ivdon3@bk.ru
В работе изучается вопрос влияния качества расчетной треугольной сетки на точность вычислений в различных вычислительных задачах. Известен пример Шварца, который показывает, что аппроксимация гладкой поверхности многогранной поверхностью может давать очень большие погрешности для вычисления площади поверхности. Это обусловлено тем, на сколько качественной является построенная триангуляция поверхности. Поэтому, естественно ожидать, что существует некоторая связь между определенной характеристикой триангуляции и точностью решения некоторой вычислительной задачи. В представленной статье в качестве такой характеристики выбирается величина – среднее значение минимального синуса угла всех треугольников расчетной сетки. В процессе численных экспериментов решалась задача Дирихле для уравнения Лапласа в круговом кольце, в которой рассчитывалась погрешность приближенного решения (использовался метод градиентного спуска для поиска решения соответствующей вариационной задачи.). Для кольца была построена серия триангуляций с равномерным разбиением по углу и неравномерным разбиением по радиусу в полярных координатах. На данном примере была показана линейная зависимость погрешности от . В статье приводятся как результаты вычисления с различными значениями , так и вычисление коэффициента корреляции исследуемых величин.
Ключевые слова: краевая задача, триангуляция Делоне,точность вычислений, задача Дирихле, математическое моделирование, треугольная сетка, минимальный угол треугольника, кусочно-линейная аппроксимация, вариационный метод, уравнение Лапласа.
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассмотрена одна из частей разработки устройства определения магнитных характеристик ферромагнитных материалов с эффектом памяти формы. Разработана функциональная схема устройства. Проведено моделирование работы устройства и исследование поведения сплава с эффектом памяти формы. Погрешность определения магнитной характеристики ФМПФ с использованием намагничивающей установки разрабатываемого устройства не превысила 0,25 %.
Ключевые слова: магнитострикционные материалы, основная кривая намагничивания, магнитный шунт, магнитный поток
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Гибридные космические солнечные электростанции с лазерным излучением, использующие неиссякаемую энергию Солнца, обеспечивают экологически чистую энергию , «зелёную», а также развитие космической солнечной энергетики, что является перспективным и актуальным направлением развития энергетической системы в космосе (обеспечения электроэнергией космической техники) и в земной энергетической системе. Внедрение беспроводной передачи энергии в виде лазерного излучения позволяет сконцентрировать наведение лазерного пучка безопасно и с наименьшими потерями, полупроводниковым лазером в диапазоне 0,55–0,75 мкм или 1,0–1,1 мкм окон прозрачности атмосферы (1 этап) с последующей разработкой эффективных волоконных лазеров с солнечной накачкой на той же длине волн (2 этап). Три варианта процесса передачи солнечной энергии от Солнца до пользователя в гибридных космических солнечных электростанциях позволяют обеспечить электроэнергией малоосвоенные и труднодоступные регионы, где отсутствуют кабельные сети передачи электроэнергии (райны Крайнего Севера России, Центральной Сибири, Канады, Гренландии, Артики и Антарктиды, горные районы, пустыни, места стихийных бедствий, катастроф и континентального шельфа), а также мобильный передвижной транспорт и системы smart grid.
Ключевые слова: экологически чистая энергия, зелёная энергия, экологическая безопасность, лазерное излучение, космическая солнечная электростанция, гибридные, «smart grid»
01.04.05 - Оптика , 05.14.08 - Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии
В данной статье рассмотрена разработка устройства калибровки магнитометра, которое управляется микроконтроллером, Arduino [1, 2], который может принимать, обрабатывать и передавать необходимые команды периферийной части установки при помощи написанного кода программы. Необходимость буферных схем и элементов позволяет управлять устройствами ввода-вывода. С их помощью реализуются интерфейсные аппаратные средства. Были разработаны структурная и функциональная схемы устройства. А также проведен расчет параметров катушек Гельмгольца, построена их 3D модель. С помощью Гауссметра проведен натурный эксперимент, подтвердивший работоспособность устройства и его эффективность.
Ключевые слова: контрольно-измерительное устройство, индукция, катушки Гельмгольца, гауссметр
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Результаты: в данной статье авторы рассмотрели процесс планирования трудовых ресурсов на примере 3 генподрядных организаций. Имея отчетно техническую документацию по объектам рассматриваемых генподрядчиков, авторы смогли вывести численность рабочих в процессе возведения зданий. Проанализировав имеющуюся статистику, составили ряд графиков показывающих движение монолитных бригад на объектах. По получившимся графикам авторы определили среднее отклонение фактического количества монолитчиков от планового. Выводы: авторами произведён анализ динамики строительства характерных объектов разных генеральных подрядных организаций с указанием разницы значений запланированного (прогнозируемого) и фактического трудового ресурса на объектах, представлены последствия отклонений трудового ресурса и рассмотрены возможные решения данной проблематики. Также в данной статье авторами рассмотрен ряд наиболее используемых в строительной сфере программных комплексов для автоматизации процессов планирования трудового ресурса, произведен их анализ и сравнение по основным возможностям и характеристикам.
Ключевые слова: программные комплексы в планировании, текущее планирование, трудовой ресурс, систематизация флуктуации трудовых ресурсов, автоматизация планирования, производственная программа, планирование трудового ресурса
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.08 - Технология и организация строительства
В статье рассматривается важность использования моделирования для анализа технологических эксплуатационных характеристик изделий, выявления вероятных дефектов. В работе представлены результаты исследования конструкции концевого запорного устройства, сформулированы выводы об эффективности использования программного обеспечения ANSYS при проектировании изделий машиностроения.
Ключевые слова: моделирование, запорное устройство, инновационные технологии, надёжность, качество материала, эксплуатационные характеристики, рабочая среда, машиностроение
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В работе рассматриваются вопросы разработки исполнительных календарных планов, формируемых при осуществлении возведения объектов комплексного освоения территории (КОТ). Комплексное освоение территории предполагает помимо строительства жилых объектов возведение объектов транспортной, коммунальной и социальной инфраструктур. Автором предлагается методика анализа исполнительных календарных графиков (ИКГ) на основе опыта воплощения проектов КОТ. Анализ ИКГ направлен на разработку улучшенных графиков, которые используются при разработке организационно-технологической документации (ОТД) на аналогичные комплексы. Методика позволяет учесть реальные условия строительства объектов и возможности строительно-монтажных организаций, что повышает реализуемость календарных планов в составе ОТД.
Ключевые слова: исполнительные календарные графики, комплексное освоение территории, причины простоев, улучшенные графики, продолжительности работ на объектах
Постоянно растущее количество транспортных средств создаёт большую нагрузку на транспортную сеть городов. Один из путей решения этой проблемы – разработка методов для управления движением в условиях существующих ограничений. Первые разработки по адаптивному управлению транспортом стали появляться в середине восьмидесятых годов прошлого века. Они смогли положительно повлиять на транспортную ситуацию городов и регионов. Каждый из методов адаптивного управления прошёл достаточно долгий период до непосредственного применения, претерпевая постоянные изменения и доработки. В результате, системы, построенные на базе этих методов, внедряются и функционируют до сих пор. С целью упрощения процессов разработки, эксплуатации, обслуживания и масштабируемости адаптивных систем управления транспортом, реализации принципов активного управления увеличения гибкости подобных систем при проектировании и применении, был разработан метод построения распределенных систем управления транспортными потоками который позволяет проектировать систему из готовых блоков и производить внедрение по принципу plug and play.
Ключевые слова: управление дорожным движением, адаптивное управление, распределённая система управления, трафик, МЭК 61499, plug and play
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В данной статье рассмотрена одна из частей разработки устройства входного контроля пленочных конденсаторов. Разработаны структурная и функциональная схемы. Представлены результаты моделирования измерительной схемы в программном пакете Microcap. Результаты модельного эксперимента подтверждают правильность расчетов.
Ключевые слова: входной контроль, пленочные конденсаторы, Arduino, Microcap, диагностика
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Строительство, как одна из основополагающих сфер экономики, требует большого объема строительных материалов, изделий и конструкций, используемых в качестве компонентов для возведения зданий и сооружений. Неравномерность обеспечения территории Российской Федерации различными полезными ископаемыми, используемыми в строительстве, обусловила особенности локализации предприятий по производству строительных материалов в различных регионах. Для преодоления эффекта пространственной удаленности между производителями и потребителями продукции стройиндустрии формируются логистические направления их транспортировки, позволяющие обеспечить строительные компании необходимым объемом ресурсов и материалов для бесперебойного осуществления строительно-монтажных и отделочных работ. В данной статье на основе анализа транспортировки строительных грузов по территории Российской Федерации выявляются ключевые логистические направления их осуществления и характеризуются их параметры и особенности.
Ключевые слова: строительство, логистика, логистические направления, строительные материалы, грузоперевозки
Одним из наиболее актуальных направлений в строительстве является усовершенствование методов реконструкции зданий и сооружений. Инновационным решением данного вопроса считается усиление объектов строительства композитными материалами, в частности, усиление конструкций из природного анизотропного материала – дерева.
Ключевые слова: древесина, углеродное волокно, композит, материалы, усиление, конструкции, реконструкция, восстановление, трудоемкость, стоимость, прочность, деформативность
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки)
Ключевым параметром любой системы охлаждения является коэффициент теплоотдачи. В статье рассматривается вопрос изучения зависимости величины термического сопротивления теплообменника системы жидкостного охлаждения на основе феррофлюидов и коэффициента теплоотдачи от параметров течения жидкости и магнитного поля в теплообменнике. Исследование проведено методом численного моделирования и теплофизического эксперимента. Особенностью рассматриваемой системы охлаждения является теплоноситель. В качестве теплоносителя используется ферромагнитная жидкость на основе магнетитов Fe3O4 и пропиленгликоля. В результате получена численная модель расчета коэффициента теплоотдачи для экспериментальной системы жидкостного охлаждения. Произведена оценка влияния магнитного поля на термическое сопротивление системы и коэффициент теплоотдачи стенка-жидкость при различных величинах напряжённости магнитного поля. Получена экспериментальная зависимость, показывающая рост коэффициента теплоотдачи до 12,5% при воздействии магнитного поля на зону теплопередачи.
Ключевые слова: численная модель теплопередачи, система жидкостного охлаждения, уравнение Лапласа, термический менеджмент, микрочип, феррофлюид, перколяция, коэффициент теплоотдачи, нанофлюид, магнитное поле, охлаждение электроники
Проведена ревизия управляющих цветовой насыщенностью средств программного обеспечения современной компьютерной графики. В предположении измерительного характера преобразования насыщенности определена сопутствующая погрешность. В рамках трёхмерной модели систематизирована структура полной погрешности сатурирующего инструментария. Свойства одной из составляющих – оттеночной неравномерности преобразования – изучены на выборке из 24 программных пакетов. Выявлена её особенность, критичная к целостности изобразительной информации в ходе контрастного преобразования насыщенности. Обнаружена антикорреляция оттеночной неравномерности с найденным ранее яркостным сдвигом. Как результат, исследованный программный продукт не гарантирует адекватность управления контрастом цветовых насыщенностей в задачах анализа изображений, что не допускает возможности его использования в экспертизе. Представлены результаты анализа программного продукта, лишенного обеих погрешностей. Озвученные ранее системные требования к сохранению оттенка и яркости цвета дополнены требованием к преобразованию насыщенности цвета.
Ключевые слова: метрологическое обеспечение программ, преобразование насыщенностей цвета, контраст насыщенностей, погрешности контрастирования, целостность изобразительной информации, экспертные приложения
В связи с постоянным развитием сферы производства, появлением новых конструкционных материалов и нарастающими темпами потребления невозобновляемых ресурсов актуальной является задача разработки средств повышения ресурса техники. Одним из приоритетных направлений в данном ключе становится разработка и внедрение технологий создания покрытий специального назначения, улучшающих функциональные характеристики изделий, в частности, ударную прочность, микротвердость, стойкость износу, коррозии и другим факторам внешней среды за счет модификации структурно-фазового состояния поверхностного слоя. В работе рассматриваются вопросы создания установки по нанесению многокомпонентных нанокомпозитных покрытий. Проектирование и отработка подобной техники требует значительных затрат временных и материальных ресурсов. В связи с этим целесообразным представляется применение современных программно-вычислительных комплексов, позволяющих проводить моделирование мультифизических процессов, имеющих место при работе установки. Проведено моделирование катодно-анодного узла, на основе результатов которого показана необходимость учета при проектировании блока плазменного напыления физических процессов в межэлектродной области, поскольку ресурс катодно-электродного узла и производительность процесса напыления напрямую зависят от параметров разряда и образующейся плазменной струи. Так, высокие температура и плотность тока, а также скачкообразный характер перемещения пятна дуги приводят к повышенному износу и выходу из строя медных сопел.
Ключевые слова: плазменное напыление, многокомпонентные нанокомпозитные покрытия, мультифизические процессы, математическое моделирование
В данной работе представлена разработанная авторами информационная модель реляционной базы данных, предназначенной для учета нагрузки преподавателей образовательной организации. Проведены выявление сущностей предметной области, их декомпозиция и выявление связей между ними. Построенная модель базы данных была приведена к нормальной форме Бойса – Кодда. На основе спроектированной схемы базы данных была осуществлена ее физическая реализация и проведено наполнение тестовыми данными. Результаты тестовых запросов показали адекватность разработанной модели и возможность ее практического применения. В настоящее время она находится в стадии опытной эксплуатации на кафедре информационных систем и компьютерного моделирования Волгоградского государственного университета. С минимальными изменениями разработанная схема базы данных может быть применена для учета нагрузки преподавателей в различных образовательных организациях.
Ключевые слова: база данных, информационное моделирование, диаграмма «сущность – связь», декомпозиция, информационная система, образовательная организация
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)