Разработан программный комплекс, реализующий расчет и графическую визуализацию асимптотического поведения при большом времени главных членов асимптотик компонент вектора скорости частиц при двумерном движении вращающейся стратифицированной жидкости. Изложена математическая модель, положенная в основу программного комплекса. Описана структура программного комплекса. Показано применение программного комплекса при исследовании динамики колебаний в стратифицированной жидкости.

Ключевые слова: стратифицированная вращающаяся жидкость, математическая модель, программный комплекс, асимптотическое поведение, главные члены асимптотик

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 данной статье описаны этапы программной реализации задачи вычисления среднего времени реакции распределённой системы обработки информации (СОИ) на запросы пользователей и алгоритма оптимального распределения информационных отношений по узлам распределённой СОИ, реализованной на базе архитектуры «файл-сервер» и двухуровневой архитектуры «клиент-сервер» с учетом и без учета влияния блокировок. Описана процедура конструирования исходных данных для моделирования: элементов матрицы начального распределения информационных ресурсов (отношений) по узлам распределённой СОИ, элементов матрицы информационной взаимосвязи запросов пользователей распределённой СОИ и самих информационных ресурсов, элементов матрицы вероятностей формирования пользователями информационных запросов. Разработана и программно реализована процедура, позволяющая существенно упростить вычисление нормализующей константы, а соответственно и среднего времени реакции системы на запросы пользователей. Приведены результаты численных экспериментов

Ключевые слова: распределённая система обработки информации, архитектура «файл-сервер», двухуровневая архитектура «клиент-сервер», нелинейная комбинаторная оптимизация, генератор равновероятного выбора, метод Жордана-Гаусса, нормализующая констата, 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

В статье рассматривается проблема решения минимаксной задачи, характерной для теории расписаний. В качестве возможного метода решения данной задачи рассматривается модифицированная модель Голдберга, являющаяся одной из разновидностей генетических алгоритмов. Описывается сравнение эффективности работы данной модели на основе оценки точности полученных результатов при использовании стандартного кроссовера, для различных видов мутаций и параметров генетического алгоритма.

Ключевые слова: одноточечный кроссовер, генетический алгоритм, модифицированная модель Голдберга, мутация, минимаксная задача, теория расписаний, элитная особь, особь, поколение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается разработка математической модели в детерминированной форме записи основных зависимостей, определяющих процесс парообразования в паросиловой установке с целью получения тепла и электроэнергии при использовании в качестве источника энергии биотоплива. Теоретически были рассчитаны параметры рабочего процесса установки; термический коэффициент полезного действия турбины; и т.д. Используя представленную математическую модель приведенную в статье и данные федеральной службы государственной статистики получаем численные значения рабочего процесса установки работающей на биотопливе. Для удобства все сводные теоретические данные численных значений основных теоретических зависимостей математической модели рабочего процесса макета паросиловой установки для получения тепла и электрической энергии был занесены в таблицу. Таким образом, теоретические исследования показывают возможность производства электроэнергии требуемого качества при использовании ботоплива для получения пара высокого давления.

Ключевые слова: математическая модель, рабочий процесс давление объём, паросиловая установка,получения тепла и электрической энергии, биотопливо

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

В настоящей статье исследована частотная зависимость катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником в звуковом диапазоне частот. На основании произведенных измерений построена схема замещения катушки, учитывающая активные потери, происходящие в результате магнитного гистерезиса, а также появляющуюся на более высоких частотах емкостную составляющую тока. В статье приведена методика определения параметров схемы замещения, которые, вследствие сложности математической модели, определялись статистическим усреднением решений систем нелинейных уравнений. Сделаны выводы о возможностях практического применения данной схемы замещения в электронных устройствах

Ключевые слова: схема замещения катушки индуктивности, частотная зависимость полного сопротивления катушки индуктивности, активные потери в сердечнике

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

В статье рассматривается приближённый алгоритм поиска решения задачи факторизации целых чисел путём сведения к оптимизационному варианту задачи выполнимости булевых формул, содержащей в каждом дизъюнкте ровно 3 литерала (MAX-3SAT). Для последней задачи строится непрерывный вещественнозначный функционал, глобальный минимум которого совпадает с решением MAX-3SAT. Показано использование метода простой итерации в сочетании с методом переменной окрестности и байесовским округлением. Изложено, что глобального минимума не всегда удаётся достигнуть из-за наличия на траектории поиска локальных экстремумов, однако точки, соответствующие локальным оптимумам, могут быть проанализированы на предмет совпадения отдельных компонент решения с точным. Приведены результаты численных экспериментов, которые показали, что разработанный гибридный метод определяет верно на 7% бит выполняющего набора больше чем предшествующие разработки авторов. Также представленный метод поиска задачи факторизации рассмотрен с позиции защищенности квантовых каналов связи в системах квантового распределения ключа. Описана типовая структура системы квантового распределения ключа.

Ключевые слова: задача факторизации целых чисел, оптимизационный вариант задачи выполнимости булевых формул (MAX-3SAT), метод переменой окрестности, вещественнозачный фнкционал представления MAX-3SAT, квантовое распределение ключа

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

В статье рассмотрено ударное взаимодействие звеньев механизма тросозаделочного станка на примере модели «косых» ударов, когда ударные импульсы возникают между звеньями не только вдоль линии удара, но и в касательной к соударающимся поверхностям плоскости. Показано, что возникающие значительные импульсы между соударяющимися элементами способствуют созданию волновых процессов в длинных корпусах. Такие процессы за счет их передачи на трубчатые корпуса шпинделей приводят к возникновению акустических полей

Ключевые слова: шумообразование, виброакустика, вибродемпфирование, нормирование шума, излучение шума

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье описано решение задачи применения основного уравнения пассивной локации для расчета зон покрытия инфракрасных извещателей. Методика расчета разработана на основе уравнения максимальной дальности действия пассивного приемника. В исследовании были рассмотрены три модели соотношения параметров сигнала и шума: сигнал на фоне белого шума при полностью известных параметрах сигнала и шума; обнаружение сигнала, фаза и амплитуда которого неизвестны; обнаружение случайного сигнала на фоне шума. В результате проведенного исследования были найдены условия, при выполнении которых формулы пассивного обнаружения сигнала на фоне помех дают корректные результаты. Таким образом, была установлена связь статистической теории обнаружения с уравнением дальности действия пассивного извещателя.

Ключевые слова: информационная безопасность, инфракрасный извещатель, пассивная локация, инженерно-техническая защита, пироэлемент

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

В статье на основе анализа определены основные технические и организационные мероприятия, что позволило провести постановку задачи по совершенствованию системы управления технологическим процессом портальной мойки автомобилей. Разработана математическая модель нечеткого управления автомойкой за счет программного регулирования подачи воды в зависимости от формы, геометрических размеров и степени загрязнения автомобиля, с целью уменьшения расхода воды и повышения энергоэффективности портальной мойки. В качестве алгоритма нечеткого вывода предложен алгоритм Мамдани, который легко реализуется в программном продукте MATLAB на основе знаний и опыта экспертов, а также моделирования работы оператора. Формализация описания уровня подачи воды, формы, размеров и степени загрязнения автомобиля проведена при помощи лингвистических переменных, приведен их вид и описание элементов терм-множеств этих переменных. Предлагаемая математическая модель может быть использована при проектировании систем управления и другими типами автоматических автомобильных моек.

Ключевые слова: автомобильная мойка, математическая модель, нечеткое управление, алгоритм нечеткого вывода, лингвистическая переменная, терм-множество лингвистической переменной, базовое множество

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

В данной статье для решения задачи оптимального размещения информационных ресурсов по узлам распределённой информационной системы по критерию минимума среднего времени реакции системы на запросы пользователей предложен оригинальный эвристический алгоритм, использующий представление о базах данных, как о точках многомерного пространства, а об узлах, в которых эти базы размещаются как о кластерах.Представлены результаты численных экспериментов в зависимости от используемой архитектуры распределённой системы и от способа обеспечения целостности данных.Численные эксперименты показали домтаточно высокую эффективность предложенного алгоритма.

Ключевые слова: распределённая информационная система, распределённая база данных, локальная вычислительная сеть, нелинейная комбинаторная оптимизация, интенсивности формирования запросов, матрица формирования запросов пользователями, матрица распределения отношений по у

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

Статья еще раз выделяет проблему роста травматизма в нашей стране. В статье представлен разработанный цифровой комбинезон для работ на высоте, исключающий возможность нарушения правил ТБ, контролирующий целостность ремней. Делается вывод, что безопасность человека, его жизнь нельзя отдавать на откуп только ему самому в быстроразвивающемся техногенном обществе, человеку должны активно помогать цифровые технологии

Ключевые слова: неудовлетворительные условия труда, простейшие защитные средства от падения человека, оптоволокно, вероятности возникновения опасности, цифровые технологии

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