ivdon3@bk.ru
В статье представлены результаты экспериментальных исследований параметров микроразмерных металлических частиц и напыляемых пленок, получаемых методом электрического взрыва металлических проводников (ЭВП) и электровзрывного напыления (ЭВН), соответственно. В качестве взрывающихся проводников использовались медные (Cu) и алюминиевые (Al) металлические проволочки. Геометрические параметры и физико-химический анализ, получаемых микрочастиц и тонких пленок, осуществлялся посредством универсальной двулучевой электронной системы Versa 3D. Из анализа полученных образцов напыляемых тонких пленок и мелкодисперсных частиц следует, что при протекании плотности разрядного тока J≈10^10 А/м^2 миллисекундного диапазона толщина пленок и размеры частиц могут достигать величин меньше микронного масштаба.
Ключевые слова: электрический взрыв проводников, тонкие металлические пленки, мелкодисперсные частицы
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы
Проведено численное моделирование из первых принципов ультратонких пленок гидрированного аморфного углерода. В качестве моделей рассматривались наногибридные системы графен-С60. Выполнены расчеты полной энергии с использованием метода псевдопотенциала в рамках теории функционала плотности. Изучены локальные атомные структуры и электронный энергетический спектр рассматриваемых систем. Установлено, что взаимодействие фрагмента фуллерена С60 с графеном сопровождается значительной деформацией их локальной атомной структуры. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальной электронной структурой гидрированного аморфного углерода, полученного в тлеющем разряде постоянного тока.
Ключевые слова: энергозависимая память на фазовых переходах, моделирование из первых принципов, метод псевдопотенциала, метод Кона-Шэма, фуллерены, графен, аморфный углерод, атомная структура, электронная структура, энергия адсорбции
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Рассматривается система движения автомобильного движения в городе и среднее время в пути. Основной целью статьи является изучение влияния различных алгоритмов на среднее время в пути. В ходе исследования авторы предлагают математическую модель системы городского движения, представляющую собой ориентированный граф дорожной сети, а также двух матриц плотности жилых и рабочих районов города. Кроме этого в модели автомобильного движения используется представление автомобилей, который выбирают свой маршрут по заданным алгоритмам. Также, на математическую модель наложены некоторые ограничения, которые вытекают из ограничений реального городского движения. В работе авторы используют предложенную математическую модель и показывают примеры расчётам некоторых дорожных ситуаций, а также возможные способы их оптимизации по среднему времени в пути. В последней части статьи авторы пишут о среде имитационного моделирования AnyLogic и о том, как она может помочь в имитации городской транспортной системы. Данная статья является отправной точкой в дальнейших исследованиях, направленных на изучение различных алгоритмов маршрутизации средств передвижения в транспортных сетях.
Ключевые слова: автомобильное движение, маршруты, граф автомобильных дорог, умный город, граф, имитационное моделирование, транспортный поток, время в пути, пропускная способность, оптимизация
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
На основе модели непоршневого вытеснения нефти водой представлены математическая модель, алгоритм и программный продукт, позволяющий провести численные исследования показателей разработки слоистого пласта с учетом способа заводнения месторождения: водой пластовой температуры или горячей водой.
Ключевые слова: уравнение неразрывности, уравнение теплопереноса, непоршневое вытеснение нефти водой, конечно-разностная схема
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается технологии, работающие с интернетом вещей, и их применении в различных отраслях. Интернет вещей рассматривается как автоматизация более высокого уровня, следовательно, становится возможным автоматизированное принятие сложных логических решений, связанных с выбором структуры процесса и операций, назначением технологических баз и других подобных задач. Рассмотрена модель, основанная на универсальном примитиве, называемом Актором для параллельных и распределенных вычислений. Освещены вопросы реализации агентного подхода для приложений интернета вещей. Проведен анализ использования фреймворка Akka для реализации агентов
Ключевые слова: автоматизация, управление, технология, анализ, интернет вещей, агент, примитив, реализация, инструментарий, масштабируемость, Akka, IoT
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Авторами проведены натурные исследования последовательной серии значений пробивных напряжений системы зажигания ДВС модели F8CV автомобиля Daewoo Matiz на холостом ходу при минимальной частоте вращения коленчатого вала (650 об/мин). Опыты проведены на базе микропроцессорной системы исследования распределения значений пробивных напряжений. Кроме распределения по диапазонам величин пробивных напряжений, алгоритм данной системы позволяет записывать в оперативную память микропроцессора серию пробивных напряжений. Выявлено, что последовательная серия значений напряжений может: несколько циклов увеличиваться (не более 3 циклов); несколько циклов уменьшаться (не более 3-х циклов); оставаться неизменным. Можно предположить, что существует корреляция между величиной пробивного напряжения и максимальным давлением цикла. Дальнейшей задачей исследований является выявление закономерности изменения пробивного напряжения в последовательной серии значений пробивных напряжений.
Ключевые слова: система зажигания, искровой разряд, двигатель внутреннего сгорания, свечи зажигания, пробивное напряжение, гистограмма, последовательная серия
Показаны концентрационные изменения показателя преломления в бинарных солевых расплавленных системах щелочных металлов, содержащих нитрит- и нитрат- анионы. Показатели преломления и молярные рефракции систем KNO3- NaNO2, и NaNO3 – KNO2 подтвердили концепцию аддитивности и линейность изотерм при изменении состава.
Ключевые слова: солевые расплавы, нитриты и нитраты щелочных металлов, показатель преломления, рефракция
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Рассматривается сравнительный анализ использования распределенных и многопроцессорных систем различных классов для задач обработки изображений. Приводятся обозначения и классификации вычислений, характер часто применяемых операций для обработки изображений, классификация архитектур для обработки изображений. Исследуются вопросы соответствия общих классов вычислительных архитектур типам вычислительных операций, используемых в процессе обработки изображений. Показано, что каждая архитектура имеет преимущества и недостатки в некоторых специальных областях обработки, но ни одна из них не является оптимальной для всех случаев. Наиболее целесообразным подходом к определению производительности распределенных и многопроцессорных систем в этом случае представляется процесс их архитектурного моделирования, с последующей эмуляцией на полученной модели теста типа HINT. Достоинствами данного подхода является возможность получения достоверной оценки производительности всей системы в целом, а также простота его реализации для различных архитектур.
Ключевые слова: алгоритмы обработки изображений, распределенные системы, многопроцессорные вычислительные системы, анализ изображений, классификация архитектур
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Фантомы представляют собой имитацию биологической ткани. С помощью фантомов можно моделировать распространение света в биологической ткани. При проведении любых биофизических экспериментов существует необходимость в постоянстве начальных условий эксперимента. Использование твердых фантомов, не деградирующих с течением времени и при воздействии внешних факторов, является фундаментом для получения надежных результатов и повторяемости эксперимента. Создание фантомов биологической ткани, содержащих флуоресцентные наночастицы или наночастицы с большим поглощением, а также которые соответствуют конкретным механическим или оптическим свойствам, является актуальной задачей. В работе описана разработка, изготовление и измерение параметров твердых фантомов биологической ткани, содержащих золотые и апконверсионные наночастицы. Проведены исследования оптических и механических свойств фантомов. Выявлены интервал температур, пригодный для применения образцов, в качестве фантомов биологической ткани для задач лазерного термолиза.
Ключевые слова: фантом, золотые наностержни, люминесценция, квантовые точки, термогравиметрический анализ
В работе выполнено аналитическое описание развертывающейся поверхности одного из изделий легкой промышленности – аэродинамической фигуры. Все элементы поверхности проектируются в среде Maple на основе команд пакета с библиотекой 4GL. Для построения 3D графических объектов предложен набор команд, позволяющих аналитически описывать поверхности и пространственные кривые. Элементы развертки аэродинамической фигуры представляют собой конические и цилиндрические развертки со специальным характером их границ. Предлагаемое описание поверхности аэрофигуры позволяет проектировать техническое изделие заданных геометрических размеров по рассчитанной геометрии элементов аэрофигуры.
Ключевые слова: описание пространственной формы аэрофигуры, пакет Maple 2015, 3D графические объекты конического и цилиндрического типов, 2D развертки
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Синтезированы двухфазные композитные материалы вблизи порога перколяции на основе La0.7Sr0.3MnO3 и второй фазы, представляющей собой неорганическое или органическое соединение - поливинилацетат, парафин, карбоксиметилцеллюлоза, сахароза, а также ультрадисперсные частицы серебра. Для композитов с органической матрицей значения магниторезистивности не превышают 2 %, а для композитов с серебряными частицами − 8%. Значения изотропной отрицательной магниторезистивности для керамических образцов 80%LSMO/20%GeO2 (массовых %) достигают 13% в магнитном поле 15 кЭ с чувствительностью около 1%/кЭ в слабополевой области. Следует отметить высокую химическую и радиационную стабильность этих стеклокомпозитов. Магниторезистивные свойства таких составов незначительно уменьшились после 60 суток нахождения в воде соленостью 35 промилле. Композиты 80%LSMO/20%GeO2 были подвергнуты воздействию рентгеновского излучения дозой 7 Зв от источника Co57. Магниторезистивные свойства и электрическое сопротивление этих композитов после этого не изменились.
Ключевые слова: манганит лантана стронция, керамический двухфазный материал, одношаговый синтез, радиационное воздействие, магниторезистивность, порог перколяции, диэлектрическая проницаемость, барьерный слой, спин-зависимое туннелирование, спиновая поляризация
Представлена модель потоковой и сетевой компьютерных разведок, включающая имитационную и аналитическую модели. Сущность модели заключается в моделировании процессов идентификации информационных потоков защищаемого мобильного узла. Отличительной особенностью данного этапа является имитация поиска и идентификации формируемого мобильным узлом связи информационного потока с учетом динамического случайного переключения между информационными потоками, различного времени нахождения в данном потоке, а так же учете ряда параметров характеризующих средства потоковой разведки. Далее оценивается время сканирования сетевого оборудования, средствами сетевой разведки. Выходным результатом имитационной модели является вероятность идентификации защищаемого мобильного узла связи средствами потоковой и сетевой компьютерных разведок. Учитывая необходимость обладания рядом специфических навыков связанных с использованием сред имитационного моделирования, а так же существенными временными затратами, результаты были аппроксимированы и получено аналитическое выражение искомой величины. Для оценки качества модели проведены верификация модели; оценки адекватности и устойчивости модели, а так же оценки погрешности и чувствительности. На основании сравнения результатов моделирования разработанной и известных моделей определенно, что достоверность результатов моделирования повысилась на 12-15%.
Ключевые слова: потоковая и сетевая компьютерные модели, имитационная модель, узел компьютерной сети
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Фрактальная геометрия применяется при разработке новых конструкций на основе принципов фрактального формообразования и исследовании поколений фрактальных структур. Поколения структуры характеризуется оптимизацией исходной геометрии в процессе итерирования. Фрактальные структуры старших поколений обладают лучшими показателями надежности. Целью исследования является разработка алгоритма моделирования новых конструкций на основе принципов фрактального формообразования. Развитие фрактальных структур требует создания новых технологий и материалов.
Ключевые слова: фрактальная структура, поколения, фрактальная геометрия, формообразование, саморазвивающиеся структуры, уникальные конструкции, 3D моделирование
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика
Рассматриваются особенности функционирования предприятий автосервиса при увеличении сезонного спроса на ТО и ремонт автомобильной техники. Для анализа их деятельности в условиях ограниченных ресурсов и случайного потока заявок (требований) применен аппарат системы массового обслуживания
Ключевые слова: Предприятие автосервиса, поток требований вероятность, критерии, издержки, эффективность
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Составлен алгоритм расчета основных геометрических характеристик сечения, состоящего из парных уголков, при погибе обоих уголков. Полученные результаты применены для определения несущей способности элемента фермы.
Ключевые слова: стропильная ферма, погиб, центр тяжести, момент инерции, радиус инерции