Проведен анализ механизмов, которые ограничивают рост выходных характеристик генерации ионных рекомбинационных He-Ca лазеров при увеличении объема активной среды и частоты повторения импульсов. С использованием математической модели He-Ca лазера рассчитаны достижимые погонные мощности генерации для активных элементов различной геометрии. Показано, что возможными путями повышения выходных характеристик являются чернение поверхности лазерных трубок, использование независимого ввода паров кальция, использование принудительного охлаждения, а также применение трубок с прямоугольным сечением.

Ключевые слова: лазер на парах металла, ионный рекомбинационный He-Ca лазер, импульсно-периодический разряд, газоразрядная плазма, саморазогревной режим, математическое моделирование

01.04.21 - Лазерная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается важная составляющая систем электронного документооборота и обучения – механизм полнотекстового поиска, позволяющий реализовывать удобные средства поиска интересующей информации по содержимому электронных документов. Приводятся оценки эффективности полнотекстового поиска в базах данных.

Ключевые слова: Базы данных, полнотекстовый поиск, система управления базами данных, MySQL, PostgreSQL, Oracle

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

В статье строится модель экспоненциального сглаживания и аддитивная модель временного ряда по квартальным данным объемов таможенных платежей импорта группы товаров 72 «Черные металлы» и 73 «Изделия из черных металлов» за период с 2014 года по 1 квартал 2017 года в регионе деятельности Ростовской таможни. По полученным моделям сделан прогноз на 2 квартал 2017 года.

Ключевые слова: эконометрика, временной ряд, адаптивные методы, экспоненциальная средняя, моделирование, прогнозирование, таможенные платежи

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)

В работе проведено исследование реализованных в разработанной системе распознавания человека по изображению лица алгоритмов по различным критериям. Рассматриваются три основные подхода к распознаванию лиц, приводятся, выявленные при реализации, достоинства и недостатки подходов.

Ключевые слова: Базы данных, распознавание лиц, выделение объектов, скрытые марковские модели, метод главных компонент, нейронная сеть, нейросетевые алгоритмы

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

Анализ степени защищенности вуза является трудоемким и сложным процессом, т.к. необходимо анализировать большой объем данных (в т.ч. персональных). При этом возникает сложность в их обработке, т.к. необходимы значительные затраты времени и человеческих ресурсов. Авторами статьи разработан алгоритм расчета оценки уровня защищенности информационных ресурсов на основе коэффициента мощности мер защиты, позволяющий определить насколько адекватно и эффективно применяются реализуемые механизмы защиты информационной системы. Разработанная информационно-логическая модель информационной системы описана с помощью инструментов UML. Описана архитектура, основные классы системы. Предложенное авторами решение по автоматизации процесса проведения анализа защищенности реализовано в виде Web_сервиса. На примере анализа объекта «1С бухгалтерия» рассмотрено представление разработанной информационной системы.

Ключевые слова: информационная система, информационная безопасность, анализ защищенности, информационно-логическая модель, Web-приложение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассмотрена постановка расчёта на прочность изотропной наклонной стальной пластинки конечных размеров, ломанного профиля, с жёстко защемленными противоположными краями, постоянного сечения, одинаковой жёсткости, как элемента системы деформаторов глубокорыхлителя объёмного типа. Показано обоснование выбранных геометрических характеристик ломаной пластинки. Представлено предварительное конечно-элементное моделирование с использованием программно - вычислительного комплекса Structure CAD (SCAD), учитывая статические и динамические нагрузки. В постановке численного расчёта, прежде всего, преследовалась цель установления адекватности твердотельной модели напряжённо – деформированного состояния ломанной наклонной стальной пластинки постоянного сечения с жёстким защемлением по краям. Обработка полученных результатов моделирования свидетельствует о наличии большого запаса прочности конструкции ломаной пластинки в выбранных геометрических характеристиках.

Ключевые слова: расчёт на прочность, глубокорыхлитель, система деформаторов, напряжения, деформации, изгиб, ломаная пластинка, защемленные края, геометрические характеристики

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

В статье приведены результаты анализа спутниковой информации о температуре поверхности воды (ТПВ) Белого моря. Использованы спутниковые данные с пространственным разрешением 0,011°, полученные датчиками спутников Auqa, Terra, NOAA-18, Coriolis и временным шагом – 1 день. С помощью автоматизированного алгоритма сформирован суточный ряд усредненных по акватории значений ТПВ Белого моря.

Ключевые слова: Температура поверхности воды, Белое море, спутники, автоматизированный анализ, суточный ряд, пространственное разрешение.

01.04.00 - Физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматриваются способы идентификации альфа-ритмов головного мозга. Процесс идентификации достаточно трудоемок из-за сильной зашумленности электроэнцефалограмм и их вариабельности. В статье предлагается использовать метод «Гусеница» или метод сингулярно-спектрального анализа, который позволяет проводить более качественный анализ различных временных рядов, по сравнению с распространенными традиционными методами.

Ключевые слова: мозговые волны, альфа-ритм, вариабельность, сингулярно-спектральный анализ, электроэнцефалограммы

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

Геометрическим определителем (ГО) будем называть совокупность геометрических элементов, которые определяют задание 3-ткани на плоскости. ГО криволинейной 3-ткани могут быть только различным способом организованные 3 семейства кривых линий. Прямолинейная 3-ткань может задаваться различными ГО.

Ключевые слова: Плоская 3-ткань, геометрические определители, криволинейная 3-ткань, прямолинейная 3-ткань

05.01.01 - Инженерная геометрия и компьютерная графика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается математический аппарат дискретизации изображений с помощью обобщенных функций. Показано, что в частотной области спектр реального сигнала является не сверткой, а произведением спектра сигнала со спектром дискретизирующей функции.

Ключевые слова: Дискретизация, квантование, цифровая обработка сигналов, обобщенные функции

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматриваются проблемы разработки графовых баз данных в условиях быстро растущего объема генерируемых и обрабатываемых данных. Целью статьи является анализ особенностей графовых моделей данных, демонстрация их преимуществ перед остальными, а так же постановка задачи о разработке нового способа представления графов в памяти компьютера.

Ключевые слова: модель данных, граф, представление графа, база данных, структура данных, индексация

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

Разработано приложение «PLExp», являющееся надстройкой для Excel и Access на базе VBA. Приложение предназначено для автоматизации планирования и проведения многофакторных экспериментов, включающее следующие блоки: планирование; проведение эксперимента; регрессионный и дисперсионный анализ; прогнозирование; оценка погрешностей. Применение приложения позволяет повысить эффективности исследований, связанных с проведением натурных или модельных экспериментов, так как дает возможность уменьшить количество требуемых экспериментов, автоматизировать процессы хранения, извлечения, обработки информации и отыскания оптимальных решений.

Ключевые слова: планирование, фактор, эксперимент, приложение, VBA, регрессия, дисперсия, прогноз, ошибка аппроксимации, функция отклика, запрос, моделирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе представлено проведенное численное исследование влияния внешних электромагнитных полей различных конфигурации на компьютерную модель нейрона; кратко описан созданный программный продукт, позволяющий проводить численную симуляцию нервных клеток, механизма проводимости нервного импульса.

Ключевые слова: нейрон, аксон, биологический эффект, моделирование, микроволновое излучение, потенциал аксона

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

На основании данных промыслово- геофизических исследований и лабораторного анализа керна в статье приведены особенности геологического строения пород, их петрофизических и коллекторских свойств указывающие на необходимость применения методики интерпретации данных для определения свойств пород, выделения и оценки продуктивных коллекторов необходимо и обоснования типа коллектора в альб-аптских терригенных отложениях Терско-Сунженской нефтегазоносной области.

Ключевые слова: нефть, керн, каротаж, интерпретация, коллектор

01.04.00 - Физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведено физико-математическое моделирование многоэтапных процессов формирования волноводов в стекле K-8 на основе совместного решения двумерного уравнения диффузии, уравнения электростатики и волнового уравнения. Уравнение диффузии решалось путем использования неявной конечно-разностной двухслойной схемы Крэнка-Николсона. Рассмотрен общий случай трехэтапного технологического процесса, включающего в себя термический ионный обмен “серебро-натрий"", электростимулированное заглубление волноводного канала и его отжиг. Определены условия формирования одномодовых волноводов, которые имеют размеры модового поля, подходящие для их эффективной торцевой стыковки с волоконными световодами на длине волны 1.55 мкм. Построена модель волновода с селективным (частичным) заглублением, который обладает асимметричным профилем показателя преломления и гибридными модами.

Ключевые слова: интегральная оптика, оптические волноводы, ионный обмен в стекле, электростимулированная миграция ионов, нелинейное уравнение диффузии, волноводная мода

01.04.05 - Оптика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Исследуется задача об устойчивости плиты Э.Рейсснера, лежащей на трехмерном упругом слое с заданными постоянными упругости. Торцевые поверхности слоя гладкие, связи удерживающие. Считается, что плита находится в плоском напряженно-деформированном состоянии от действия на ее цилиндрическую поверхность самоуравновешенной нагрузки с некоторым числовым параметром, характеризующим величину нагрузки при потере устойчивости плиты. Из условий удерживающих связей получена система уравнений для определения числового параметра. Дается метод вычисления наименьшего значения параметра, при котором фиксируется потеря устойчивости плиты. Как частные случаи, приводятся результаты классической теории и модель основания Винклера.

Ключевые слова: самоуравновешенная нагрузка, деформированное состояние, функции напряжений, потеря устойчивости

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 05.23.17 - Строительная механика

Рассмотрены вопросы аппроксимации требуемого уровня усиления в диапазоне рабочих частот с использованием чебышевского критерия близости и алгоритма Ремеза. В результате решения задач равноволновой аппроксимации получены полиномы в виде множителей четвертого порядка, аппроксимирующие различные уровни усиления при различных коэффициентах перекрытия по частоте. Проведен анализ зависимости показателей качества (динамического и частотного диапазонов, устойчивости и стабильности частотных характеристик) от функций чувствительности передаточных функций к отклонениям параметров элементов и установлен критерий оптимальности схем полосовых усилителей в виде произведения коэффициента усиления на чувствительность передаточной функции к отклонениям параметров активных элементов. Предложена схема полосового усилителя четвертого порядка на одном активном элементе и определены расчетные соотношения для параметров элементов, обеспечивающих минимальное значение критерия оптимальности в рабочем диапазоне частот. Проведена сравнительная оценка предложенной и известных реализаций функции четвертого порядка и доказана возможность значительного повышения показателей качества избирательных усилителей, построенных по предлагаемой схеме.

Ключевые слова: аппроксимация, частотная характеристика, избирательный усилитель, активный четырехполюсник, интегральный усилитель, чувствительность характеристик, динамический диапазон, усилитель промежуточной частоты, уровень собственных шумов, функция чувствительности

05.12.00 - Радиотехника и связь , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье приведены основные источники (объекты и процессы), порождающие издержки – всего 19 возможных источников, объединенных в четыре группы. Для контроля и принятия мер по уменьшению издержек целесообразно построение формализованной модели и на ее основе программной системы, которая бы позволяла оценивать все издержки. Построению указанной модели и посвящена данная статья. Статья по оценке суммарных издержек по всем возможным факторам, приводящих к потерям и издержкам в складском грузообороте, в литературе нет.

Ключевые слова: складские помещения, склад, транспортная логистика, издержки, функциональная схема

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

В работе представлены результаты разработки и тестирования программного комплекса HFampl, предназначенной для расчёта фаз и амплитуд рассеяния из первых принципов с использованием точного обменного потенциала Хартри-Фока (ХФ). Разработка с использованием компиляторов с открытым исходным кодом позволяет запускать программу в любых совместимых операционных системах (Windows, Linux, Mac). Тестирование комплекса на металлах, оксидах и железосодержащих водных сульфатных растворах показало хорошую применимость рассчитываемых фаз и амплитуд рассеяния для проведения высокоточного структурного анализа. Разработанное программное обеспечение предназначено для использования при проведении научных исследований атомного строения неупорядоченных, аморфных структур, нанообъектов, а также в учебном процессе для изучения современных методов структурного анализа сложных, многокомпонентных соединений.

Ключевые слова: рассеяние фотоэлектрона, протяженная тонкая структура рентгеновских спектров поглощения, метод Хартри-Фока, межатомное расстояние, обработка экспериментальных данных

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

В статье отражены результаты испытаний образцов на основе эквиатомного сплава с эффектом памяти формы. Получена система безразмерных комплексов, которые достаточно полно описывают упругопластические деформации. Установлено, что оценка влияния масштабного фактора при моделировании противоударного устройства на основе сплава с эффектом памяти формы обусловливает техническую возможность экстраполяции результатов экспериментальных исследований на иные объекты для формирования исходных данных математической модели при соблюдении условия подобия особенностей внешней нагрузки.

Ключевые слова: противоударное устройство, упругопластическая деформация, эффект памяти формы, защита суставов, масштабный коэффициент

05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Разработана стратегическая карта для IT-компании. Рассмотрена задача моделирования сбалансированной системы показателей для IT-компании на основе раскрашенных сетей Петри. Для организации анализа структуры системы сбалансированных показателей, цели и показатели представлены в виде раскрашенной сети Петри, состоящей из набора классических сетей Петри. Для организации вертикального и горизонтального анализа структуры системы сбалансированных показателей, цели и показатели представлены в виде раскрашенной сети Петри, состоящей из набора классических сетей Петри. Предложенная авторами модель ССП на основе раскрашенной сети Петри, отображающая «горизонтальную» и «вертикальную» структуру ССП, позволяет моделировать динамику достижения целей и изменения показателей ССП на основе когнитивного анализа.

Ключевые слова: ССП, IT-компания, система сбалансированных показателей, раскрашенная сеть Петри, модель, стратегическая карта, горизонтальная структура, вертикальная структура

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Нанокристаллические пленки TiO2 используются в качестве прозрачного слоя n-типа проводимости в перовскитовых солнечных элементах. В работе представлено численное диффузионно-дрейфовое моделирование процессов переноса и накопления носителей заряда в гетероструктуре TiO2 / перовскит / полупроводник p-типа. В основу моделирования положена стационарная физико-топологической модель, базирующаяся на диффузионно-дрейфовой системе уравнений полупроводника и позволяющая моделировать перовскитовые солнечные элементы с различными электрофизическими и конструктивно-технологическими параметрами. Получены фотоэлектрические характеристики данных солнечных элементов и построена зависимость коэффициента полезного действия от толщины пленки TiO2. Установлено, что оптимальная толщина пленки TiO2 составляет 50-100 нм, что способствует повышению коэффициента полезного действия перовскитовых солнечных элементов.

Ключевые слова: Cолнечный элемент, тонкая пленка, диоксид титана, p-i-n структура, численное моделирование

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 процессе анализа движения (конструкции/модели/тела) приходится обрабатывать огромный объём данных в виде показаний акселерометров с дискретностью до 0,001 секунды - до одного миллиона строк. В каждый момент времени приходится решать задачу определения ускорения заданной точки тела, принятой за полюс. Поэтому нашей целью является сокращение времени на каждую итерацию по определению ускорений заданного полюса твёрдого тела.

Ключевые слова: твердое тело, центр масс, мгновенные угловые скорость и ускорение

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

В данном исследовании поставлена задача оптимизации системы охлаждения процессоров суперЭВМ с тепловым насосом на обратном цикле Стирлинга путем численного моделирования процессов теплоотдачи в исследуемом объекте В статье приводятся результаты численного моделирования процессов теплоотдачи в системе охлаждения процессоров суперЭВМ с тепловым насосом на обратном цикле. Исследовалась численная модель процесса теплоотдачи в системе процессор- «холодный» цилиндр теплового насоса и в системе «горячий цилиндр» - охлаждающая жидкость. В результате получены зависимости термического сопротивления системы процессор- «холодный» цилиндр теплового насоса и системы «горячий цилиндр» - охлаждающая жидкость в зависимости от коэффициента теплоотдачи и от величины COP теплового насоса

Ключевые слова: процессор, тепловой поток, термическое сопротивление, уравнение Лапласа, тепловой насос, теплообмен, обратный цикл Стирлинга, система охлаждения

01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассмотрены возможности и выделены элементы для полунатурного моделирования многофункциональных модульных систем (МФМС). С этой целью были проведены математические исследования такого рода систем, выделены задачи их основных элементов и поставлена основная задача для создания универсальной модульной модели. Определена структура энергетической МФМС и её задачи с позиции теории графов. Представлен анализ существующих методов полунатурного (PHIL) моделирования, а также выделена структура моделируемого фрагмента системы на стыке двух модулей с использованием метода «сшивания» схемы. В итоге были сформированы выводы о возможности применения полунатурного моделирования в МФМС.

Ключевые слова: полунатурное моделирование, модульные системы, макрозадача, моделирование с оборудованием в цепи обратной связи, аналого-цифровая система, численная часть, аналоговая часть, метод Гаусса-Зейделя, метод Якоби

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