В работе проведено теоретическое определение коэффициента передачи смесителей миллиметрового диапазона на резонансно-туннельных диодах. Проведен анализ условий оптимизации коэффициента передачи СВЧ смесителей, использующих в качестве нелинейных элементов резонансно-туннельные диоды. Определено оптимальное постоянное напряжение, при котором амплитуда гетеродина, необходимая для получения максимального коэффициента передачи смесителя, будет иметь наименьшую величину, а сам коэффициент – наибольшее.

Ключевые слова: коэффициент передачи, смеситель, миллиметровый диапазон, преобразование частоты, амплитуда гетеродина, модифицированные функции Бесселя, коэффициент устойчивости, резонансная частота, полоса пропускания

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рост глобальной экономики и активное развитие промышленности ограничены среди прочего возможностями существующей техники. При этом потенциал улучшения функциональных характеристик классических материалов практически исчерпан, а широкое применение новых композиционных материалов и высокоэнтальпийных сплавов ограничено высокой стоимостью и сложностью технологического процесса их изготовления и обработки. Таким образом, актуален вопрос разработки технологий и оборудования для модификации поверхностного слоя и создания многокомпонентных покрытий специального назначения, в том числе нанокомпозитных. В статье приводятся результаты исследования, посвященного созданию установки для нанесения подобных покрытий методом плазменного напыления. Одним из ключевых элементов конструкции установки является вакуумная камера, корпус которой в процессе эксплуатации подвергается интенсивному термическому нагружению. Для сокращения затрат материальных и временных ресурсы на этапе проектирования и экспериментальной отработки было проведено моделирование температурного состояния корпуса камеры, за счет которого удалось исключить из рассмотрения нерелевантные варианты системы охлаждения. Результаты моделирования подтверждают работоспособность системы охлаждения корпуса вакуумной камеры в условиях эксплуатации. Определены следующие рабочие параметры системы: давление на входе составляет 0,6 МПа, расход воды – 2 л/с, а среднемассовая температура воды на выходе – около 40°C.

Ключевые слова: плазменное напыление, моделирование температурного состояния, вакуумная камера, система охлаждения

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

В статье приводится рассмотрение перспектив замены стабилизатора поперечной устойчивости пневмобаллоном в подвеске совместно с датчиками положения уровня кузова относительно дорожной поверхности.

Ключевые слова: общественный транспорт, автобус, рессорно – пневматическая подвеска, датчик положения уровня кузова

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

в статье анализируются геоэкономические инструменты, используемые государствами во внутренней и внешней политике с точки зрения выявления действующих принудительных механизмов в социальных практиках современности. В ходе исследования было выявлено, как государства используют экономические инструменты в качестве предпочтительного средства геополитической борьбы. Кроме того, в работе отдельно отражено то, что в государствах должно сохраниться право на самобытную социально-экономическую модель развития. Не стоит также забывать и о негативных последствиях односторонних принудительных мер. Используя метод когнитивного моделирования и построив когнитивные карты, авторы выявляют связи в анализируемых социальных практиках с позиции исследования средств геоэкономического давления.

Ключевые слова: геополитика, когнитивное моделирование, экономические инструменты, когнитивные карты, геополитические стратегии

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 22.00.04 - Социальная структура, социальные институты и процессы

В работе представлены аналитические оценки близости решений краевых задач для широко использующихся в технике упруго-ползучих слоистых композиционных материалов при их длительном нагружении, а также дана соответствующая усредненная модель для таких материалов. Оценки показывают возможность использования усредненной модели на большом интервале времени для задачи нагружения постоянно действующим силовым воздействием. Аналитические оценки основаны на ранее полученных оценках близости решений стационарных задач теории упругости. Для рассматриваемой в данной работе одномерной модели установлено следующее свойство: если определяющие соотношения для различных фаз композиционного материала записать как зависимости деформаций от напряжений, то коэффициенты для такой же формы записи определяющих соотношений усредненной модели получаются как простые средневзвешенные значения аналогичных коэффициентов для отдельных фаз.

Ключевые слова: слоистые композиционные материалы, теория ползучести, метод усреднения, оценки эффективности метода усреднения, асимптотически большой интервал времени

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье описано моделирование в среде Simulink работы шагового двигателя, используемого в качестве электропривода механизма сканирования для прибора ориентации на Землю. Цель исследования – определить минимум затрачиваемой мощности в заданном диапазоне значений по индуктивности и сопротивлению. При обнаружении неработоспособности модели выше некоторых значений указанных величин, диапазон измерений сужается до области, где энергии достаточно для правильной отработки заданного угла. Моделирование опирается на параметры двигателей линейки NEMA 17, в частности NEMA 17HS3410. Управление напряжением в системе происходит посредством пропорционально-интегрального регулятора (ПИ-регулятора), показано влияние регулятора на энергопотребление системы. Найдены наименьшие значения мощности, при которых двигатель работоспособен. Результаты работы визуализированы в виде трёхмерных поверхностей, выработаны рекомендации по продолжению исследований.

Ключевые слова: шаговый двигатель, моделирование, прибор ориентации на Землю, энергопотребление

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Холодильные машины рассчитываются на покрытие пиковых тепловыделений в общественных зданиях. При этом пиковые нагрузки зачастую являются кратковременными и основное время холодильные машины работают на 40-60% от своей максимальной мощности. В статье рассмотрены вопросы неравномерного холодопотребления на примере спортивного комплекса, расположенного в г. Волгограде. При проектировании системы кондиционирования зала для игр используется схема холодоснабжения с применением «чиллер-фэнкойлов». Эфффективным решением по снижению затрат является включение в схему холодильной станции аккумулятора холода.  Применение аккумулятора холода позволяет снизить эксплуатационные затраты.

Ключевые слова: система холодоснабжения, система кондиционирования воздуха, холодильная машина, аккумуляция холода, потребление энергии, пиковые нагрузки, переменное энергопотребление

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье авторы предлагают рассмотреть способ оценки риска возможного пребывания автоматизированной информационной системы специального назначения в критическом состоянии в условиях воздействия DDOS-атаки, учитывающий в качестве эмпирической составляющей не только интенсивность нагрузки на систему, но и параметры, используемые в модели системы защиты с полным перекрытием.

Ключевые слова: автоматизированная информационная система, оценка защищенности, система массового обслуживания, риск

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматриваются важность своевременного выявления дефектов автоматизированных электронных систем управления автомобиля для предупреждения серьёзных отказов. Также представлен первый этап механизма математического моделирования - построение графических моделей зависимости количества отказов от времени при различных методах диагностирования технического состояния автомобиля.

Ключевые слова: диагностирование, моделирование, техническое обслуживание автомобилей, отказ, автоматизированная система, электронный блок управления, двигатель

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Приведен краткий анализ ранее предложенных индексов для оценки публикационной активности авторов. Показаны их недостатки и низкая информативность и достоверность.

Ключевые слова: Индекс цитирования, индекс Хирша, публикационная активность, достоверность оценки, самоцитирование, цитирование «независимого» автора

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена вопросу использования средств искусственного интеллекта для решения технических задач в строительной отрасли. Отмечается, что применение нейронных сетей позволит учесть поведение материалов в различных условиях проведения эксперимента. Авторами представлен сравнительный анализ подходов к обучению нейронной сети, в частности, рассмотрены структуры многослойных и LSTM сетей. Установлено, что LSTM сети более эффективны в решении задач идентификационных свойств материалов.

Ключевые слова: нейронная сеть, неразрушающий контроль, задача идентификации, многослойная сеть, LSTM сеть, ударное вдавливание, индентирование, прочностные свойства материалов, нейросетевые технологии, статистическое распределение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье проанализирована расчетная кривая пожара в соответствии с источником тепла воспламенения в отсеке. Чтобы спрогнозировать расчетную кривую пожара, экспоненциальное уравнение, предложенное в предыдущем исследовании, сравнивалось со скоростью тепловыделения, измеренной в пожарном эксперименте. Индекс запаздывания, который является основным фактором, используемым для прогнозирования времени, необходимого для достижения максимальной скорости тепловыделения, уменьшился пропорционально источнику тепла зажигания.

Ключевые слова: кривая пожарного расчета, изоляция труб, источник тепла зажигания, индекс замедления, скорость тепловыделения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье мы исследуем эффективность использования нескольких труб для отвода тепла. Исследование предполагает ламинарный поток в стационарных условиях. Численно исследованы различные смеси при разных расходах. Различные наножидкости, протекающие по нескольким параллельным трубам, были численно исследованы для изучения эффектов повышения температуры. Благодаря преимуществам, которые они привносят в процесс охлаждения, наножидкости открыли новый способ улучшения характеристик тепловых систем. Типичная наножидкость состоит из базовой жидкости, которая обычно представляет собой воду, и наночастиц.

Ключевые слова: теплообменник, проточная труба, наножидкость, нижнее отопление, коэффициент трения, падение давления

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье проведено исследование зависимости температуры теплонагруженного элемента микроэлектроники от параметров формы теплоотводящего тела. Численное моделирование исследования эффективности теплоотводящей поверхности с точки зрения снижения температуры источника проводилось в САПР Ansys Fluent. Преимуществом описанной в работе конструкции теплоотвода считается довольно высокая интенсивность отвода тепла из термически активной области и небольшой вес, что обеспечивается простотой системы теплоотвода и повышенной скорости переноса тепла, что позволяет экономически выгодно рассчитать использование материало-временных затрат на изготовление изделия. Повышенная температура элементов электронной аппаратуры значительной степени влияет на надежность их работы. В данной работе ставится задача обеспечения нормального температурного режима корпуса теплонагруженного элемента микроэлектроники с помощью пассивной системы охлаждения специально спроектированной формы.

Ключевые слова: теплоотвод, эффективность теплоотводящей конструкции, тепловое сопротивление, температурный режим, теплоотдача, тепловое сопротивление, рассевание тепла, теплонагруженный элемент

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Целью данного исследования явился анализ возможности применения математической модели логистической регрессии для распознавания злокачественных новообразований на цифровых изображениях кожи. При проведении исследования применялась база данных, содержащая 6594 цифровых изображений кожи. На первом этапе исследования производилась сегментация цифровых изображений кожи для выделения исследуемого объекта, у которого в дальнейшем определялись морфометрические и цветовые характеристики соответствующие параметрам классической системы ABCD. На втором этапе характеристики использовались в классификации на злокачественные и доброкачественные новообразования при помощи логистической регрессии. При классификации изображений, наибольшее значение показателя точности (67,9 [66,9; 68,8]%) получено при классификации с помощью логистической регрессии, построенной на основе обратного пошагового метода Вальда. Таким образом, логистическая регрессия построенная на основе обратного пошагового метода Вальда может быть применена в классификации злокачественных новообразований на цифровых изображениях кожи, но требуется дальнейшее исследование и определение оптимальных параметров.

Ключевые слова: математическая модель, цифровые изображения кожи, логистическая регрессия, классификация изображений, злокачественные новообразования кожи

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Разработан алгоритм Кэнни (Canny Edge Detection) для обработки рентгеновских снимков. Результаты проведенных вычислительных экспериментов показали, что адаптивный гауссовский фильтр улучшает антишумовую способность и отображает расположение краев более точно. ГРЭС, полученные с помощью программного пакета ANSYS fluent .

Ключевые слова: обнаружение краёв Кэнни, гауссовский фильтр, анализ медицинских рентгенографических изображений, визуализация шумопоглощения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В настоящей работе представлена и исследована дискретная модель конкурсного распределения ресурсов с учётом оппортунистического поведения участников конкурса (активных агентов). Для исследования нами использовался метод качественно репрезентативных сценариев имитационного моделирования. Численно найдено равновесие по Нэшу и исследована зависимость поведения участников игры от параметров модели.

Ключевые слова: коррупция, конкурсное распределение ресурсов, имитационное моделирование, качественно репрезентативные сценарии

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведены численные исследования зависимостей выходных характеристик ионного лазера на парах стронция от давления и температуры активной среды. Найден диапазон условий возбуждения активной среды для реализации многоволнового режима излучения на видимых и инфракрасных переходах иона стронция (λ=430,5; 416,2; 1091 и 1033 нм SrII). Результаты исследований обеспечивают возможность выбирать условия оптимального возбуждения многоволновых стронциевых лазеров, а также управлять относительным вкладом различных спектральных компонент в выходное излучение.

Ключевые слова: многоволновое излучение, рекомбинационная накачка, самоограниченный переход, лазер на парах стронция, численное моделирование

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

В работе авторами рассматривается проблема рефлексивно управляемых кибервойн современности на примере воздействия в киберпространстве, которое в настоящее время является одновременно средой для конфликта и его инструментом. Анализируются реализованные кибератаки и опасность хакерских атак. Отдельно отмечается, что риски, связанные с кибервторжениями, могут включать потерю или раскрытие потребительских данных, кражу или раскрытие интеллектуальной собственности, а также потери инвесторов в результате кражи средств или снижения рыночной стоимости компаний, подвергшихся кибератакам. Делается вывод о том, что кибербезопасность − это постоянно развивающийся ландшафт, и в настоящее время возникает острая необходимость в том, чтобы постоянно учиться как на собственном опыте, так и на опыте других компаний, эффективно противодействующих киберактакам. Кроме того, важным условием является то, что успешное взаимодействие с противниками в киберпространстве требует постоянного стремления к тактической, оперативной и стратегической инициативе.

Ключевые слова: кибервойны, кибератаки, риски кибербезопасности, сети связи, транспортные системы, тактическая, оперативная и стратегическая инициативы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 22.00.04 - Социальная структура, социальные институты и процессы

В статье рассматривается экспериментальная реализация облачного центра обработки данных на основе принципов экономики совместного потребления. Приведен алгоритм и реализация управления ресурсами акторов совместного потребления, проведена качественная оценка работоспособности системы, выполнены базовые тесты производительности веб-приложений, развернутых по предложенной модели.

Ключевые слова: облачные технологии, веб-приложение, экономика общественного потребления, виртуализация, виртуальная машина, системное администрирование, облачный кластер, передача данных, облачный сервис, IaaS

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

При создании модели нелинейной электротехнической системы на основе дифференциальных уравнений важно иметь ввиду, что обычное дифференцирование не дает адекватного математического представления о протекающих нелинейных физических процессах. Даже в простейшем случае проводника с током, построение адекватной модели оказывается возможным, только если применить тензорный подход. С такой точки зрения, любая электротехническая система является объектом тензорной методологии. Типичным примером нелинейной электротехнической системы является электромагнитный привод переменного тока. Нелинейный характер процессов в таких устройствах обусловлен рядом причин. Основными причинами являются: вытеснение тока в обмотке электромагнитного привода переменного тока и насыщение стали магнитопровода в процессе намагничивания. Оба явления допускают тензорное описание, что подтверждается исследованиями, приведенными в статье.

Ключевые слова: динамическая характеристика намагничивания, электромагнит, математическая модель, тензорная методология

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В этой статье представлен алгоритм прогнозирования и облета препятствия одиночным БПЛА. Предложенный способ представляет собой расширенную версию предыдущей работы с добавлением возможности по предотвращению столкновений на основе построения дополнительной кривой обхода на основе алгоритма де Кастельжо. В этой работе авторы предложили способ генерации траекторий, в котором используются кривые Безье со свойствами годографа Пифагора.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, полиномы Бернштейна-Безье, годограф Пифагора, генерация траекторий, обход препятствия, программное движение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассмотрена одна из частей разработки устройства испытания образцов магнитострикционных материалов. Представлено исследование различных конструкций и анализ чувствительности измерительной системы. Приведено обоснование использования магнитного шунта для повышения чувствительности, подтвержденное в натурных экспериментах.

Ключевые слова: магнитострикционные материалы, основная кривая намагничивания, магнитный шунт, магнитный поток

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Повышение эффективности и надежности энергетической системы невозможно без разработки специальных средств контроля и прогнозирования их состояния. Примером стохастической системы является энергосистема, на работу которой воздействует множество случайных факторов, их анализ и контроль позволит контролировать безопасный цикл и надежность работы.

Ключевые слова: электрифицированные железные дороги, стохастические системы, надежность эксплуатации, вероятность отказа, прогнозирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассмотрены основные этапы идентификации системы управления поддержания заданной температуры, в составе которой имеется исполнительный механизм, объект управления и датчик температуры. Исходными данными послужили экспериментальные значения, полученные при различных задающих воздействиях на объекты материального мира. Для подтверждения верности производимых расчётов и выбранных методик идентификации параметров представлено математическое моделирование системы в пакете Matlab/Simulink. В конце статьи даны количественная и качественная оценки полученным математическим моделям.

Ключевые слова: идентификация, математическая модель, объект управления, система управления, переходная характеристика, натурный эксперимент, передаточная функция

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ