Описан процесс создания автоматизированной информационной системы для организаций, работающих в автодорожной сфере с использованием CASE технологий. Рассмотрен первый этап Жизненного цикла – анализ предметной области в аспекте моделирования бизнес процессов, связанные с приобретением, обслуживанием, движением и поверкой приборов и оборудования. Представлены диаграммы: бизнес вариантов использования, вариантов использования и деятельности на языке UML.

Ключевые слова: приборы, оборудование, измерения, испытания, метрологическая поверка, объектно-ориентированный подход, диаграммы деятельности, диаграмма вариантов использования, Microsoft Visual Studio 2012

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Решена задача о распространении нелинейных поверхностных волн в намагничивающейся жидкости бесконечной глубины. Зависимость частоты колебания волны от величины напряженности магнитного поля приведена на графиках. Найдены траектории движения частиц жидкости. Исследовано влияние магнитного поля на высоту волны. Результаты исследования могут быть использованы для расчета различных технических устройств и технологических процессов.

Ключевые слова: поверхностные волны, намагничивающаяся жидкость, магнитное поле, волновое число, частота колебания волны, напряженность магнитного поля

01.04.11 - Физика магнитных явлений , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведено численное моделирование распределения температуры при нагреве (отжиге) импульсным Nd:YAG лазером пленки аморфного кремния (a-Si) на поверхности AZO-стеклянной подложки. Моделирование осуществлялось на основе численного решения уравнения теплопроводности в программе Matlab для определения плотности энергии лазерного излучения необходимой для кристаллизации пленки a-Si. Для длины волны 1064 нм получено, что температура на поверхности пленки a-Si достигает максимальной величины в момент времени 146 нс при лазерном импульсе с Гауссовой временной формой. Показано, что для кристаллизации пленки a-Si толщиной порядка 800 нм лазерным излучением с наносекундной длительностью импульса оптимальная плотность энергии составляет 600-700 мДж/см2, когда температура по толщине пленки a-Si соответствует 550-1250 °C.

Ключевые слова: Численное моделирование, лазерный отжиг, распределение температуры, пленка a-Si, солнечный элемент

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах

В работе описана регрессионная модель изменения ледовитости Белого моря, полученная на основе спутниковых данных NSIDC. Изменения ледовитости Белого моря математически описано полиномом 6-ой степени, качество которого характеризуется коэффициентом детерминации 0.78. На основе полученной математической модели установлены сроки и длительности фаз ледового режима Белого моря, а также дан анализ скорости формирования и разрушения ледовых образований.

Ключевые слова: ледовитость, ледовые явления, регрессионная модель, Белое море, спутниковые данные NSIDC

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье проведено численное исследование теплоотвода с изменением агрегатного состояния масла. Моделирование проводилось в САПР Ansys Fluent для двух режимов, статический - при постоянном нагреве масла с температурой 340К и динамический, при котором температура нагрева менялась в зависимости от времени с 340К до 270К. Передача тепла при изменении агрегатного состояния вещества широко применяется в тех случаях, когда необходимо достичь максимальной эффективности теплообмена. При этом энергия тратится на фазовый переход вещества, например на испарение из жидкой фазы. Преимуществом описанной в работе конструкции теплоотвода является довольно большая скорость теплопере¬дачи, большая стойкость к различным воздействиям, в том числе и механическим, обеспечивающееся в первую очередь простотой конструкции, устраняющая недостатки классических конструкций, которыми являются громоздкость (наличие внешнего охлаждающего контура) и ограниченность скорости теплопереноса.

Ключевые слова: теплоотвод, численные методы, агрегатное состояние, вычислительный эксперимент, эффективность теплообмена

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах

В статье авторами произведен вычислительный эксперимент в САПР Ansys Fluent по исследованию эффективности теплоотводящей поверхности с точки зрения снижения температуры теплонагруженного источника. Обеспечение оптимальных тепловых режимов изделий электронной техники является одной из важнейших проблем конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Повышение температуры изделия электронной техники значительно снижает надежность их работы. Работа посвящена численному моделированию эффективности теплоотводящей поверхности штыревого радиатора с внутренним источником тепла. Сделан вывод о неэффективности выполнения теплоотводящей штыревой поверхности, не вся поверхность является равноэффективной.

Ключевые слова: тепловой режим аппаратуры, штыревой теплоотвод, численные методы, аэродинамический поток

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах

Исследование взаимодействия электромагнитного излучения с молекулярными системами дает большую часть информации об их структуре и свойствах. Интерпретация экспериментальных данных напрямую определяется знанием структуры энергетических уровней и ее изменением при переходе данных систем в возбужденное состояние. Ключевой задачей методов расчета молекулярных орбиталей возбужденных состояний является точное описание возникающих вакансий молекулярного остова, приводящих к радиальной релаксации электронной плотности. В работе предложен метод точного описания электронной плотности молекулярной системы вблизи ее ядер, обеспечивающий решения задачи медленной сходимости молекулярных орбиталей в одноцентровом представлении. Реализация вычислительной процедуры рассмотрена на примере двухатомной молекулы фтороводорода. Проведена оценка энергетических характеристик основного и ионизированных состояний молекулы.

Ключевые слова: одноцентровый метод, молекулярная орбиталь, возбужденное состояние, ионизированное состояние, глубокая оболочка

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе рассматривается применение метода оптического гетеродинирования для обработки сигналов приемного устройства. Моделирование разработанной схемы проводилось в среде OptiSystem. Так же представлены результаты моделирования, поясняющие принцип работы данной схемы.

Ключевые слова: оптическое гетеродинирование, радиочастота, L-диапазон, спектр сигнала

05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе представлен обзор существующих расчетных схем и техника получения угловых частей матричных элементов операторов спектроскопических величин с обсуждением случаев сложных электронных конфигураций, содержащих неэквивалентные электроны. На примере конфигурации с четырьмя незаполненными электронными оболочками показана высокая результативность техники построения волновых функций произвольных электронных конфигураций, основанная на комбинации детерминантного подхода Слэтера и процедуры последовательного связывания орбитальных и спиновых моментов на основе коэффициентов Клебша-Гордана в приближении LS–связи.

Ключевые слова: детерминант Слейтера, коэффициент Клебши-Гордана, орбитальный угловой момент, спиновый момент, 3j-симовол, генеалогический коэффициент, LS-связь

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Для сравнения долговечности существующих шаровых опор (ШО) с полимерным гомогенным элементом с долговечностью модифицированных опор построены модель ячейки с усреднённым размещением модификатора в подложке ШО и модель приведения многослойного корпуса ШО к эквивалентному однослойному; выполнены расчёты контактного давления, контактных деформаций и напряжений. При расчёте учтены реологические и физико-химические свойства компонентов подложки ШО и модификатора, влияние внешней среды. В результате расчетов было установлено, что во всех точках контура материал испытывает двухосное плоское двухмерное напряжённое состояние, называемое чистым сдвигом с наличием касательных напряжений. Наиболее напряжённой опасной точкой является точка, лежащая в центре площадки соприкосновения деталей.

Ключевые слова: шаровая опора, долговечность, моделирование, полимерный материал, гранула, модифицирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Представлена методика оценки защищенности подвижных наземных объектов от технических средств наблюдения противника в условиях Арктики, выполненная с применением методов теории имитационного моделирования, теории случайных импульсных потоков и теории распознавания образов

Ключевые слова: Защищенность, вероятность, подвижный наземный объект, техническое средство наблюдения, вооружение и военная техника, имитационное моделирование, импульсные потоки, распознавание образов, демаскирующие признаки

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Эритроцит при перемещении по узкому капилляру вытягивается и перекатывается подобно гусенице трактора. Заряды, расположенные на поверхности эритроцита, перемещаются вместе с мембраной и порождают магнитное поле в окрестности мембраны эритроцита, которое может оказывать влияние как на элементы кровотока вне эритроцита, так и на его содержимое, в частности, на атомы железа входящие в состав гемоглобина. Построена трехмерная модель эритроцита. Проведенные расчеты напряженности магнитного поля Н показали, что вращение мембраны эритроцита с расположенными на ней зарядами приводит к существенному перераспределению магнитного поля в окрестности эритроцита. Причем с увеличением частоты вращения мембраны эритроцита неоднородность Н существенно возрастает и может привести к изменению гемодинамики в системе микроциркуляции.

Ключевые слова: математическая модель, эритроцит, узкий капилляр, магнитное поле, микроциркуляция

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматривается задача построения плана работ в виде цепочки управляющих воздействий, изменяющих систему, и методы ее решения. Строится задача нахождения оптимального пути на ситуационной сети с математическим описанием начальных условий и требованиями к результату. Кратко описывается стандартное решение данной задачи: метод нечетких продукций. Рассматриваются основные проблемы метода нечетких продукций. Описывается решение задачи построения цепочки действий оператора на ситуационной сети с помощью механизма динамического программирования. Предлагается комбинированный метод нахождения цепочек действий с процедурным построением ситуационной сети с использованием метода динамического программирования с ограничениями. Описывается первый шаг и шаг l алгоритма решения данной задачи. Рассматриваются преимущества данного метода перед другими/

Ключевые слова: ситуационное моделирование, нечеткие множества, теория графов, теория принятия решений, документация, сложные системы, нечеткая логика, нечеткие ситуационные сети, теория множеств, теория оптимального управления, динамическое программирование

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена проблеме применения искусственных нейронных сетей как одного из методов интеллектуального анализа данных для классификации компетентностей студентов университета при определении учебной специализации. В ней описываются сложности процесса выбора специализации и связанные с этим негативные последствия, а также предлагается подход к решению данной проблемы с применением программных средств классификации. В качестве основы для реализации предлагаемых средств используется система учёта успеваемости студентов на веб-сайте университета г. Тартус, Сирия. В статье приведены критерии отбора данных для формирования обучающей выборки, которая включает в себя успеваемость по некоторым предметам в качестве входных векторов. Значения выходного вектора зависят от оконченной специальность и попадают в обучающее множество только в случае её правильного выбора. На основе указанных данных сформирована структура многослойной искусственной нейронной сети и выбран алгоритм обучения, результаты работы которого отражены на веб-сайте университета в виде советов по выбору будущей специализации, что позволило повысить эффективность учебного процесса.

Ключевые слова: интеллектуальный анализ данных, искусственные нейронные сети, web-дизайн, машинное обучение, классификация

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассмотрена методика моделирования химических процессов в растворе для ячейки идеального смешения в динамических условиях. Если реакция протекает в жидкой фазе без изменения объема реакционной смеси, то систему уравнений накопления и расходования веществ можно выразить через изменение концентрации. Решение системы уравнений динамики позволяет найти концентрации веществ в растворе во время переходного процесса, в конце которого установится новое стационарное состояние при отсутствии внешних воздействий. В качестве модели была предложена система дифференциальных уравнений расходования и накопления веществ в ячейке. Выполнено решение модели в системе MathCAD методами Рунге–Кутта с помощью стандартных функций. В связи с тем, что определение показателей потоков в ячейке дискретно, а изменение протекает достаточно плавно, удобно проводить интегрирование масс веществ через дискретные интервалы времени. Для этого применим один из методов численного интегрирования – метод Симпсона. Сравнение балансов потоков между собой и с реальными физическими потоками на моделируемых объектах, позволяет своевременно определить и скорректировать ошибку, и адаптировать модель к динамически изменяющимся условия проведения процесса. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования и анализа процессов, сопровождающихся химическими реакциями в растворах в динамических условиях.

Ключевые слова: дифференциальные уравнения, ячейка идеального смешения, динамика, модель, материальный баланс, состояние равновесия, нестационарный процесс

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается численное решение задачи о распространении поверхностных волн в слое жидкости на пористом основании. Записаны выражения для декремента затухания и частоты колебаний волны. Показаны зависимости частоты колебаний волны от безразмерных величин, связывающих толщины слоя жидкости и слоя пористой среды. Рассмотрены различные частные случаи. Записано дисперсионное уравнение для бесконечной толщины слоя пористой среды.

Ключевые слова: пористая среда, частота колебаний волны, декремент затухания колебаний волны, ромбоэдрическая упаковка шариков пористой среды

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведено бизнес моделирование социального проекта – портала для управления «Юго-Западным благочинием» г.Ростова-на-Дону. Рассмотрен первый этап Жизненного цикла – анализ предметной области с использованием CASE технологий. Использован язык UML и платформа проектирования Rational Rose.

Ключевые слова: паломнические поездки, виртуальный тур, проектирование информационной системы, объектно-ориентированный подход, Rational Rose, UML, диаграмма Business use case, диаграмма Use case, диаграмма деятельности

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассмотрено внедрение комплексной программы "Рубежный контроль" на примере контрольной и экспериментальной группы. Результаты эфективности данного комплекса ыли доказаны практически и теоретически: увеличилась успеваемость курсантов, а расчеты статистических оценок показали, что рассчитанное значение меньше критического. То есть можно сделать вывод о том, что различия в оценках между экспериментальной и контрольной группами статистически несущественны при данном уровне значимости. То есть, для сравнения были взяты приблизительно равные по знаниям две группы.

Ключевые слова: критерий Стьюдента, математическая статистика, репрезентативная выборка, эксперимент, групповая выборка, экспертные оценки

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данном научном исследовании представлены результаты анкетирования среди группы населения от 18 до 64 лет, из них: 18 мужчин и 32 женщины. Всего было опрошено 50 человек. Объектом исследования является семейное насилие, предметом – агрессивное поведение респондентов в семье. Цель работы: проанализировать агрессивное поведение респондентов в контексте проблемы семейного насилия с помощью социологического опроса и обработки данных в программе PSPP. С помощью семантического дифференциала мы узнали уровень эмоционального отношения к дружным семьям без конфликтов, к семьям с конфликтами и к своей реальной семье. Респонденты по предложенным признакам оценивали свое эмоциональное отношение к разным типам семей. Был составлен семантический портрет и найдены первичные расстояния. Главным образом, 68% опрошенных считает, что существует проблема насилия в семьях, 12% - не считает, что есть проблема, 10% - не знает, 6% и 4% - затрудняются ответить и не задумывались над этим. У большинства респондентов – это 76%, ссоры в семье происходят редко, у 10% - часто, у 2% - очень часто и у 12% никогда.

Ключевые слова: субъективное восприятие, эмоциональные состояния, анкетирование, функции распределения, сравнительный анализ, семантический дифференциал, таблицы сопряженности

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Работа посвящена одному из показателей скрытой семейной агрессии – эмоциональным составляющим семейных установок. В основу исследования положены пилотажные измерения, выполненные анкетированием по методу семантического дифференциала. Всего было опрошено 50 человек, из них 18 мужчин и 32 женщины, в возрасте от 18 до 64 лет. Использовался вариант с калибровкой, респондентов просили охарактеризовать по семантической шкале как реальную, так и идеальные положительную и отрицательную семьи. Образы идеальных конструктов задавали в семантическом пространстве масштаб и направление. В соответствии с подходом Кумбса «идеальной точки» уровень эмоционального восприятия оценивался нами по относительным расстояниям от образа реального объекта, до образов идеальных конструктов. Обработка результатов проводилась для каждого анкетируемого отдельно, а по полученным результатам строились функции распределения уровней эмоционального восприятия по респондентам. Они отражали внутреннюю структуру по группе аффективных составляющих семейных установок. Расчеты проводились в линейном приближении (по полуразности вышеуказанных относительных расстояний) и в рамках нелинейной психосемантической феноменологической модели. В последнем случае, уровни восприятия задаются в виде дифференциальных уравнений, которые решались методом Монте-Карло на пакете многоагентного моделирования AnyLogic. Полученные результаты подтверждают ранее сделанные оценки по усредненным данным. Среднее значение уровня эмоционального восприятия по всей исследуемой аудитории положительно (0,33 по шкале от -1 до +1), что говорит об отсутствии агрессивного поведения для большинства респондентов. Сильно отрицательный уровень (от -0,5 до -1) показали всего 6%, на таком фоне у них может развиваться агрессивное поведение. Еще 6% характеризуются незначительным эмоциональным раздражением в семейной сфере (уровень от -0,1 до -0,3), это промежуточная группа, которая при неблагоприятных условиях может перерасти в группу риска. Для остальной части исследуемой аудитории (88%) эмоциональные отношения в семье не агрессивны, положительны.

Ключевые слова: семантический дифференциал, субъективное восприятие, латентные переменные, психосемантическая феноменологическая модель, эмоциональное восприятие, многоагентное моделирование, функция распределения

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается задача калибровки трехосного датчика ускорений. В качестве исходных данных для калибровки используется ряд измерений, полученных с помощью датчика при его различных ориентациях в пространстве. Считается, что датчик неподвижен для каждого варианта ориентации. Данные измерений усредняются в каждом статическом положении датчика, и полученные усредненные результаты используются в качестве параметров в системе нелинейных уравнений, которые решаются методом Левенберга-Марквардта. Приводятся результаты применения предложенной в статье методики в эксперименте с реальным датчиком, что позволяет проверить ее эффективность.

Ключевые слова: трехосный акселерометр, калибровка датчика, система координат датчика, система координат гравитационного поля, поворот системы координат, матрица преобразования координат, поправочный коэффициент, среднее значение ряда измерений, среднеквадратическая ошиб

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается параметрический метод диагностики насосного агрегата. Описываются общеизвестные методы диагностики, приводится сравнение методов. Параметрический метод позволяет на основе общедоступной информации в технологическом процессе перекачки жидкости определять текущее состояние насосного агрегата. В статье приводится математическая модель системы преобразователь частоты, двигатель, насос. Приводится пример изменения коэффициентов диагностической модели.

Ключевые слова: центробежные насосы, методы, диагностика, параметры, математическая модель, коэффициент, диагностическая модели

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается тонкий круговой диск, материал которого проявляет упругие и пластические свойства при тепловом и силовом воздействиях. В центральной части диска поле температур однородное. На границе диска задано давление и постоянная температура. Принимается приближение плоского напряженного состояния. Рассматривается аддитивная форма связи полных, упругих, пластических деформаций и деформаций при свободном тепловом расширении. Упругие деформации выражаются через напряжения согласно закону Гука. Предлагается линейная аппроксимация зависимости предела пластичности от температуры. Показана возможность нейтрального нагружения центральной области диска и его внешней границы. Особо выделяется условие пластичности Треска.

Ключевые слова: математическое моделирование, упругопластическое тело, плоское напряженное состояние, кусочно-линейные условия пластичности, теория пластического течения, термоупругопластичность

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Для прототипирования алгоритмов управления беспилотным автомобилем предлагается подход к моделированию радиолокационного сенсора, использующего частотный метод, в режиме реального времени. На основе результатов радиолокационного зондирования с помощью серийных автомобильных радаров построена упрощённая модель дорожной обстановки, а также модель отражённого радиосигнала. Предложено комплексное решение задачи моделирования работы радиоволнового сенсора. Приводятся результаты работы программно-моделирующего комплекса.

Ключевые слова: беспилотный автомобиль, система технического зрения, моделирование, автомобильный радар, центр рассеяния, преобразование Фурье, радиолокационное изображение

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Обсуждаются шаги построения алгоритма расчета напряженного и деформированного состояния тонкого кругового диска, испытывающего тепловое и силовое воздействия. В центральной части диска создается однородное поле температур. В рамках теории течения идеального упругопластического тела рассматриваются условия пластичности общего вида. Принимается, что общим для всех условий пластичности является предел пластичности на одноосное растяжение. Установлены зависимости между радиусом диска, температурой центральной области диска и внешним давлением, определяющие возникновение пластических областей. Для кусочно-линейных условий пластичности общего вида определены аналогичные зависимости, когда на упругопластических границах реализуются сингулярные режимы пластичности. Для различных значений входных параметров задачи приведены графики напряжений, эквивалентных напряжений и годографа вектора напряжений.

Ключевые слова: математическое моделирование, упругопластическое тело, плоское напряженное состояние, кусочно-линейные условия пластичности, теория пластического течения, термоупругопластичность

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ