Рассматриваются актуальные вопросы, связанные с проблемой расчетов и прогнозирования при выработке солнечной электроэнергии как возобновляемого источника энергии. Для обнаружения проблем выявлены исходные данные для моделирования и их источники. Источники исходных данных для моделирования систематизированы, и для каждого приведен пример. Анализ состояния мирового энергетического рынка и положение государственной политики в области энергетики в России показал, что необходимо уделять внимание вопросам солнечной энергии и решать проблемы прогнозирования выработки электроэнергии. Это связано не только с доступностью ресурсов, но и экологичностью. Рассмотрена классификация существующих моделей и методов прогнозирования выработки энергии солнечной электростанции (СЭС). Существующие методики позволяют производить расчеты по прогнозированию мощности выработки электроэнергии, но приводят средние показатели за год. Требуются новые технологические и инновационные методы для решения существующей проблемы. Представлены ключевые факторы и аспекты внедрения и эксплуатации солнечной электростанции. Главной сложностью в прогнозировании является учет множества нелинейных характеристик. Предложена попытка решить данную проблему. Сделан обзор состояния проблемы и тенденций развития солнечной энергетики, среди которых определены основные проблемы и намечены пути решения.
Системы виртуального окружения активно применяются во многих областях деятельности человека. В частности, широкое распространение получили виртуальные (компьютерные) тренажеры для моделирования и управления сложными механическими системами. Некоторые из таких систем оснащены гидроприводами в качестве исполнительных устройств. В данной работе рассматривается задача моделирования динамики гидроприводов в системах виртуального окружения в масштабе реального времени. Предлагаемое решение этой задачи базируется на подходе, когда осуществляется совместное моделирование динамики гидропривода и системы шарнирно связанных тел. Для этого задействован метод последовательных импульсов, в рамках которого получены ограничения относительно координат и скоростей поршня и двух связанных тел. Идея такого подхода состоит в том, что сначала путем интегрирования уравнений гидравлики с помощью полунеявной схемы Эйлера вычисляется скорость движения поршня без учета нагрузки, а затем эта скорость корректируется с помощью импульса, который обеспечивает ограничения скоростей поршня и двух связанных тел. Предлагаемый подход является итерационным и позволяет реализовать динамику систем шарнирно связанных тел с гидроприводом в масштабе реального времени. Основной результат заключается в том, что разработанный подход является универсальным и позволяет обрабатывать все ограничения в системе тел единым образом. В отличие от других аналогичных методов он не требует громоздких матричных вычислений и решения систем линейных уравнений большой размерности. Апробация в созданном программном комплексе VirSim показала адекватность и эффективность предложенных решений. Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные методы и подходы для моделирования динамики гидроприводов могут быть использованы при реализации тренажеров, предназначенных для обучения операторов навыкам управления роботами, машинами различного типа, механизмами, техникой и т.д.
Представлена методика синтеза проекций полётной палубы авианосца на заданные картинные плоскости с использованием линейных матричных операторов, реализующих афинное преобразование. Показана их связь с кватернионами. Геометрическая модель палубы описана в виде замкнутой ломаной линии, а проекции зависят от параметров конечного участка траектории средства воздушного нападения.
Рассмотрены система мониторинга нагрузки и аварийного предупреждения, разрабатываемая АО «РАА «Спецтехника», и её зарубежный аналог. Представлена математическая модель комплекса автоматического контроля системы мониторинга нагрузки на поверхность, созданная для облегчения процесса определения первоначальной настройки системы. Описаны два способа формирования математической модели, один из которых использует язык программирования MATLAB, а другой - блоки Simulink.
Уязвимость авианосца со стороны верхней полусферы (попадание в полётную палубу) предлагается характеризовать плоским скалярным полем вероятностей попадания. Его расчёт основан на упрощении геометрического силуэта цели системой равновеликих прямоугольников. Визуализация результата состоит в совместном изображении в одном масштабе силуэта полётной палубы и совокупности изовероятностных контуров. Для модели силуэта полётной палубы при использовании нормального распределения двух независимых случайных величин и варьировании значениями рассеивания установлены форма и положение изолиний, а также соответствующие значения вероятностей попадания.
Существующие методы изучения студентами основ радионавигации, радиолокации, систем управления и радиоэлектронной борьбы в рамках обучения по специальности «Радиоэлектронные системы и комплексы» и обучения операторов обзорных радиолокационных станций ограничены по возможностям или при изучении тратится технический ресурс обзорных радиолокационных станций. В данной работе приводится описание разработанной в филиале «Взлет» Московского авиационного института компьютерной модели индикатора радиолокационной станции кругового обзора, которую предполагается использовать при изучении ряда дисциплин, а также обучении операторов индикаторов обзорных радиолокационных станций кругового обзора. Представлена реализация модели в виде частей программного кода, а также результаты экспериментов по моделированию радиолокационной обстановки в простых и сложных помеховых ситуациях. Предложенная модель индикатора обзорных радиолокационных станций кругового обзора обладает большим потенциалом дальнейшего развития по совершенствованию радиолокационной обстановки и приближению её к более реальным обстановкам.
Статья посвящена разработке эффективных численных методов решения прямых задач распространения волн в твердых телах в векторных математических моделях. Итерационные методы решения обратных задач волновой томографии используют на каждой итерации решение прямой задачи распространения волн как в прямом, так и в обратном времени для вычисления градиента функционала невязки. Поэтому решение прямой задачи распространения волн в упругих средах является неотъемлемой частью решения обратных задач волновой томографии. Целью статьи также является определение с помощью методов математического моделирования характеристик волн Лэмба для ультразвуковой диагностики дефектов в тонких пластинах, определение диапазонов значений характерных параметров эксперимента по томографической диагностике в тонких пластинах на волнах Лэмба. Инструментом для проведения математического моделирования являются разрабатываемые численные методы и программы решения прямых задач. Конечной целью исследований является разработка методов решения обратных задач томографического неразрушающего ультразвукового контроля как на волнах Лэмба, так и на объемных волнах.
В статье изучаются процессы образования моделей при взаимодействии молекул очистителя и загрязнителя на примере сероводорода и аспарагина, подчеркивается важность компьютерного моделирования в разработке эффективных методов очистки. Молекулярное взаимодействие между аспарагином и сероводородом исследуется с использованием полуэмпирического метода PM3. Целью работы было выявление в структуре аспарагина активных атомов, с которыми могут взаимодействовать молекулы сероводорода, приводя к формированию соединений с достаточной прочностью. Исследования проводились с использованием квантово-химических вычислений оптимизированных по энергии структур отдельных молекул и их взаимодействий. Поиск минимума полной энергии проводился по всем независимым геометрическим параметрам в процессе полной оптимизации геометрии молекулы. Приведены результаты расчетов основных зарядовых, энергетических и геометрических параметров. Представлена схема активных атомов молекулы аспарагина по отношению к сероводороду, полученная на основе проведенных квантово-химических исследований. Использованные правила позволили среди множества смоделированных адсорбционных комплексов выявить реально существующие. Полученные данные предоставляют новые перспективы для понимания последствий этого взаимодействия в контексте медицинских и экологических исследований.
Разработан новый компактный комплекс спектральной диагностики температуры потока частиц при газотермическом напылении. Кроме того, при регистрации спектров излучения по сравнению предыдущим вариантом комплекса новый комплекс имеет преимущества по апертуре собственных шумов ПЗС-детектора, используемого в спектрометре LR1. Тестирование в имитационных экспериментах подтвердило для математической модели, основанной на свойстве суммируемости (интегрируемости) спектров излучения от отдельных частиц, ее адекватность способу регистрации спектра нового комплекса на основе спектрометра LR1. Для проведения калибровки спектрометра создан прецизионный программируемый источник питания постоянного тока, работающий в двух режимах стабилизации: в режиме стабилизации напряжения на внешнем сопротивлении нагрузки (в диапазоне до 24 В) или в режиме стабилизации тока в цепи нагрузки (в диапазоне до 30 А). Минимальный шаг переустановки значений тока равен 0.001 А, пульсации на нагрузке - не более 0.005 В. Показана возможность использования источника питания совместно с эталонной лампой ТРУ 1100-2350 для калибровки спектрометра LR1. Полученное выражение аппаратной функции искажений оптико-электронного тракта регистратора спектра позволяет корректировать сигналы спектров теплового излучения, регистрируемые спектрометром в различных экспериментах по исследованию спектральных свойств нагретых объектов.
Приведены результаты компьютерного моделирования слоистой структуры TiNi-покрытий на подложках двух разновидностей (из титана и стали марки Steel45). Кроме того, на основе результатов моделирования проведен анализ изменчивости функциональных характеристик покрытий (адгезионная прочность и пористость покрытий, шероховатость поверхности покрытий) при варьировании значений ключевых физических параметров напыляемых частиц в определенных диапазонах. Установлено, что при напылении частиц TiNi на титановую подложку (либо на подложку из стали марки Steel45) технологически приемлемым может быть режим, при котором реализуется сценарий растекания частиц на напыляемой поверхности в виде «растекания и одновременного затвердевания капли на твердой основе». При этом, стабильное образованием сплэтов и покрытий происходит для таких наборов ключевых физических параметров (КФП) частиц TiNi, для которых «коэффициент растекания» напыляемых частиц не превосходит значения 4.5. Анализ параметрических зависимостей адгезионной прочности покрытий от КФП показал, что значительный рост адгезионной прочности TiNi-покрытий в большей степени связан с ростом температуры напыляемых частиц и температуры подложки, а также с увеличением диаметра частиц и практически слабо зависит от скорости частиц. В режиме плазменного напыления (APS) пористость покрытий не превосходит традиционных значений (до 7 - 8%), а для высокоскоростных способов напыления (детонационное и HVOF напыления) - менее 1%. Шероховатость TiNi-покрытий достаточно мала и не превосходит 2 мкм. Такие очень плотные покрытия с малой шероховатостью и высокой адгезионной (и когезионной прочностью) востребованы в индустрии материалов.