слоя» и уравнение неразрывности. Валидация модели проведена путем сопоставления результатов расчетов с данными лабораторных испытаний, что подтверждает ее адекватность и применимость для анализа и оптимизации характеристик подобных подшипниковых узлов. Результаты исследования подчеркивают значительную роль ширины канавки в полимерном покрытии и адаптации профиля опорной поверхности под реальные условия эксплуатации. Полученные данные могут быть использованы для проектирования и оптимизации подшипниковых узлов с улучшенными характеристиками трения.

В настоящей статье представлены результаты, служащие методической основой при создании цифрового двойника маслоохладителя системы смазки дизельного двигателя. На первом этапе проведена декомпозиция маслоохладителя на отдельные узлы, а также созданы математическая и компьютерная модели узлов маслоохладителя системы смазки двигателя. На втором этапе проведено численное моделирование гидродинамических и тепловых процессов при работе узлов маслоохладителя с целью верификации и валидации моделей с привлечением экспериментальных данных. На основе результатов расчетов выработаны рекомендации по повышению точности построения математической и компьютерной модели цифрового двойника маслоохладителя, а также предложены подходы к усовершенствованию конструкции.

Рассмотрен вопрос идентификации математических моделей рабочих процессов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Для совершенствования методов управления данными системами необходимо иметь адекватное описание рабочих процессов, которые протекают в них. С точки зрения теории автоматического управления такие системы являются сложными объектами с распределенными параметрами, а рабочие процессы трудно поддаются четкой формализации. В этой связи актуальной является задача идентификации данных систем как объектов автоматического управления. Выполнен анализ методов структурной и параметрической идентификации сложных динамических систем. Показано, что системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха инерционны, в которых регулируемая переменная стабилизируется на некотором значении, а переходные процессы имеют не колебательный вид и характерное запаздывание. Рекомендована идентификация математических моделей рабочих процессов данных систем передаточными функциями апериодических звеньев первого и второго порядков с запаздыванием. Авторами представлен пример математической модели отопительно-вентиляционной системы в виде передаточной функции для температуры в значимой (рабочей) зоне помещения по мощности теплового потока приточного воздуха.

Данная статья посвящена анализу макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли. Сектор трубопроводного транспорта играет основополагающую роль для функционирования российских нефтегазовых компаний, поскольку системы нефтегазовых трубопроводов обеспечивают экономически эффективную, устойчивую, надежную транспортировку энергоносителей. Нефтегазовая отрасль РФ составляет отраслевую основу формирования ВВП РФ, экспортной выручки при транспортировке нефтегазовых ресурсов. При этом трубопроводные системы представляют собой ключевой инфраструктурный объект, с помощью которого можно объединить процессы добычи, переработки и экспорта нефтегазовых ресурсов. Тем не менее, современное развитие сектора трубопроводного транспорта обусловлено разнообразием макроэкономических детерминантов, которые целесообразно проанализировать в рамках данного научного исследования. Усиление международного санкционного давления на современное развитие нефтегазового сектора, топливно-энергетических компаний РФ предполагает переориентацию логистических маршрутов транспортировки энергоносителей, уменьшение зависимости российских нефтегазовых компаний от европейских рынков. Устойчивое развитие нефтегазовых трубопроводов зависит от стабильности рыночной конъюнктуры, проявлений воздействия международных санкций, скорости перехода к возобновляемым источникам энергии. Цель исследования - разработка стратегических направлений инвестиционной деятельности в секторе трубопроводного транспорта нефтегазовой отрасли РФ на основе результатов анализа макроэкономических детерминантов. Основные результаты исследования: 1) построена модель анализа макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли РФ; 2) приведены результаты анализа воздействия международных санкций на транспортную логистику в нефтегазовой отрасли РФ (переориентация экспортных потоков нефтегазовых ресурсов, результат которой состоит в уменьшении зависимости нефтегазовых компаний от европейских сырьевых рынков); 3) отражены результаты разработки стратегических направлений инвестиционной деятельности в секторе трубопроводного транспорта нефтегазовой отрасли РФ, исходя из действующих национальных проектов и программ бюджетного финансирования нефтегазовой отрасли РФ. Материалы исследования: статистические данные Росстата, отраслевых ассоциаций ТЭК РФ за 2015-2024 гг., крупнейших корпораций топливно-энергетического, нефтегазового сектора, угольной промышленности за период 2022-2024 гг.

Методы исследования: систематизация, сравнительный анализ, сопоставительный анализ, анализ статистических временных рядов, обобщение, экономико-математическое моделирование, абстрактно-логический метод, индукция, дедукция, системный подход к экономическому анализу, концептуализация и алгоритмизация данных, графическая и табличная визуализация данных. Основные выводы исследования: 1) представленная математическая модель анализа макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли РФ способствует количественной оценке воздействия значимых макроэкономических детерминантов на современное развитие сектора трубопроводного транспорта в РФ. Математическая модель анализа учитывает нелинейность пороговых значений цен на нефтяные ресурсы, является адаптивной к рыночной волатильности в нефтегазовом секторе, а также может быть интегрирована в отраслевую стратегическую концепцию современного и перспективного развития организаций топливно-энергетического сектора. Результаты построения математической модели показали, что региональная специфика в значительной мере воздействует на уровень инвестиционной привлекательности нефтегазовых трубопроводов, Восточное направление транспортировки энергоносителей отражает максимальную устойчивость сбыта, экспорта для отечественных организаций нефтегазового сектора РФ, при этом Европейское направление транспортировки энергоносителей наиболее чувствительно к международным санкциям; 2) воздействие на сектор трубопроводного транспорта нефтегазового сектора РФ международных санкций обусловливает потребность в переориентации экспортных потоков нефтегазовых ресурсов в целях уменьшения зависимости от европейских рынков энергоносителей. Авторами были представлены предложения по практической апробации новых логистических маршрутов экспорта нефтегазовых ресурсов в 2025-2027 гг.; 3) на основе результатов анализа макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли РФ авторы представили стратегические направления инвестиционной деятельности в секторе трубопроводного транспорта нефтегазовой отрасли РФ с учётом реализации направлений государственной поддержки по субсидированию процентных ставок привлеченных ресурсов частными инвесторами, национального проекта «Инфраструктура для жизни» на период до 2030 года: механизм совместного финансирования проектов строительства и эксплуатации нефтегазовых трубопроводов, их ориентация на Восточно-Азиатское направление в рамках необходимости обеспечения технологического суверенитета нефтегазовой отрасли.

В статье представлены основные компоненты математической модели, представляющей процесс работы при создании информационной системы. Разработка автоматизированных информационных систем требует значительных затрат как ресурсов, так и времени. Процесс разработки автоматизированной информационной системы состоит из ряда этапов, требующих тщательного планирования и управления, а именно анализа требований к системе, проектирования, программирования, отладки, внедрения и сопровождения. Оценка трудоемкости этапов программирования и отладки основана на подходе М. Холстеда и составляет 60–70 % от общих затрат на разработку информационной системы. Задачи, решаемые в данном исследовании, позволяют сделать шаг в направлении повышения уровня автоматизации информационных систем. Реализация математической модели оптимизации работ позволит повысить общий уровень автоматизации разработки

Целью нашего исследования является создание алгоритма дифференциальной диагностики легочного туберкулеза и саркоидоза на основе анализа фенотипических изменений клеток приобретенного иммунитета, циркулирующих в периферической крови.

Разработка компьютерных моделей ортопедических изделий позволяет добавить в арсенал травматологаортопеда цифровой инструментарий, позволяющий рассчитать биомеханические последствия выбранной тактики реконструктивно-восстановительного лечения. Так, при использовании метода наружной чрескостной фиксации с помощью цифрового двойника аппарата Илизарова модификации Багирова оперирующий хирург на предоперационном этапе может оценить влияние выбора компоновки аппарата на риск возможной дестабилизации взаимоотношений костных фрагментов. Клиническими показаниями к использованию аппарата Илизарова модификации Багирова являются переломы костей голени, которые составляют до 45 % случаев от всех переломов длинных костей скелета человека. Сращение переломов сопровождается большим числом осложнений, поэтому проблема улучшения результатов лечения пациентов с указанной травмой по-прежнему актуальна для современной травматологии и ортопедии. Использование аппаратов наружной фиксации позволяет также обеспечить стабильно-функциональную фиксацию костных фрагментов для устранения сложных деформаций костей конечностей. Применение компрессионно-дистракционных аппаратов позволяет расширить потенциальное использование аппаратов наружной фиксации для решения задач дистракционного остеогенеза. Биомеханические взаимоотношения в системе «кость – аппарат» являются значимым фактором, позволяющим объективизировать компоновку аппарата и режим двигательной реабилитации в раннем послеоперационном периоде. В рамках проведенного исследования была построена математическая модель аппарата Илизарова модификации Багирова и с помощью метода конечных элементов рассчитано напряженно-деформированное состояние компонент конструкции аппарата при модельных нагрузках. Для валидации построенной компьютерной модели был проведен натурный эксперимент на универсальной испытательной машине Walter+Bai AG LFM-50. Исследуемая конструкция была подвергнута осевому сжатию нагрузкой до 1000 Н. В результате проведенного сравнительного анализа резистентности аппарата осевому сжатию, выявлено, что результаты расчета методом конечных элементов с достаточной точностью описывают результаты эксперимента. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными позволяет утверждать, что предложенная компьютерная модель корректно описывает механическое поведение исследованного медицинского изделия и может быть использована при проведении вычислительных экспериментов для оценки функциональности различных компоновок аппарата