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

Проведены теоретические исследования распределения температуры при лазерном нагреве пленки прекурсора TiO2 на поверхности FTO/стеклянной подложки. Моделирование осуществлялось на основе численного решения уравнения теплопроводности в программе Matlab для определения плотности энергии лазерного излучения необходимой для кристаллизации TiO2. Показано, что на поверхности прекурсора TiO2 температура достигает максимального значения в момент времени 133 нс при Гауссовой временной форме лазерного импульса. Оптимальная плотность энергии для кристаллизации пленки прекурсора TiO2 при использовании наносекундной длительности импульса составляет 1,3-1,6 Дж/см2, когда температура по толщине пленки соответствует 400-500 °C. Полученные результаты моделирования согласуются с экспериментальными исследованиями.

Ключевые слова: численное моделирование, лазерный нагрев, распределение температуры, пленка TiO2, 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

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 работе произведено исследование распределения температуры от точечного источника тепла при конвективном теплопереносе. Численно решено уравнение Навье-Стокса, описывающее установившееся двумерное ламинарное движение жидкости. Получено распределение температурного поля теплонагруженного точечного источника при соответствующих граничных условиях, дополненных краевыми условиями равенства нулю скорости потока на стенках параболоида при помощи численного интегрирования методом контрольного объема.

Ключевые слова: Температурное поле, конвективный теплоперенос, уравнение Навье-Стокса, численные методы решения дифференциальных уравнений

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

Микроволновое воздействие используют для сушки, предпосевной обработки и обеззараживания зерна. Во всех этих процессах очень важно контролировать изменение параметров зернового слоя. Использование датчиков для прямого измерения температуры и влажности зерна и воздуха затруднительно. Поле СВЧ вносит погрешности в измерения, поэтому рассматривается возможность косвенного контроля этих величин. Для косвенного измерения этих величин разработана компьютерная модель. Исходными для разработки модели послужили дифференциальные уравнения в частных про-изводных, которые были представлены в операторном виде. Это позволило использовать для компьютерной модели программное обеспечение для анализа и синтеза систем управления. Simulink - модель тепло и – влагообмена в толстом слое зерна, при СВЧ – конвективном воздействии, создана с использованием элементарных динамических звеньев автоматики. Использование этой модели в системах управления процессами сушки и обработки зерна позволит повысить точность контроля и регулирования.

Ключевые слова: сушка зерна, слой зерна, влажность зерна, температура зерна, агент сушки, микроволновое воздействие, тепло и - влагообмен, моделирование

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

В работе на основе линейных уравнений движения электропроводящего жидкого смазочного материала для случая «тонкого слоя», уравнения неразрывности и Дарси приводится метод точного автомодельного решения задачи гидродинамического расчета радиального подшипника с электропроводящим смазочным материалом. В работе найдено поле скоростей и давлений в смазочном и пористых слоях, в последующем, получены аналитические зависимости для основных рабочих характеристик подшипника с двухслойным пористым покрытием на поверхности вала. Так же дана оценка влияния электропроводящих свойств смазочного материала, наличия пористого слоя на основные рабочие характеристики подшипника.

Ключевые слова: электропроводящий жидкий смазочный материал, радиальный подшипник, проницаемость пористых слоев, электромагнитное поле

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведен анализ публикаций и полученных результатов в области динамического поведения неоднородных балок и стержней по материалам зарубежной печати. Работа состоит из введения и шести разделов. Во введении обсуждается актуальность вопросов, связанных с изучением колебаний неоднородных балок. Вторая часть посвящена освещению достижений в области разработки и применению аналитических методов и подходов. Следующий параграф касается различных аспектов, отражающих разнообразие динамических явлений, возникающих в геометрически неоднородных балочных конструкциях. Обсуждаются результаты, связанные с моделированием конических, ступенчатых балок и стержней, имеющих различные типы геометрических особенностей. В четвертом разделе обсуждается современное состояние вопросов в области решения динамических задач для физически неоднородных балок. Показано, что структурная неоднородность может быть связана не только с материальными свойствами, но и возникать вследствие внешних воздействий, таких как инерционные воздействия и температурные нагрузки. Значительное внимание уделено вопросам связанных с эффективным применением структурно неоднородных балок в области архитектуры, строительстве, робототехнике, аэронавтике и других инновационных сферах. В шестом и седьмом параграфах приводится обзор существующих численных методов и подходов для приближенного и достоверного описания динамических процессов происходящих в неоднородных балках. Обсуждаются различные промышленные программные пакеты, позволяющие за приемлемое время и с высокой степенью точности решать динамические задачи балок с переменными физическими и геометрическими свойствами. В седьмой, завершающей части большое внимание уделено применению метода конечных элементов.

Ключевые слова: динамика, балка переменного сечения, собственные колебания, численные методы, структурная неоднородность, метод конечного элемента, функционально градуированные материалы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

В данной статье рассматривается проблема управления операционными процессами операторов сложных систем на примере работы операторов Российского сегмента Международной космической станции. Описывается структура бортовой документации и способы составления радиограмм. Указывается сложность работы космонавта со ссылочными радиограммами. Обосновывается использование инструментов ситуационного моделирования и нечеткой логики в задаче управления операционными процессами сложных систем. Предлагается математическая модель сложных систем на основе нечетких ситуационных сетей. Производится постановка задачи нахождения пути от неизвестной ситуации до графа, описывающего штатные состоянии системы. Формулируются начальные условия, необходимые для решения задачи. Устанавливаются требования, предъявляемые к решению данной задачи в виде математических уравнений. Строится графическое представление данной задачи в виде ориентированного графа.

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

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

Статья посвящена анализу тенденций в сфере человеко-компьютерного взаимодействия и перспективных методов юзабилити-исследований. Впервые эргодизайн представлен как новое направление человеко-ориентированной научно-проектной деятельности в сфере проектирования пользовательских интерфейсов. Рассмотрены методы юзабилити-исследований, особое внимание уделено методу окулографии (айтрекингу). Посредством специального исследования показана перспективность применения метода айтрекинга в дополнение к традиционным методам юзабилити-исследований в эргодизайне.

Ключевые слова: человеко-компьютерное взаимодействие, пользовательский интерфейс, эргономичность, юзабилити, эргодизайн, айтрекинг

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

В работе рассмотрена проблема оценки устойчивости высотных зданий к прогрессирующему обрушению. Выполнен анализ существующих методик по расчету каркаса здания на прогрессирующее обрушение. Даны рекомендации по повышению несущей способности железобетонных элементов каркаса при аварийных воздействиях. Предложено имитационное моделирование аварийного воздействия с использованием метода конечных элементов при расчете каркаса здания на прогрессирующее обрушение; моделирование и исследование напряженно-деформированного состояния отдельных элементов каркаса здания на действие взрывной нагрузки; моделирование и исследование устойчивости к прогрессирующему обрушению каркаса высотного здания; разработка конструктивных решений по повышению устойчивости к прогрессирующему обрушению.

Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, аварийное воздействие, метод конечных элементов, моделирование каркаса здания, напряженно-деформированное состояние

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.00 - Строительство и архитектура , 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 05.23.17 - Строительная механика

В стфицируемые по К. Левину как конфликты типов «Стремление-Стремление», «Избегание-Избегание» и «Стремление-Избегание». Все они связаны с необходимостью выбора объекта или действия (равной или разной валентности) из двух равновероятных. Аффективная составляющая восприятия таких внутренних противоречий определялась по технологии семантического дифференциала, на основе анкетирования, проведенного в конце 2016 г. среди студентов ДГТУ. Для интерпретации результатов использовалась ранее разработанная методика. В статье приведены функции распределения эмоционального восприятия вышеуказанных конфликтов. Рассчитанные, как в линейном приближении, так и по уточняющей нелинейной психосемантической модели. Получено, что в среднем по группе аффективное восприятие исследуемых конфликтов нейтральное или близко к тому, но исследуемая аудитория сильно неоднородна по эмоциональному отношению к таким конфликтам. Функции распределения сильно размазаны, практически по всему диапазону уровней восприятия. При этом примерно половина опрашиваемых характеризуются положительным отношением к внутренним противоречиям. Это говорит о том, что на подсознательном уровне сказывается положительная роль конфликтов, связанная с разрешением проблем соответствующего уровня, и стабилизацией ситуации.Несколько неожиданные результаты показывает сравнение восприятия конфликтов «Стремление-Стремление» и «Избегание-Избегание». Функция распределения оценок для проблемы выбора из двух положительных вариантов сдвинута влево, в отрицательную сторону, по сравнению с функцией для выбора из двух непривлекательных возможностей. Проведенная работа показала перспективность использования такого показателя, как аффективное восприятия внутриличностных конфликтов для их исследования. Полученные результаты обладают как обще методической, так и чисто ситуационной, конкретной значимостью. атье обсуждается методика исследования внутриличностных конфликтов по аффективной составляющей соответствующих социальных установок. Анализируются три разновидности внутренних противоречий. Класси

Ключевые слова: конфликт, внутриличностный, эмоциональное восприятие, семантический дифференциал, психосемантическая модель, функция распределения, расслоение группы, сравнительный анализ, восприятие типов конфликтов

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

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