ivdon@ivdon.ru
В данной работе рассматривается процесс разработки игры, наподобие поиска предметов, для мобильных устройств, работающих на базе ОС Android, с помощью MIT App Inventor. Разработан алгоритм игры, приведены блоки кода. Статья предназначена для школьников и студентов, увлекающихся программированием, и будет полезна для преподавателей информатики, при использовании на дополнительных занятиях или организации проектной и исследовательской деятельности школьников и студентов по информатике.
Ключевые слова: MIT App Inventor, мобильные приложения, обучение созданию мобильных приложений, дополнительное образование детей, поиск предметов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Проблема создания полупроводниковых терморезисторов (ПТР), способных рассеивать большие количество тепла является актуальной задачей полупроводниковой техники. В статье проведен краткий анализ возможностей использования мощных ПТР, исследована картина распределения тепловых полей в массе терморезистора при определенных граничных и начальных условиях. Показано, что при подборе материала терморезистора необходимо особое внимание уделять удельной теплопроводности материала.
Ключевые слова: Терморезисторы большой мощности, плотность тока, теплопроводность, энергетический баланс, критерии подобия
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной работе описаны программные пакеты, которые способны работать с нелинейностью анализирующей структуры. Краткое введение в историю развития численного анализа. Также, поясняется различие линейного и нелинейного анализа, выполняемого на конструкции. Пояснены, какие программные пакеты предназначены для медиа и анализа структуры. Также, было проведено исследование, чтобы понять преимущества и недостатки основных ПО для анализа ANSYS, ABAQUS, SOLIDWORKS. Кроме того, в работе выявлено, какой из упомянутых инструментов имеет свои отличительные функции.
Ключевые слова: нелинейный анализ, численный анализ, ANSYS, ABAQUS, SOLIDWORKS
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Данная статья посвящена определению критических напряжений в оболочках больших гибкостей. Задача решалась с помощью энергетического критерия в форме Ритца-Тимошенко, являющегося одним из наиболее часто применяемых при решении задач устойчивости. Это обусловлено тем, что с энергетических позиций можно лучше описать особенности поведения любой системы, и при этом решения задач получаются более простыми. Кроме того упрощается учет влияния таких факторов как начальные совершенства, силы трения между оболочкой и обмоткой, а также и другие особенности задачи устойчивости предварительно напряженной оболочки.
Ключевые слова: расчет устойчивости, устойчивость стенки, предварительное напряжение, внутреннее боковое давление, упругий отпор
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика
В данной статье проанализирована динамика загрязнения водоёмов (на примере бассейна реки Дон) стационарными источниками за период 2000 – 2015 гг. с использованием методов математической статистики, построена эмпирическая модель для исследования тренда и колебаний динамики загрязнений. Для этого используются данные Росводоресурсов российского статистического ежегодника. Проверена адекватность модели для трёхлетних прогнозов с погрешностью до 8%. Выведена система дифференциальных уравнений, описывающая процесс загрязнений.
Ключевые слова: математическая модель, статистические методы, линии тренда, дифференциальные уравнения, прогнозирование, адекватность модели, ошибка прогноза, динамика загрязнения, водные ресурсы, сточные воды
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Продемонстрировано применение строгих решений уравнений Максвелла в сферической системе координат, полученных на основе представления группы вращений, для решения задачи дифракции плоской электромагнитной волны на сфере из метаматериала. Полученные результаты моделирования свидетельствуют о возможности синтеза метаматериала, обеспечивающего минимум поля рассеяния в заданном направлении
Ключевые слова: метаматериалы, СВЧ, антенны, дифракция, уравнения Максвелла, электромагнитные волны, диэлектрическая проводимость
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена разработке вероятностного подхода к оценке отказоустойчивости основных моделей распределенного хранения данных. В работе приводится анализ причин сбоев в распределенных системах хранения и характеристика количественных показателей отказоустойчивости системы и ее компонентов. Так же приводится сравнительный анализ распределенных систем хранения данных, использующих репликацию, с системами, основанными на алгоритмах отказоустойчивого разделения данных.
Ключевые слова: распределенная система хранения данных, сбои, отказоустойчивость, избыточность, репликация, отказоустойчивое разделение данных, избыточная система остаточных классов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе приведен анализ принципов работы многоканальной системы защиты. Анализ показал, что для решения задачи обеспечения безопасной связи с внешним ресурсом через сети общего доступа целесообразно использовать многоканальную систему с разной пропускной способностью каналов, при этом должен быть определен основной канал и запасные, которые подключаются к работе при невозможности основным каналом обрабатывать все поступающие заявки с вероятностью 0,95. В данной модели учитывается, что каналы заполняются иерархически, а освобождаются по мере обработки поступивших заявок.
Ключевые слова: автоматизированная система, моделирование, подсистема защиты, система массового обслуживания, вероятностная оценка
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Данная работа выполнена в рамках исследований, посвященных разработке методов интеллектуального анализа медицинских термометрических данных, предназначенных для создания консультативной интеллектуальной системы диагностики рака молочной железы. Предложен новый подход к формированию признакового пространства на основе данных микроволновой радиотермометрии и построен алгоритм локализации злокачественных новообразований в молочной железе. В процессе работы было получено и протестировано около 200 признаков нового типа. Алгоритм локализации на их основе может достигать достоверности свыше 70% на тестовых выборках.
Ключевые слова: микроволновая термометрия, рак молочной железы, маммология, локализация опухоли, достоверность, интеллектуальный анализ данных, генетический алгоритм, алгоритм взвешенного голосования, термометрические диагностические признаки, кросс-валидация
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассматривается теоретико-игровая модель сопровождения процессов распределения трудовых ресурсов, т.е. для моделирования рассматриваемой в работе задачи использовался математический аппарат теории игр. В данной работе описываются и подробно рассматриваются два алгоритма построения решения для двух моделей транспортных задач, применяемых для исследования распределения трудовых ресурсов: статической и динамической. Авторы описывают разработанные модели, а затем рассматривают структуру реализации решения задачи. В работе рассматривается компромиссное решение в моделях распределения трудовых ресурсов для транспортной задачи. Приводится алгоритм нахождения компромиссного множества и описание структуры программной реализации моделей. Описание моделей формализуется в области приложения к теории игр, т. е. рассматривается игровой вариант задачи. Игроки в построенной модели стремятся помимо получения максимальной прибыли также к достижению компромисса между участниками. Роль компромисса будет играть план перемещений трудовых ресурсов, удовлетворяющий всех участников. В результате получаем транспортную задачу в слегка измененной постановке. Данные отличия специфицируют новую задачу и ставят целью ее разрешение.
Ключевые слова: моделирование, анализ, управление, программная реализация, теоретико-игровые модели, распределение трудовых ресурсов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Актуальность настоящего исследования сопряжена с тем фактом, что вопросы эффективной языковой политики и языкового планирования составляют интегральную часть национальной политики для любого мультикультурного сообщества. В рамках данной работы авторами предпринята попытка представить многомерную модель типологии языковой политики, причем акцент сделан на политических основаниях, определяющих цели языковой политики и планирования. Мысль о поддержания официального статуса языка и необязательном его совпадении с реальным статусом представляется нам актуальной для понимания сущности языковой политики. Авторы считают, что основным объектом языковой политики, независимо от того как звучат идеологические лозунги, является не столько сам язык, сколько группы его актуальных и потенциальных носителей. Решения о языковом планировании определяют характер властных отношений между разными этническими группами в пределах одного мультикультурного сообщества. Хотя на сегодняшний день не существует универсальной идеально выстроенной модели языковой политики, практическая ценность предложенной авторами многомерной модели языковой политики заключается в том, что она позволяет учитывать какие политические цели, чьи интересы и ценности лежат в основе планирования и реализации принципов языкового планирования
Ключевые слова: языковая политика, языковое планирование, типологические признаки, корпус языка, статус языка, нормализация, кодификация, национализация, проводники языковой политики, модернизация, пурификация
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье, в терминах языка сетей массового обслуживания, сформулирована задача нахождения оптимального значения среднего времени реакции системы на запросы всех пользователей для распределенных систем обработки информации, реализованных на базе архитектуры «файл-сервер», двухуровневой и трехуровневой архитектуры «клиент-сервер» при фиксированной стоимости простоя, включающей стоимость простоя пользователей, стоимость простоя канала передачи данных и стоимость простоя обслуживающих узлов. Представлен алгоритм решения данной оптимизационной задачи.
Ключевые слова: распределенная система обработки информации, архитектура «файл-сервер», двухуровневая архитектура «клиент-сервер», трехуровневая архитектура «клиент-сервер» пространство состояний, среднее время реакции системы, стоимость потерь, стационарные вероятности
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассматривается поиск глобального экстремума методом инвазивных сорняков. Предлагается создание программного средства, осуществляющего реализацию биоинспирированного метода глобальной оптимизации, относящегося к группе метаэвристических методов – метода инвазивных сорняков, производящую поиск глобального экстремума.
Ключевые слова: глобальный экстремум, биоинспирированный метод, метаэвристический метод, метод инвазивных сорняков, эволюционный метод, программное средство
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Для создания современных систем стабилизации различных объектов и технических систем, как правило, необходимы математические модели с аналитическими свойствами. Это обусловлено тем, что большинство существующих методов синтеза автоматических систем построено на математических преобразованиях моделей объектов управления. Однако для сложных объектов и систем эти модели получают экспериментальным путем. Причем данные экспериментов аппроксимируются различными, хорошо известными методами. Если зависимости имеют существенно нелинейный характер, их аппроксимируют по участкам. Такая фрагментарная модель в целом не является аналитической, что исключает применение многих известных методов синтеза нелинейных систем стабилизации. В этих случаях целесообразно применять новый разработанный в ДГТУ метод Cut-Glue аппроксимации, который позволяет получать аналитическую модель объекта из кусочных аппроксимаций. В данной работе это ил-люстрируется примером синтеза нелинейной системы стабилизации высоты полета дирижабля.
Ключевые слова: система стабилизации, аналитический синтез, нелинейный объект управления, математическая модель, квазилинейная форма, экспериментальные данные, фрагментарная модель, мультипликативно аддитивная аппроксимация
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика
В работе описывается реализация когнитивного теоретико-множественного подхода, предложенного ранее для моделирования сложных систем. В статье подробно описывается применение метода анализа иерархий и кластерного подхода к определению кадастровой стоимости земель и выбора участка по заранее определенным критериям на примере г. Таганрог. Расчеты и визуализация результатов проведены с помощью программных продуктов STATISTICA и QGIS.
Ключевые слова: когнитивный теоретико-множественный подход, метод анализа иерархий, кластерный подход, кадастровая стоимость
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Обоснование параметров и компоновки самоходного шасси не может быть выполнено без определения массы груза лесной машины. Расчеты без учета этого показателя не позволяют реализовать системный подход, в основе которого лежит рассмотрение системы «человек – машина – среда» как целостного комплекса взаимосвязанных элементов. Масса груза зависит от плотности древесины. Плотности древесины в пределах растущего дерева неоднородна. Целью данного исследования является разработка математических моделей, позволяющих рассчитать среднюю плотность участка ствола дерева в зависимости от его местоположения в стволе. Исследования основываются на построении аппроксимирующих зависимостей изменения средней плотности древесины в продольном направлении ствола методом наименьших квадратов. Полученные математические модели устанавливают взаимосвязь изменения плотности в продольном направлении ствола для четырех лесообразующих пород Республики Карелия: сосны, ели, березы и осины.
Ключевые слова: моделирование, плотность древесины, лесозаготовки, трелевка, форвардер, скиддер
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Работа посвящена разработке адекватной модели парового барабанного котлоагрегата, которая позволит разработать оптимальный алгоритм управления. Были рассмотрены причинно-следственные связи котлоагрегата и приведены их передаточные функции. Так же получены математические модели парового барабанного котлоагрегата экспериментальным, базирующимся на снятии кривых разгона, и комбинированным методами.
Ключевые слова: анализ алгоритмов управления, адекватные модели, математические модели
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена разработке и созданию комплекса математических моделей, описывающих функционирование системы хранения данных на основе твердотельных накопителей с применением технологии дедупликации. Математическая модель пользовательского приложения генерирует нагрузку на систему в виде потока запросов со случайным размером запроса и интервалом времени между запросами. Из-за особенностей SSD-накопителей производительность системы в режимах чтения и записи моделируется раздельно. Математическая модель надежности функционирования RAID-массива основывается на системе уравнений Колмогорова-Чепмена для расчета стационарных вероятностей, описывающих переходы между состояниями в дискретной марковской цепи. Долговечность системы определяется через модель оценки выработки ресурса записи твердотельных накопителей. Итоговым результатом является математическая постановка задачи подбора параметров системы хранения данных, оптимальных с точки зрения сочетания факторов надежности, скорости и стоимости хранения.
Ключевые слова: математическое моделирование, система хранения данных, производительность, надежность, твердотельные накопители, RAID-массив, оптимизация
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе изучается математическая модель функции, восстанавливаемой по интегралам. С целью уменьшения искажения изображения при реконструкции предлагается представление искомой функции в виде суммы функций Гаусса. Для изучения модели разработан программный комплекс. Определены параметры и вид сетки, дающие наименьшую погрешность в данной модели.
Ключевые слова: Исследована математическая модель функции, восстановленной из интегралов. Для уменьшения искажений изображения при реконструкции предлагается представление искомой функции в виде суммы гауссовых функций. Пакет программного обеспечения
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Приведены результаты моделирования и экспериментального исследования фильтра нижних частот с частотой среза 4 ГГц. Моделирование фильтра проводилось в пакете прикладных программ MicrowaveOffice. Эксперимент проводился на векторном анализаторе цепей типа РХА. Результаты моделирования и эксперимента соответствуют предъявленным требованиям, а именно:- частота среза 4 ГГц;- потери в полосе пропускания не более 3 дБ;- заграждение на второй гармонике частоты среза не менее 60 дБ;- волновое сопротивление входа и выхода 50 Ом.
Ключевые слова: фильтр нижних частот; частота среза; потери в полосе пропускания; потери в полосе заграждения; моделирование; эксперимент
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена анализу вопросов, связанных с конфликтным взаимодействием в молодежной среде советского и российского общества. Целью исследования является построение когнитивной карты модели системы «Противодействие конфликтам (молодежь СССР) - противодействие конфликтам (молодежь России)». Авторами отмечается, что в настоящее время возникает острая необходимость в выявлении существующих конфликтных ситуаций в молодежной среде российского общества и при этом логично проводить анализ, основанный на исследовании прошлых лет и тех проблем, которые были причиной конфликтных ситуаций в молодежной среде в советское время. Отмечается также, что современных социальных практиках необходимо создавать эффективные механизмы противодействия конфликтам, направленным в первую очередь на снижение уровня рисков в современной молодежной среде.
Ключевые слова: когнитивное моделирование, социальные практики советского и российского общества, когнитивная карта
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 22.00.04 - Социальная структура, социальные институты и процессы
В исследованиях, касающихся цементации, основное внимание уделяется почти исключительно перемещению углерода, описываемому через уравнения диффузии, часто с постоянными коэффициентами и без учета связи с температурой. Такой подход не позволяет учитывать дальнейшую диффузию углерода в заготовку в более низком температурном диапазоне на стадии, предшествующей закалке. В работе описано моделирование процесса диффузионного насыщения стали углеродом в процессе цементации с учетом влияния температуры на примере численного решения задачи цементации зубчатого колеса с использованием программы COMSOL Multiphysics. Показано, что математический расчет методом конечных элементов процесса насыщения аустенита углеродом при цементации дает хорошее согласование с экспериментальными данными, а методы конечно-элементного анализа могут применяться для многофакторного расчета содержания углерода в аустените после диффузионного насыщения
Ключевые слова: диффузия углерода, цементация, COMSOL Multiphysics, численное моделирование, распредение углерода, науглероживание, закон диффузии Фика, массоперенос, теплопередача, зубчатое колесо, метод конечных элементов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Геодезические купола – это самоподдерживающиеся пространственные конструкции без дополнительных опор. При их разбивке на элементы используют геодезические линии. В этой области ведутся разработки геометрических моделей двухконтурных геодезических оболочек. Особенности этих работ – использование трехгранных и шестигранных пирамидальных структур в качестве первого контура. Однако, для формообразования таких конструкций можно использовать и пятигранные пирамиды. Целью исследования является разработка метода, алгоритма и программного обеспечения для двухконтурной геодезической оболочки с пятигранными пирамидами. Для достижения этой цели применен принцип двойственности, методы аналитической геометрии в пространстве и программирование на языке GDL, встроенном в ArchiCAD. В результате разработан параметрический объект ArchiCAD двухконтурной геодезической оболочки с пятигранными пирамидами. Его можно использовать в архитектурно-строительном проектировании уникальных зданий.
Ключевые слова: геодезические купола, двухконтурные геодезические оболочки, принцип двойственности, параметрический объект ArchiCAD, язык программирования GDL
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В данной работе рассматривается процедура разработки системы управления глайдером для движения в трехмерной среде на основе позиционно-траекторных законов управления, разработанных проф. Пшихоповым В.Х. Для обеспечения управления используется модель пространственного движения глайдера, учитывающая составляющую переменной плавучести. В результатах работы представлены графики, демонстрирующие работоспособность разработанной системы.
Ключевые слова: глайдер, система управления, позиционно-траекторный регулятор, управление движением, математическое моделирование
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрены вопросы защиты растений электроаэрозолями химических препаратов. Раскрыты общие закономерности проникновения электроаэрозольной струи в растительный слой и осаждения капель электроаэрозоля на растительных элементах. Приведена оценка глубины проникновения электроаэрозольной струи в растительный слой и интенсивности осаждения электроаэрозоля на защищаемых растениях. Данная статья представляет интерес для широкого круга читателей, занимающихся вопросами электроаэрозольных обработок в сельском хозяйстве.
Ключевые слова: электроаэрозоли, струйный поток электроаэрозолей, аэродинамика струйного потока, защита растений, растительный слой, заряд капель электроаэрозоля, гравитационное и электростатическое осаждение
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ