ivdon3@bk.ru
В настоящей статье рассматривается программно-аппаратный комплекс для исследования аэродинамики и электромеханических характеристик ветроэнергетических установок (ВЭУ) с вертикальной осью вращения. Созданный лабораторный стенд позволяет проводить экспериментальные исследования разрабатываемых ветроэнергетических установок, получать зависимости угловой скорости вращения ротора и потребляемой электрической мощности от скорости ветра. Для демонстрации эффективности работы, рассматриваемой ВЭУ вихревого типа спроектированы и собраны соответствующие макетные образцы ВЭУ мощностей 0,2 кВт и 1,2 кВт, проведены их натурные испытания. Разработанное программное обеспечение позволяет проводить численное моделирование движения ВЭУ с в условиях нестационарного невозмущенного ветрового потокас учетом массо-инерционных характеристик установки и характера момента сопротивления вращению её ротора. Приводятся и сопоставляются экспериментальные и численные результаты, полученные с помощью разработанного программно-аппаратного комплекса. Эти результаты свидетельствуют об возможности использования такого комплекса в качестве эффективного инструмента разработки ВЭУ с вертикальной осью вращения.
Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, экспериментальное исследование, программно-аппаратный комплекс, численное моделирование, численные методы динамики сплошных сред
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассматривается модификация алгоритма и программной реализации прототипа дискретно-поворотного слайсера для подготовки 3D печати на многоосевых принтерах, позволяющие выполнять подготовку печати для большего числа видов моделей изделий по сравнению с исходными алгоритмом и программным прототипом. Предложен подход, предусматривающий выбор одной из нескольких секущих плоскостей на определенных шагах построения послойной модели. Выполнена переработка программного прототипа. Приведены результаты работы прототипа, показывающие работоспособность предложенного подхода.
Ключевые слова: аддитивные технологии печати, 5-осевой принтер, дискретно-поворотный слайсер, выбор секущих плоскостей, центроидная ось, STL-модель, рефакторинг кода, MAPS, WPF, ускорение вычислений
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается характеристики ледниковой зоны и зоны формирования речного стока Таджикистана в связи с изменением климата. Особую рол в условиях изменения климата отводится разработке концептуальной модели оптимального управления по обеспечению водно-энергетической безопасности Республики Таджикистан на организационном, техническом и экономическом уровнях. Целью создание концептуальной модели заключается в управлении крупных водохранилищ многолетнего регулирования по выработке электроэнергии и речного стока, создать условии аккумулирование воды в период половодий и увеличить водность рек в период маловодья. Реализация на практике идеи концептуального модели управления обеспечивает оптимальное управление водно-энергетической системы. Преимуществом модели является переход от командно-административного метода управления на системный метод управления в приделах гидрографических, энергетических и потребительских параметрах.
Ключевые слова: атмосферные осадки, речной сток, таяние ледников, климатические условия, водохранилища, гидроэнергоресурсы, многолетнее регулирования, управления, концептуальная модель, оптимизация
05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается моделирование коррозии материалов в агрессивных средах на основе теории перколяции. С целью выполнения моделирования были разработаны алгоритм моделирования коррозии и программа на языке С++, реализующая этот алгоритм. В тексте работы описываются алгоритм моделирования коррозии, структура реализованной программы, результаты моделирования при различных параметрах. Результатами исследования являются созданные алгоритм моделирования и приложение, выполняющее моделирование процесса коррозии материалов в агрессивных средах на основе теории перколяции согласно разработанному алгоритму, а также строящее картину коррозии, графики зависимости длины границы области коррозии и площади оставшегося материала от шага моделирования.
Ключевые слова: теория перколяции, моделирование коррозии, моделирование физических процессов, метод Монте-Карло, визуализация результатов моделирования
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Предложена математическая модель поверхности очагов деформации как совокупность плоских сечений описанных на основе сплайн функций при профилировании труб в роликах с последующей калибровкой.
Ключевые слова: Математическая модель, очаг деформации, плоские сечения, сплайн функции, профильные трубы
05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассмотрена проблематика цифровизации системы учёта данных и управления техническим состоянием оборудования на тепловых электростанциях. Описано разработанное программное обеспечение (ПО) для автоматизации системы учета данных и визуализации технических параметров надежности котлотурбинного оборудования. Данное предложение позволило внедрить цифровые технологии в процесс учета данных о техническом состоянии оборудования, где впервые в ПО заложена методика автоматического расчёта индекса технического состояния котлоагрегатов. Работа ПО позволяет повысить оперативность выявления отклонений в работе оборудования, проведения ремонтных работ и, следовательно, позволяет снизить вероятность аварийного состояния основного оборудования электростанций.
Ключевые слова: тепловая электростанция, котлотурбинное оборудование, программное обеспечение, техническое состояние, надежность, ремонт
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В последнее время вопросы улучшения экологической ситуации в городской среде стали как никогда актуальными. "Зеленая архитектура" набирает популярность как в России, так и во всем мире. Необходимость такого вида архитектуры возникает потребность повышения качества воздуха и экологических факторов городских условий. Чаще всего для экологизации используют озеленение крыши здания или озеленение фасадов, так называемый вертикальный элемент озеленение, а также озеленение вертикальных поверхностей зданий (фитофасадов).
Ключевые слова: зелёная архитектура, вертикальное озеленение, зелёная стена, плетущиеся растения, зелёные экраны, фитофасады
В статье рассматриваются вопросы представления пространственных данных в рамках метамодели и оценки качества данных. Приводятся дескрипторы описания для частного набора пространственных данных.
Ключевые слова: метамодель, качество пространственных данных, набор дескрипторов оценки, оценка качества
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена совершенствованию обработки данных измерений плотности потока радона с помощью математической обработки. В статье рассмотрено влияние строительных работ на показатели плотности потока радона (ППР). С целью изучения были взяты реальные замеры, проведенные на горно-обогатительном комбинате в Волгоградской области. В статье выполнены построения гистограмм и полигонов частот для замеров, выполненных на разных этапах, а также графики эмпирической функции распределения случайной величины. Они наглядно показали влияние строительства, была подтверждена гипотеза о влиянии глинистых грунтов на выход радона из почвы, а именно доказано что проницаемость приповерхностного слоя грунта является одним из ключевых факторов определяющих пространственное ППР в пределах однородных участков, то есть, проницаемость приповерхностных отложений – один из ведущих факторов, определяющих распределение ППР.
Ключевые слова: радон, загрязнение, ионизирующее излучение, инженерные изыскания, случайная величина, гистограмма и полигон частот, эмпирическое распределение
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Рассматривается задача увеличения скорости кодирования и декодирования кодов Рида-Соломона (RS-кодов). В качестве базовой реализации для сравнения выбрана реализация библиотеки кодирования системы Open JPEG. Данная задача рассматривается для x86-64 окружения. В работе предложены способы повышения производительности как при использовании стандартного набора инструкций, так и при использовании векторных инструкций из наборов SSSE3 и AVX2. Описана методика сравнения быстродействия кодирования/декодирования RS-кодов на примере разработанной библиотеки и базовой реализации в Open JPEG. Проведено экспериментальное исследование взаимосвязи между параметрами RS-кодов, скоростью кодирования/декодирования и набором используемых инструкций. Показано, что для любого RS-кода можно существенно повысить производительность даже на стандартном наборе инструкций. Предложен метод динамического выбора способа ускорения кодирования в зависимости от поддерживаемых целевым компьютером инструкций и параметров используемого RS-кода.
Ключевые слова: помехозащищенное кодирование, коды Рида-Соломона, быстродействие, векторные инструкции
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье предложены схемы и модели, позволяющие за счет использования формальных параметров и процедур расширить возможности когнитивного моделирования и повысить уровень адекватности принимаемых решений по результатам моделирования. В работе представлены различные варианты схем моделирования, что позволяет исследователю выполнить более разносторонний анализ системы, включая анализ динамических воздействий, а также подбор параметров управляющих воздействий, обеспечивающих желаемый уровень реакции системы.
Ключевые слова: динамическое воздействие, управляющее воздействие, моделирование, формально-когнитивная модель, формальная нейрокогнитивная сеть, ф-нейроконцепт
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В представленной работе рассматривается метод реконструкции структурных изображений в эндоскопической оптической когерентной томографии на основе учета спекл-паттернов путём использования операций морфологической эрозии и расширения. Предложенный алгоритм снижения уровня спекл-шумов для повышения качества визуализации в эндоскопической оптической когерентной томографии был практически реализован в среде LabVIEW. Отличительными особенностями предложенного алгоритма является морфологическая обработка В-сканов, фильтрация посредством свертки перед морфологической обработкой В-сканов и многоуровневая фильтрация А-сканов и состоящих из них В-сканов. Серия компьютерных экспериментов показала устойчивое повышение отношения сигнал/шум и контраста получаемых структурных изображений при использовании разработанного алгоритма. Предлагаемый алгоритм снижения уровня спекл-шумов на структурных изображениях может быть использован в медицинских технологиях для визуализации внутренней структуры полостей и трактов организма.
Ключевые слова: спекл-шум, оптическая когерентная томография, эндоскопические системы, структурное изображение, морфологическая эрозия, уменьшение спеклов, глубина зондирования когерентности
В основу работы положены результаты пилотажного анкетирования, проведенного среди студентов Грозненского государственного технического университета в конце 2019 года. Анкета состояла из двух частей. Предназначенных для измерения аффективной и когнитивной компонент рассматриваемых установок. Исследование эмоционального отношения студенчества к дружбе отражено в предыдущей работе. Настоящая статья посвящена анализу когнитивного восприятия данного социального феномена. Приведены также результаты сопоставительного анализа этих двух компонент установок. Для измерения когнитивного отношения к дружбе использовалась технология, известная как тестовая традиция в социологии. Студенты оценивали этот параметр по 11 первичным характеристикам. Дальнейшая обработка проводилась на базе модернизированного нами метода анализа иерархий. В отличии от общепринятой технологии иерархическая структура приоритетов не задавалась заранее. Приоритеты последующего уровня определялись параллельной факторизацией параметров нижележащего уровня. Получено, что 11 первичных параметров сводятся к трем факторам следующего уровня, которые в свою очередь формируют интегральный показатель когнитивного восприятия дружбы. Выявленная иерархическая структура отражает различные стороны такого когнитивного восприятия. В работе приведены функции распределения полученных факторов.
Ключевые слова: дружба, когнитивная составляющая установок, тестовая технология, метод анализа иерархий, факторизация, интегральный показатель когнитивного восприятия, функции распределения по респондентам
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
На территории Пермского края расположено большое количество залежей карбонатных горных пород. Их применение в различных отраслях промышленности ограниченно из-за высокого количества примесей, поэтому для расширения области применения местных карбонатных горных пород предлагается использовать химические методы получения осажденного мела, которые были рассмотрены в статье. Наиболее рациональным представляется использование метода карбонизации гидроксида кальция углекислым газом. Реализация данного метода возможна на заводах по производству товарной извести, что позволит не только решить важную экологическую проблему выброса углекислого газа на подобного рода производствах, но и даст возможность расширить рынок сбыта высококачественного карбоната кальция, востребованного различными отраслями промышленности.
Ключевые слова: карбонат кальция, химически осажденный мел, известь, оксид кальция, гидроксид кальция, углекислый газ, карбонизация, товарная известь
С использованием конечных разностей выполнен переход от дифференциального уравнения второго порядка к разностному уравнению для описания динамики интегрального показателя качества продукции. Определены соотношения между коэффициентами разностного уравнения динамики качества и уравнения авторегрессии второго порядка для интегрального показателя качества. На основе экспериментальных данных по динамике интегрального показателя качества обоснована адекватность его описания линейным дифференциальным уравнением второго порядка, а также связанных с ним линейным разностным уравнением и уравнением авторегрессии. Выполнен анализ результатов деятельности трех российских предприятий по обеспечению качества производимых ими троллейбусов с использованием обобщенного аналога коэффициента чувствительности, отношения средней величины управляющего воздействия к его размаху и коэффициента пульсации. Рассмотрена связь результатов деятельности этих предприятий с их дальнейшим жизненным циклом.
Ключевые слова: динамика качества, метод конечных разностей, авторегрессия, интегральный показатель качества
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ