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 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

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

Целью данной работы является исследование взаимодействия двух предельно коротких импульсов при их распространении по образцу топологического изолятора. Моделирование эволюции электромагнитного поля проводилось на основании уравнений Максвелла, дополненных уравнением, определяющим поведение электрического тока в системе. Электроны описывались на основании длинноволнового эффективного гамильтониана в случае низких температур. В результате проведенного исследования была выявлена зависимость формы предельно короткого оптического импульса от его начальной скорости и начальной амплитуды. Показано устойчивое распространение импульса (типа солитона) как до, так и после столкновения.

Ключевые слова: предельно короткие импульсы, топологический изолятор, столкновение

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

Проанализированы возможные способы высокоскоростного управления характеристиками рекомбинационных He-Sr и He-Ca лазеров с использованием математического моделирования. Показано, что возможна регулировка лазерных характеристик в широком интервале значений при использовании двух способов управления – посредством вариаций амплитуды добавочного импульса тока в послесвечении и посредством вариаций момента его приложения. Рассчитаны зависимости лазерных характеристик от параметров добавочных импульсов.

Ключевые слова: рекомбинационный лазер на парах металла, He-Sr лазер, He-Ca лазер, газоразрядная плазма, высокоскоростное управление, математическое моделирование

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

Проведено численное физико-топологическое моделирование для оптимизации толщины перовскитовых солнечных элементов на основе гетероструктуры TiO2/CH3CN3PbI3-xClx/Spiro-OMeTAD. Результаты проведенных исследований показали, что оптимальные значения толщин пленок TiO2 и CH3CN3PbI3-xClx гетероструктуры, позволяющие получить высокий коэффициент полезного действия солнечного элемента, лежат в относительно узких пределах. Проведенные исследования показали возможность эффективного использования численного физико-топологического моделирования для разработки перовскитовых солнечных элементов с учетом особенностей фотогенерации, рекомбинации и переноса носителей заряда в реальных гетероструктурах.

Ключевые слова: Солнечный элемент, перовскит, диоксид титана, гетероструктура, 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 работе произведено исследование эффективности теплоотводящей поверхности объемного тела с внутренним источником тепла. Подобран электростатический аналог распределения теплового поля. Предложена модель конвективного потока, при определенных начальных и граничных условиях переходящего в отвод тепла теплопроводностью среды. Сделан вывод о неэффективности выполнения теплоотводящей поверхности в виде штыревых, оребренных и прочих конструкций существующих теплоотводов, увеличивающих только массу, технологическую сложность изготовления, тепловое сопротивление и температуру теплонагруженного элемента.

Ключевые слова: Температурное поле, конвективный теплоперенос, эффективная площадь теплоотвода, электростатический аналог, теория подобия

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 рассмотрена структура программно-аппаратного измерительного канала, которая состоит из четырёх последовательно соединённых элементов: первичный преобразователь; аналого-цифровой преобразователь; программный динамический преобразователь; цифро-аналоговый преобразователь. Для каждого из блоков построены математические модели. Проведено имитационное моделирование измерительного канала. В качестве входного сигнала взята модель апериодического звена первого порядка. Для формирования сигнала помехи применён генератор случайных чисел с уровнем шума 0.5. Найдена погрешность для измерительного канала. Предлагаемая математическая модель позволяет найти настроечные коэффициенты программного обеспечения измерительного канала, которые обеспечивают минимальные потери информации в программно-аппаратном измерительном канале. Полученная модель может быть использована в системах автоматического управления для текущей идентификации настроек регуляторов.

Ключевые слова: модель измерительного канала, модель первичного преобразователя, настройка коэффициентов, погрешность измерительного канала

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

В данном исследовании был описан процесс адсорбции модифицированной рисовой соломы с использованием математического описания с помощью кинетических и изотермических моделей. В качестве кинетических моделей использовались модели псевдопервого порядка, псевдовторого порядка, Эловича и Лайнуивер – Бёрка, а изотермических - модель Ленгмюра и модель Фрейндлиха.

Ключевые слова: адсорбция, кинетика адсорбции, изотерма адсорбции, Ленгмюр, Фрейндлих

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

В статье рассмотрен вопрос экспериментальной оценки коэффициента теплоотдачи в гибридной системе иммерсионного охлаждения с контактным точечным охлаждением и сухими зонами. Изменение коэффициента теплоотдачи производится через изменение числа Рейнольдса для течения теплоносителя в системе иммерсионного охлаждения. Экспериментальное исследование проводится на основании численной модели имитационного моделирования исследуемого процесса. В результате получены зависимости термического сопротивления системы процессор-теплообменник от коэффициента теплоотдачи и от числа Рейнольдса турбулентного течения, произведена оценка результатов с результатами моделирования. Найдено, что с повышением числа Рейнольдса интенсификация теплоотдачи происходит слабее теоретического. Найден уточнений коэффициент подобия для рассматриваемого случая.

Ключевые слова: процессор, тепловой поток, термическое сопротивление, уравнение Лапласа, турбулентный поток, число Рейнольдса, теплообмен, погружная система охлаждения, иммерсионная система охлаждения, кавитация

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

В данном исследовании поставлена задача моделирования системы охлаждения процессоров суперЭВМ с тепловым насосом на обратном цикле Стирлинга путем численного моделирования процессов теплопередачи в исследуемом объекте В статье приводятся результаты численного моделирования процессов теплопередачи в системе охлаждения процессоров суперЭВМ с тепловым насосом на обратном цикле. Исследовалась численная модель процесса теплопередачи. В результате получены зависимости требуемого температурного лифта теплового насоса с учетом термического сопротивления системы первый контур жидкостного охлаждения - холодный цилиндр теплового насоса и системы горячий цилиндр - второй контур жидкостного охлаждения в зависимости от величины коэффициента преобразования теплоты 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 настоящее время большое значение отводится применению математического моделирования при проведении системного анализа. В статье раскрываются определения системного анализа и математического моделирования. Описаны проблемы, которые можно решить с помощью системного анализа, а также сформулированы основные задачи системного анализа. Отмечено, что системный анализ применяется в основном для исследования и проектирования больших и сложных систем. Проанализированы методологические основы разработки математической модели.

Ключевые слова: системный анализ; модель; система; математическое моделирование; математическая модель

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

Актуальность работы, целью которой является постановка задачи планирования маршрутов доставки ценных грузов, основана на наличии значительного спроса на перевозки грузов с участием специализированных транспортных компаний. Предлагается для графовой модели транспортной сети составить матрицы, влияющие на комплексную оценку движения между всеми узловыми точками маршрута в зависимости от времени суток и дня недели, и опыта персонала, сопровождающего груз. Комплексная оценка включает стоимость, длительность и безопасность доставки. Результатом решения рассматриваемой задачи является маршрут движения доставки груза, который отвечает поставленным целям.

Ключевые слова: задача планирования маршрута, задача поиска кратчайшего пути, безопасность доставки, графовая модель

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

В статье представлено описание общей модели информационной системы по управлению информационными потоками при аренде недвижимости с использованием технологии распределенных реестров на платформе corda. Представлено описание участников информационной системы. Рассмотрены ключевые концепции использования технологии распределенных реестров для реализации информационной системы по управлению недвижимостью. Представлены методы анализа данных информационной системы по управлению недвижимостью. Рассмотрен метод аппроксимации данных с использованием полинома Лагранжа. Описан способ оценки стоимости недвижимости с использованием технологии искусственных нейронных сетей.

Ключевые слова: аренда, недвижимость, анализ данных, информационная безопасность, нейросети, распределенные реестры, информатика, информационная система, corda

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

С использованием аппарата замкнутых экспоненциальных сетей массового обслуживания (СеМО) , решена задача оптимального размещения распределённой базы данных (РБД) в распределённой информационной системе на базе локальной вычислительной сети (ЛВС) с использованием трёхуровневой клиент-серверной архитектуры по критерию минимума среднего времени реакции системы на запросы "тонких клиентов". Преведены базовые соотношения для конструирования матриц переходных вероятностей и интенсивностей обслуживания в узлах сети.Приведены результаты численных экспериментов.

Ключевые слова: распределённая информационная система, тонкий клиент, сервер приложений, cервер баз данных, концептуальная модель, матрица переходных вероятностей, интенсивности обслуживания, стационарная вероятность, уравнение глобального баланса, среднее время реакции

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

В работе предложен метод формирования точного автомодельного решения задачи гидродинамического расчета клиновидной опоры (ползун, направляющая), работающей на микрополярном жидком смазочном материале, обусловленной расплавом опорного кольца, с учетом зависимости вязкостных характеристик микропролярного смазочного материала от температуры и давления. На основе системы уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости микрополярного смазочного материала для случая «тонкого слоя» с учетом зависимости вязкостных характеристик микропролярного смазочного материала от температуры и давления, уравнения неразрывности, а также формулы скорости диссипации энергии для определения функции Ф(х) , обусловленной расплавом поверхности опорного кольца. Определены основные рабочие характеристики рассматриваемой пары трения. Дана оценка влияния параметра, обусловленного расплавом направляющей, а также зависимость структурно-вязкостных параметров микрополярного жидкого смазочного материала от давления и температуры на несущую способность и силу трения.

Ключевые слова: гидродинамика, опора скольжения (ползун, направляющая), вязкий несжимаемый жидкий микрополярный смазочный материал, расплавленная поверхность направляющей, зависимость вязкости смазочного материала от давления и температуры

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе на основе уравнения движения несжимаемого смазочного материала, обладающего микрополярными свойствами для случая «тонкого слоя», уравнения неразрывности, Дарси и формулы скорости диссипации энергии для определения функции Ф(θ), обусловленный расплавленной поверхностью подшипниковой втулки, покрытой легкоплавким металлическим расплавом несущего ассимптотического решения по тепловому параметру К. С помощью автомодельного решения для нулевого приближения, т.е. без учета расплава легкоплавкого металлического расплава и для первого приближения с учетом легкоплавкого металлического расплава определены поле скоростей и давлений в смазочном и пористых слоях, а также определены основные рабочие характеристики радиального подшипника скольжения. Дана оценка характерных проницаемости пористого слоя и расплава поверхности подшипниковой втулки, покрытое легкоплавким металлическим расплавом на нагрузочную способность и силу трения.

Ключевые слова: легкоплавкий металлический расплав, проницаемость пористого слоя, смазочный материал, обладающий микрополярными свойствами, подшипник скольжения

05.02.04 - Трение и износ в машинах , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена разработке решения многокритериальной транспортной задачи. В качестве критериев брались минимальные стоимость перевозок, время перевозок, накладные расходы и максимальный объем перевозок. Классические методы решения задач многокритериальной оптимизации модифицированы и приспособлены под особенности транспортной задачи. В среди Visual Studio на языке программирования С# составлен программный комплекс, позволяющий решать задачу многокритериальной транспортной задачи одним из методов линейной свертки, главного критерия, уступок или методом гарантированного результата и сравнивать полученные результаты.

Ключевые слова: четырехкритериальная транспортная задача, метод потенциалов, начальная симплексная таблица, метод главного критерия, метод уступок, лямбда-задача, метод линейной свертки, транспортные перевозки, программная реализация, мультипликативная свертка, метод гар

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

Изложены основные этапы развития автоматизированной системы оперативного управления (далее АСОУП) на железнодорожном транспорте, проблематика эффективности работы указанной системы. Описаны методы повышения эффективности АСОУП, представлена модель обработки информационных потоков.

Ключевые слова: АСОУП, АСОУП-2, АСОУП-3, дорожно-сетевая база данных, таблица текущего состояния, информационное сообщение, транспортная система, тематическая таблица, эффективность, железнодорожный транспорт

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