В статье указано, что изучение процесса группировки электронов в пространстве дрейфа пролетного клистрона является актуальной задачей, позволяющей установить общие закономерности применимые к более сложным моделям. В связи с чем исследовано поведение предварительно промодулированного электронного потока в пространстве дрейфа пролетного клистрона. Реализована численная модель, которая учитывает влияние полей пространственного заряда и взаимодействие заряженных частиц с элементами электродинамической системы. Проведена серия численных экспериментов с различными значениями тока и начальных скоростей электронов, а также их сравнение с теоретическими данными. В результате проведения численных экспериментов были получены данные характеризующие динамику электронного потока в пространстве дрейфа пролетного клистрона при различных значениях начальной скорости (0,5с, 0.9с) и катодного тока(10мА, 1А, 10А).

Ключевые слова: пролетный клистрон, математическая модель, численное моделирование, метод крупных частиц, метод «частица — частица», пространство дрейфа, распределение конвекционного тока, электронный поток, многопоточные вычисления, система дифференциальных уравнений

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Напряженно-деформированное состояние двухфазного тела под действием нагрузки описывается с помощью системы дифференциальных уравнений в частных производных (уравнений Ламе), аналитическое решение которой можно получить для узкого класса задач. Для применения одного из вариационных методов к решению обобщенной системы Ламе записывается функционал на основе потенциальной энергии деформаций, что позволяет расширить спектр задач по исследованию механических процессов в грунтовых основаниях под инженерными сооружениями.

Ключевые слова: двухфазное тело, водонасыщенное грунтовое основание, потенциальная энергия двухфазного тела, напряженно-деформированное состояние

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

Работа посвящена анализу методов усвоения данных спутниковых наблюдений для выявления необходимой информации применяемый при разработке и верификации математических моделей гидродинамики и биологической кинетики мелководных водоемов. Для накопления информации рассматриваем использование данных дистанционного зондирования. Рассматривается возможность использования нейронных сетей с вычислением оптического потока. Целью работы является создание программного инструментария, применяемого для получения начальных условий при математическом моделировании гидробиологических процессов мелководного водоема.

Ключевые слова: математическое моделирование, мелководный водоем, данные спутникового зондирования, нейронная сеть, контур, обработка изображений

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предмет исследований – разработка сервиса для поиска по файлам пользователя по заданному набору ключевых слов с параметрами. Были изучены имеющиеся подходы к решению такой задачи и выбран наиболее релевантный. Сервис осуществляет поиск внутри файлов с текстовым содержимым с целью автоматизации процесса выделения нужных файлов среди всего множества. В основе его работы лежит алгоритм Портера и используется подход стемминга текста с целью получения более точных результатов. Выполняется поиск основы слова, учитывающий морфологию. Выполняя морфологический разбор слова, находится общая для всех его грамматических форм основа, отсекая суффиксы и окончания. В результате алгоритм работы сервиса позволяет искать не просто по заданным ключевым словам, но и учитывает их словоформы, а также ищет сразу по нескольким наборам ключевых слов, каждый набор анализируется отдельно. Помимо этого можно задавать диапазоны числовых значений для поиска. Особенность сервиса в том, что наборы ключевых слов ищутся совместно в ближних абзацах в интервале окрестности от -20 до +20 слов друг от друга, учитывая таким образом контекст их появления в тексте. Сервис ранжирует найденные документы по качеству соответствия критериям поиска. Обрабатываются файлы в основных форматах: doc, xls, pdf, txt. Сервис функционирует на платформе Linux под управлением веб-сервера Apache. Для разработки использованы бесплатные программные инструменты.

Ключевые слова: поисковая система, анализ документов, стемминг, алгоритм Портера, словоформы, морфология, среднее-арифметическое процентов, веб-сервис

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

Приведены результаты исследования работы трансмиссии трактора МТЗ-82 на различных передачах. Для автоматизации расчетов при исследовании применено имитационное моделирование в среде Simulink.

Ключевые слова: трансмиссия, трактор, имитационное моделирование, среда Simulink

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

В статье рассматриваются работы зарубежных авторов в области решения нечетких распределительных (транспортных) задач. Для решения таких задач в реальных условиях довольно сложно формализовать все параметры в виде определенных чисел, поэтому область решения нечетких распределительных (транспортных) задач привлекает широкое внимание ученых и экспертов, спровоцировав многочисленные успешные исследования. Для решения распределительных (транспортных) задач, при рассмотрении современного состояния зарубежной литературы, выявлены основные подходы, заключающиеся в применении пятиугольных, гексагональных, октагональных нечетких чисел, ранжирования, интуитивистской нечеткой среды, а также подхода Пифагора. Сейчас всё более актуально становится применять неточные данные в реальных задачах транспортировки. Перечисленные подходы к решению распределительных (транспортных) задач дают определенный эффект по сравнению с существующими, поэтому необходимо исследовать решения нечетких распределительных задач с использованием современных подходов и методов.

Ключевые слова: нечеткая задача маршрутизации транспорта, оптимизация, нечеткие методы, нечеткие числа, эвристические алгоритмы, гибридные алгоритмы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье приводится решение задачи оптимизации периодичности технического обслуживания на примере рамы грузового автомобиля КамАЗ-4308. В качестве критерия оптимизации предлагается использовать удельные затраты за заданное время, включая издержки на устранение скрытых отказов. Проведен расчет ресурса рамы, получены эмпирическая и аппроксимирующая функции генеральной совокупности конечного объема.

Ключевые слова: автомобиль, вероятность безотказной работы, техническое обслуживание, оптимизация, удельные затраты, оценка надежности

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

При модернизации цементного завода и переходе на новую технологию производства цемента, была поставлена как одна из задач, проектирование делителя потока сыпучих материалов. В дальнейшем при успешной реализации проекта, это бы позволило использовать общий сырьевой склад, который питает две печи обжига клинкера. Составленная математическая модель делителя потока сырья позволила смоделировать переходные процессы в работе механизма. Созданная программа и визуализация процесса упрощает работу персонала, эксплуатирующего установку.

Ключевые слова: автоматизация, эксплуатация, делитель, модернизация, цементная промышленность

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье мы рассматриваем проблему моделирования динамики криптовалют с помощью широкого класса умеренно устойчивых процессов Леви. На первом шаге оценивается обобщенный индекс Блюменталя-Гетура на основе реализованной степенной вариации ряда логарифмических доходностей курсов криптовалют. Мы рассматриваем случай, когда индекс активности скачков меньше единицы, который соответствует процессам Леви ограниченной вариации. Затем моделируемый процесс представляется как последовательность положительных и отрицательных скачков Леви за короткие периоды времени. Мы калибруем модель по искусственным цифровым опционов в одно касание, которые представляют собой статистические вероятности пересечения заранее определенных барьеров. В таком представлении становится возможным применение явных формул факторизации Винера-Хопфа для определения цены синтетических цифровых опционов в одно касание. Предложенная методика упрощает подгонку параметров негауссовских процессов Леви с активностью скачков, не превышающей 1.

Ключевые слова: математическое моделирование, криптовалюты, умеренно устойчивые модели Леви, модель CGMY, индекс Блюменталя-Гетура, опционы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена задаче управления асинхронным двигателем электромобиля в режим разгона и поддержания скорости движения транспорта в желаемом значении с динамически меняющимся крутящим моментом. Для решения поставленной задачи описывалась динамика движения электромобиля, описана система векторного управления с прямым регулированием момента с коммутацией ключей инвертора, обеспечивающего быстрое изменение электромагнитного момента практически без изменения скорости вращения ротора двигателя. На основе приведенной модели проведен синтез системы в пакете Matlab/Simulink, получены результаты моделирования. Синтезированные стратегии управления обеспечивают достижение поставленной задачи по разгону и стабилизации скорости движения электромобиля с учетом паспортных характеристик электромобиля, устойчивость замкнутой системы.

Ключевые слова: электромобиль, системы управления, динамика автомобиля, векторное управление, прямое управление моментом

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

В настоящей статье рассматривается программно-аппаратный комплекс для исследования аэродинамики и электромеханических характеристик ветроэнергетических установок (ВЭУ) с вертикальной осью вращения. Созданный лабораторный стенд позволяет проводить экспериментальные исследования разрабатываемых ветроэнергетических установок, получать зависимости угловой скорости вращения ротора и потребляемой электрической мощности от скорости ветра. Для демонстрации эффективности работы, рассматриваемой ВЭУ вихревого типа спроектированы и собраны соответствующие макетные образцы ВЭУ мощностей 0,2 кВт и 1,2 кВт, проведены их натурные испытания. Разработанное программное обеспечение позволяет проводить численное моделирование движения ВЭУ с в условиях нестационарного невозмущенного ветрового потокас учетом массо-инерционных характеристик установки и характера момента сопротивления вращению её ротора. Приводятся и сопоставляются экспериментальные и численные результаты, полученные с помощью разработанного программно-аппаратного комплекса. Эти результаты свидетельствуют об возможности использования такого комплекса в качестве эффективного инструмента разработки ВЭУ с вертикальной осью вращения.

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, экспериментальное исследование, программно-аппаратный комплекс, численное моделирование, численные методы динамики сплошных сред

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматривается модификация алгоритма и программной реализации прототипа дискретно-поворотного слайсера для подготовки 3D печати на многоосевых принтерах, позволяющие выполнять подготовку печати для большего числа видов моделей изделий по сравнению с исходными алгоритмом и программным прототипом. Предложен подход, предусматривающий выбор одной из нескольких секущих плоскостей на определенных шагах построения послойной модели. Выполнена переработка программного прототипа. Приведены результаты работы прототипа, показывающие работоспособность предложенного подхода.

Ключевые слова: аддитивные технологии печати, 5-осевой принтер, дискретно-поворотный слайсер, выбор секущих плоскостей, центроидная ось, STL-модель, рефакторинг кода, MAPS, WPF, ускорение вычислений

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 характеристики ледниковой зоны и зоны формирования речного стока Таджикистана в связи с изменением климата. Особую рол в условиях изменения климата отводится разработке концептуальной модели оптимального управления по обеспечению водно-энергетической безопасности Республики Таджикистан на организационном, техническом и экономическом уровнях. Целью создание концептуальной модели заключается в управлении крупных водохранилищ многолетнего регулирования по выработке электроэнергии и речного стока, создать условии аккумулирование воды в период половодий и увеличить водность рек в период маловодья. Реализация на практике идеи концептуального модели управления обеспечивает оптимальное управление водно-энергетической системы. Преимуществом модели является переход от командно-административного метода управления на системный метод управления в приделах гидрографических, энергетических и потребительских параметрах.

Ключевые слова: атмосферные осадки, речной сток, таяние ледников, климатические условия, водохранилища, гидроэнергоресурсы, многолетнее регулирования, управления, концептуальная модель, оптимизация

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается моделирование коррозии материалов в агрессивных средах на основе теории перколяции. С целью выполнения моделирования были разработаны алгоритм моделирования коррозии и программа на языке С++, реализующая этот алгоритм. В тексте работы описываются алгоритм моделирования коррозии, структура реализованной программы, результаты моделирования при различных параметрах. Результатами исследования являются созданные алгоритм моделирования и приложение, выполняющее моделирование процесса коррозии материалов в агрессивных средах на основе теории перколяции согласно разработанному алгоритму, а также строящее картину коррозии, графики зависимости длины границы области коррозии и площади оставшегося материала от шага моделирования.

Ключевые слова: теория перколяции, моделирование коррозии, моделирование физических процессов, метод Монте-Карло, визуализация результатов моделирования

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предложена математическая модель поверхности очагов деформации как совокупность плоских сечений описанных на основе сплайн функций при профилировании труб в роликах с последующей калибровкой.

Ключевые слова: Математическая модель, очаг деформации, плоские сечения, сплайн функции, профильные трубы

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

Рассмотрена проблематика цифровизации системы учёта данных и управления техническим состоянием оборудования на тепловых электростанциях. Описано разработанное программное обеспечение (ПО) для автоматизации системы учета данных и визуализации технических параметров надежности котлотурбинного оборудования. Данное предложение позволило внедрить цифровые технологии в процесс учета данных о техническом состоянии оборудования, где впервые в ПО заложена методика автоматического расчёта индекса технического состояния котлоагрегатов. Работа ПО позволяет повысить оперативность выявления отклонений в работе оборудования, проведения ремонтных работ и, следовательно, позволяет снизить вероятность аварийного состояния основного оборудования электростанций.

Ключевые слова: тепловая электростанция, котлотурбинное оборудование, программное обеспечение, техническое состояние, надежность, ремонт

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

В статье рассматриваются вопросы представления пространственных данных в рамках метамодели и оценки качества данных. Приводятся дескрипторы описания для частного набора пространственных данных.

Ключевые слова: метамодель, качество пространственных данных, набор дескрипторов оценки, оценка качества

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рыночные отношения между потребителем и поставщиком электроэнергии влечет к увеличению обязательств для участников рынка. В условиях развития конкуренции на розничном рынке для энергосбытовой компании становится актуальной проблема эффективного распределения электроэнергии, приобретаемой на оптовом рынке. Прогноз электропотребления становится важным показателем для дальнейшего планирования спроса потребителей, уменьшении затрат на генерацию и транспортировку электроэнергии. В случае составления неточного прогноза предприятие вынуждено закупать или продавать электроэнергию по заранее невыгодной цене. Применение многофакторных математических моделей в задаче прогнозирования позволяет получить прогноз электропотребления высокой точности. Автором предложено сложную систему потребления электроэнергии представить в виде уравнения множественной линейной регрессии, которое учитывает взаимосвязь между факторами и дает возможность выделить влияние того или иного фактора на выходную величину. предприятий, организаций новых предприятий, перераспределении инвестиций в  интересах организации и освоения новой продукции на имеющихся производственных  площадях.

Ключевые слова: электропотребление, тяга поездов, прогнозирование электропотребления, множественная регрессия, коэффициент корреляции, парная корреляция, математическая модель, анализ остатков, коэффициент детерминации, критерий Фишера

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

В статье предложены схемы и модели, позволяющие за счет использования формальных параметров и процедур расширить возможности когнитивного моделирования и повысить уровень адекватности принимаемых решений по результатам моделирования. В работе представлены различные варианты схем моделирования, что позволяет исследователю выполнить более разносторонний анализ системы, включая анализ динамических воздействий, а также подбор параметров управляющих воздействий, обеспечивающих желаемый уровень реакции системы.

Ключевые слова: динамическое воздействие, управляющее воздействие, моделирование, формально-когнитивная модель, формальная нейрокогнитивная сеть, ф-нейроконцепт

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

С использованием конечных разностей выполнен переход от дифференциального уравнения второго порядка к разностному уравнению для описания динамики интегрального показателя качества продукции. Определены соотношения между коэффициентами разностного уравнения динамики качества и уравнения авторегрессии второго порядка для интегрального показателя качества. На основе экспериментальных данных по динамике интегрального показателя качества обоснована адекватность его описания линейным дифференциальным уравнением второго порядка, а также связанных с ним линейным разностным уравнением и уравнением авторегрессии. Выполнен анализ результатов деятельности трех российских предприятий по обеспечению качества производимых ими троллейбусов с использованием обобщенного аналога коэффициента чувствительности, отношения средней величины управляющего воздействия к его размаху и коэффициента пульсации. Рассмотрена связь результатов деятельности этих предприятий с их дальнейшим жизненным циклом.

Ключевые слова: динамика качества, метод конечных разностей, авторегрессия, интегральный показатель качества

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

В настоящее время наблюдается стремительное развитие вычислительных систем, в том числе систем, включающих в свой состав устройства различного типа. Такие системы называют неоднородными или гетерогенными. В состав подобной системы помимо традиционных процессоров CPU могут входить графические GPU, программируемые вентильные матрицы, другие устройства. Одной из ярко выраженных проблем подобных систем является сложность распределения вычислительной нагрузки между узлами вычислительной системы. В данной работе описываются типы балансировки и методы распределения вычислительной нагрузки в неоднородных вычислительных системах. Описывается пример балансировки нагрузки в реальной гетерогенной вычислительной системе.

Ключевые слова: неоднородная система, гетерогенная система, балансировка нагрузки, распределение нагрузки, вычислительный кластер

05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассмотрены характеристики облачной конвекции полученные в ходе вычислительных экспериментов на основе трехмерной физико-математической модели конвективных облаков, в которой детально учитываются микрофизические процессы нуклеации, конденсации или сублимации водяного пара, коагуляции и аккреции частиц осадков, накопления объемных электрических зарядов, роста напряженности электрического поля облака вследствие процессов разделения зарядов, происходящего при быстром замерзании крупных переохлажденных капель, аккреционном росте крупы и градин. На основе данных численного моделирования с применением отмеченной модели исследовано расположения в объеме микроструктурных параметров грозоградовых облаков (водности и ледности), объемных зарядов, напряженности электрического поля, радиолокационной отражаемости в сантиметровом диапазоне, и других параметров в фиксированные моменты времени эволюции облака.

Ключевые слова: конвективное облако, микроструктура облаков, электричество облаков, численная трехмерная модель, радиолокационная отражаемость, электрическая коагуляция

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

Рассматривается задача экспериментального определения параметров модели погрешности МЭМС акселерометров. Показаны возможные источники погрешностей и их характер. При разработке модели погрешностей учитывалось влияние неортогональности осей, температурных зависимостей коэффициента преобразования, смещения нулей. Разработана математическая модель погрешностей МЭМС акселерометра и алгоритм экспериментального определения ее параметров. Приводятся конкретные структурные схемы стендов. Описана их аппаратная и программная реализация. Рассмотрены конкретные особенности управления температурой в малогабаритной термокамере с нагревателем и охладителем на базе элемента Пельтье. Показан пример экспериментальной оценки параметров модели погрешности для одной оси акселерометра MPU6050. Разработанные средства позволяют начать систематическое исследование и объективное сравнение характеристик МЭМС акселерометров различных фирм, а также получить их рабочие модели погрешностей, пригодные для применения в алгоритмах фильтрации при построении различных систем инерциальной навигации и угловой стабилизации объектов.

Ключевые слова: микроэлектромеханические системы, МЭМС, погрешности, модели, методы, конструкции, акселерометр, микросхема, моделирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Распознавание излучения от небесных тел техническими средствами является важной задачей при ориентации космических аппаратов. Для устройства, входящего в состав прибора ориентации по Земле, исследован вариант моделирования усилителя электронного сигнала, полученного от пироэлектрического датчика. По рекомендации разработчиков изучены свойства трансимпедансных операционных усилителей, подобраны подходящие коэффициенты для цепи отрицательной обратной связи. Изучен вид выходного сигнала модели в сопоставлении с записью значений, снятых с реального фотоприёмного устройства. Показан предпочтительный вариант оформления модели в среде Matlab Simulink – модель, задаваемая электрической схемой с помощью библиотеки Simscape Electrical.

Ключевые слова: моделирование электрических схем, космическая ориентация, фотоприёмное устройство, трансимпедансный усилитель, оптико-электронные приборы, космическое приборостроение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье описан подход к разработке программного обеспечения, позволяющий использовать современные методологии и технические средства с целью улучшить качество продукта, увеличить скорость его доставки и существенно повысить общую стабильность.

Ключевые слова: GitLab, Jenkins, Kubernetes, Git, DevOps, CI, CD, IaaC, инфраструктура, методологии, программное обеспечение, разработка

05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ