Построена математическая модель магнитного поля, порождаемого отрицательными зарядами на мембранах эритроцитов, в окрестности узкого капилляра. Получены распределения напряженности магнитного поля как в окрестности одиночного эритроцита, перекатывающегося вдоль узкого капилляра, так и в окрестности капилляра, по которому перемещаются несколько эритроцитов, при различных значениях гематокрита. Найдена зависимость максимального значения напряженности магнитного поля в окрестности капилляра от гематокрита. В частности, показано, что на расстояниях от капилляра, равных 8 диаметрам капилляра, максимальное значение напряженности магнитного поля изменяется (в зависимости от направления) в 1,29 1,36 раза при увеличении гематокрита от 12,27% до 18,25%.

Ключевые слова: математическая модель, магнитное поле, заряд, мембрана, эритроцит, капилляр, гематокрит

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 3.1.28 - Гематология и переливание крови

В данной статье определяются основные принципы функционирования чат-бота. Выполнено моделирование последовательности процессов. Статья содержит описание алгоритма работы чат-бота. Для визуализации указанного алгоритма используются диаграммы деятельности и состояний. Представлена физическая модель хранения необходимых для проведения консультации данных. Рассмотрены вопросы нечеткого поиска по ключевым словам. В статье приведено описание процесса исправления ошибок с использованием метрики n-граммных расстояний. Продемонстрировано функционирование чат-бота.

Ключевые слова: чат-бот, диалоговая система, мессенджер, обработка естественного языка, нечеткий поиск, расстояние Дамерау-Левенштейна, n-грамма

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования

В данной статье описывается обучение нейронной сети для распознавания цифр номера грузового контейнера. В связи с отсутствием набора данных, содержащих грузовой контейнер, обучение производилось на наборе данных Street View House Numbers. Перед обучением модели набор данных был проанализирован и построены гистограммы, отражающие общую информацию о наборе данных. Обучение нейронной сети производилось на языке программирования Python с использованием библиотеки Tensorflow. Полученные результаты оценки точности работы модели, позволили сделать вывод о возможности использования набора данных и нейронной сети для решения задачи распознавания цифр грузового контейнера.

Ключевые слова: машинное обучение, распознавание цифр, грузовой контейнер, нейронная сеть, классификация изображений

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Работа посвящена обеспечению полноты смешения газовых теплоносителей в теплоутилизаторе прямого действия за счет оптимизации геометрии камеры смешения, в частности добавления воронки. Рассмотрены четыре конфигурации воронки в диапазоне 45°-180°. Задача решена в стационарной постановке методом численного моделирования в среде OpenFOAM. Показан 14-кратный прирост равномерности смешения при использовании 45° воронки по сравнению с цилиндрической камерой смешения.

Ключевые слова: теплоутилизатор, смесительный теплообменник, повышение эффективности, уходящий дымовой газ, численное моделирование, рекуперация теплоты

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрен биметаллический порошковый материал железо-бронза, полученный клиновым горячим компактированием. Сформулирована гипотеза, подтвержденная результатами экспериментальных исследований, об определяющем влиянии объемной деформации порошкового материала железной основы в процессе клинового горячего компактирования. Введено понятие показателя и построена 2D модель Impulse качества консолидации разнородных порошковых слоев от абсолютных значений объемной деформации железной основы. В результате анализа построенной 2D Impulse модели для переходной зоны биметалла, полученного по технологии, включающей спекание, установлено абсолютное значение │0,21│ критической объемной деформации, обеспечивающей переход от удовлетворительного к хорошему качеству консолидации с учетом введенной шкалы качества. Для технологии, не предусматривающей спекание, абсолютное значение │0,171│ критической объемной деформации, равное параметру «c» модели, характеризует переход от неудовлетворительного к удовлетворительному качеству консолидации.

Ключевые слова: порошковый, биметалл, моделирование, клиновое горячее компактирование, консолидация, слоистый материал, твердофазное соединение

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.5 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

В рассматриваемой работе разработана математическая модель ветрогенератора, аналогичному ротору Дарье. Рассмотрен режим быстрого вращения турбины или режим авторотации. С помощью метода осреднения получено значение установившейся угловой скорости ветротурбины на режиме авторотации. В компьютерной системе matlab написан комплекс программ и получены результаты численного счета. Они сравниваются с аналитическими оценками. Проведен параметрический анализ геометрических размеров ветротурбины для получения заданной мощности. Показаны преимущества и недостатки этой конструкции по сравнению с другими типами ветротурбин. В результате этих расчетов можно сделать вывод о том, что ветрогенераторы Дарье будут эффективными только для получения небольшой мощности и при небольших размерах. Устройства больших размеров слишком часто выходят из строя и их обслуживание слишком дорого.

Ключевые слова: ветротурбина, режим авторотации, устойчивость, геометрические размеры

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.3 - Электроэнергетика

Статья посвящена вопросу повышения эффективности систем вентиляции путем применения нового типа воздуховодов. Основным преимуществом микроперфорированных текстильных воздуховодов является возможность подачи свежего воздуха ламинарными микроструями в зону дыхания человека. Отмечена необходимость в адаптации существующих методик расчета основных параметров струй для ламинарного режима. В статье представлены результаты по разработке математической модели стационарного пограничного слоя для численного расчета движения и тепломассобмена воздуха в ламинарной микроструе. Выведен дискретный аналог обобщенного дифференциального уравнения, на основе которого разработан программный комплекс, позволяющий определять основные параметры ламинарных микроструй. Выполнена верификация разработанного программного комплекса, расхождение с известным инженерным методом составило менее 3%.

Ключевые слова: математическое моделирование, воздухообмен, текстильный микроперфорированный воздуховод, микроперфорация, ламинарная струя, метод контрольного объема, круглая струя, микроструя

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

В данной статье рассматривается решение проблема расчета процессов кристаллизации металлических капель в процессе продувки расплава газом при производстве порошков. Приведены расчеты процесса каплеобразования и оценки времени фазового перехода и до полного остывания в зависимости от размера частицы в диапазоне 50-500 мкм при предварительном подогреве газового потока до различных температур от 0 до 500 грудусов С. Разработана методика расчета времени охлаждения капли расплавленного металла в потоке газа при получении металлического порошка методом распыления и определено соотношение составляющих полного времени капельного охлаждения.

Ключевые слова: металлический порошок, распыление расплава, охлаждение частиц, газовые потоки, теплообмен, аддитивные технологии, технологический процесс, газодинамический процесс

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.5 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

В статье исследуется проблемное поле, связанное с политическими шагами стран России, США и ЕС в вопросе освоения Арктического шельфа с позиции контроля над разделом, как арктических пространств, так и с точки зрения позиционирования данной территории как стратегической ресурсной базы. Каковы вероятные геополитические последствия, которые могут вызвать такие изменения? Отдельно в работе отмечается, что в настоящее время возникает необходимость либо в инвестициях в возобновляемые источники энергии, которые можно рассматривать как эффективный способ устранения риска сильной зависимости от нефти, либо освоение странами арктических пространств.

Ключевые слова: глобальные проблемы современности, когнитивное моделирование, ресурсная база, риски зависимости от нефти

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 5.5.4 - Международные отношения

Рассмотрена задача на прочность композитного материала, для определения сопротивления деформированию элементов конструкций с наличием концентраторов напряжений. Метод основан на трехмерном конечно-элементном решении задачи упругопластического деформирования объемного тела при разрушении и предназначен для сокращения экспериментальных исследований путей замены их на численные эксперименты. Получены результаты численного моделирования трехмерного напряженно-деформированного состояния упругопластического тела.

Ключевые слова: математическое моделирование, стекловолокно, композитный материал, численное моделирование, метод конечных элементов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе описаны результаты моделирования тепловых процессов и воздушных потоков, протекающих в универсальном источнике питания (УИП) с цифровой системой регулирования выходных параметров при заданных условиях эксплуатации. УИП предназначен для проведения научных исследований в области электрохимического осаждения меди с целью формирования сквозных и переходных отверстий печатных плат, трехмерных микросборок, металлизации эпоксидных смол, органических материалов. В статье рассмотрены особенности разработки универсального источника питания, представлены ключевые результаты проектирования и исследования термодинамических характеристик макетного образца.

Ключевые слова: универсальный источник питания, микроконтроллер, система автоматизированного проектирования, печатная плата, коэффициент полезного действия, вычислительная гидродинамика, система автоматизации механического проектирования

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье приведен общий обзор актуальных сведений о применяемых технологиях искусственного интеллекта на космических пространствах. Обозначена главная роль и эффективность применения российских интеллектуальных разработок в космической сфере. Показаны популярные современные разработки учёных, которые занимаются научно-исследовательской деятельностью в области искусственного интеллекта в космосе. Представлены выдержки из статей, доказывающие перспективы развития искусственного интеллекта в жизни общества.

Ключевые слова: космическое пространство, космические станции, искусственный интеллект, интеллектуальные системы, технологии искусственного интеллекта, искусственный интеллект, нейронные сети, исследования, машинное обучение, нейросетевые технологии

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

Приведены результаты статистического моделирования многостеночной композитной пластины, находящейся под действием сжимающих нагрузок. Получены точечные оценки коэффициентов устойчивости, а также выполнена проверка гипотезы о равенстве коэффициентов устойчивости их теоретическим значениям. Все вычисления проводились в среде пакета MAXIMA. Показано, что распределение коэффициента общей устойчивости практически не отличается от нормального распределения. Коэффициент местной устойчивости имеет незначительную положительную асимметрию и более крутую по сравнению с нормальной кривой вершину. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что разброс физических характеристик материала практически не влияет на величины коэффициентов общей и местной устойчивости.

Ключевые слова: статистическое моделирование, статистическая гипотеза, многостеночная пластинка, устойчивость, критическая нагрузка, композитный материал

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

В статье решена задача определения влияния формы газовых завихрителей с различными вариантами сочетания направления каналов на скорость и температуру плазменного потока. Создана математическая модель плазменной установки. Выполнен сравнительный анализ применения газовых завихрителей с каналами, которые направлены в одну сторону и в противоположные. Поставленная задача решена путем проведения компьютерного эксперимента методом конечных элементов при помощи программного пакета SolidWorks. Итоги расчетного эксперимента были верифицированы путем проведения натурного эксперимента при помощи экспериментальной плазменной установки, которая применяется для получения порошка, нанесения покрытий и модификации поверхностей изделий, с учетом ее конструктивных особенностей. Предложены рекомендации по ведению этих процессов. Результаты имеют практическую пользу для разработчиков и потребителей технологического оборудования.

Ключевые слова: математическая модель, плазменный поток, температура, скорость, газовый завихритель, плазменный метод, получение порошка, нанесение покрытия, модификация поверхности

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Разработана модель взаимодействия железной дороги и морского порта при наличии управляющего органа. Для предложенной модели описаны функции взаимодействия, найдены аналитические решения для статической модели, а также проведено сравнение скорости работы имитационного моделирования без и с использованием аналитики. Далее рассмотрена динамическая модель и предложен алгоритм поиска равновесия для данной модели. Последующее использование методов параллельного программирования даст возможность в лучшей степени планировать взаимодействие в данной модели.

Ключевые слова: математическая модель, имитационное моделирование, равновесие Штакельберга, иерархическая игра, смешанные перевозки, ж/д транспорт, порт

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.9.1 - Транспортные и транспортно- технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте

Исследование способов ускорения обучения нейронных сетей с помощью генетических алгоритмов и изучение зависимости скорости работы генетических алгоритмов от коэффициента мутации. В данном исследовании была реализована программа на графической платформе «Unity» с использованием генетических алгоритмов и мутациями для определения оптимального их коэффициента. Проведенный эксперимент показал, что скорость обучения действительно зависит от коэффициента мутации, а наибольшая скорость обучения получилась при 5-7,5%.

Ключевые слова: машинное обучение, глубокое обучение, генетический алгоритм, оптимизация, нейронная сеть, искусственный нейрон, мутация, искусственный интеллект, неигровой персонаж, оптимизация

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе показывается как изучение движения вывело Николая Орема к выводу о расхождении суммы гармонического ряда, дающего оценку пройденного пути равномерно устающего путника. Этим доказывалось, что он пройдет любое сколь угодно большое расстояние. Рассматривается связь с дзета-функцией и сходными парадоксальными моделями, в которых путь оказывается конечен, несмотря на замедление или ускорение движения.

Ключевые слова: путник Орема, дзета-функция, нули функции, проблема Римана

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье описываются возможности, достоинства и отличия систем машинного обучения без учителя от обучения по шаблонам. Также дается определение понятию кластеризации с указанием основных методов и задач, решаемых данным алгоритмом машинного обучения. Подробно расписывается алгоритм распознавания данных из документов посредством технологии OCR, формируются цели и задачи использования технологии OCR в бизнес – процессах IT – компаний. Далее приводятся инструменты решения проблемы распознавания и кластеризации данных из сканов документов PDF посредством библиотек машинного обучения Nanonets и Tesseract. В заключении к данной статье описываются достоинства и недостатки использования данных библиотек в решении проблемы распознавания и кластеризации данных из сканов документов.

Ключевые слова: машинное обучение, кластеризация, распознавание данных, библиотека Nanonets, библиотека Tesseract

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Представлен алгоритм и листинг кода разработанного самообучающегося чат-бота, способного поддерживать беседу с пользователем, переходить в режим обучения в случае отсутствия нужной информации, проводить анализ контекста беседы на «запрещенные» слова. А также реализована дополнительная опция «Решать арифметические задачи» в случае запроса от пользователя. При реализации последней опции использовался алгоритм рекурсивного спуска на основе трех вложенных рекурсивных функций. Разработана функция для разделения входящей строки на токены. Код чат-бота разработан на языке С++/С# .

Ключевые слова: искусственный интеллект, машинное обучение, голосовой помощник чат-бот, режим обучения, токены, рекурсивный спуск, бинарное дерево

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Рассматриваются основные критерии оценки эффективности эксплуатации тепловых сетей и пунктов и ставится задача их модернизации путем реконструкции и введения цифровых технологий. В качестве критериев оценки выбраны: критерий надежности – интегральный годовой недоотпуск тепловой энергии, критерий качества тепловой энергии – потери давления, критерий экономической эффективности – технологические потери теплоты в сети, критерий физического состояния – коэффициент износа сетей. Проанализированы параметры существующей тепловой сети районной котельной №1111 г. Волгограда. По многокритериальной модели с учетом неопределенности тепловых нагрузок с помощью мультипликативного критерия получен оптимальный вариант очередности реконструкции и модернизации участков сети и тепловых пунктов. Рассмотрена математическая модель нечеткого множества критерия эффективности принятия решения и с помощью алгоритма, составленного на языке Python, определено модальное значение функционала.

Ключевые слова: модернизация, критерии оценки эффективности эксплуатации тепловых сетей, методы оценки принятия решений, многокритериальная оптимизация, критерий эффективности принятия решения, нечеткое множество, треугольное нечеткое число, модальное число

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье исследуется влияние длины Ni-нанотрубок на анизотропию механических свойств нанотрубок на примере модуля Юнга. При этом учитывается влияние на анизотропию как монокристаллической симметрии структуры, так и преимущественного пространственного распределения кристаллографических осей.

Ключевые слова: анизотропия механических свойств, упругие постоянные, модуль Юнга, параметр анизотропии

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.16 - Атомная и молекулярная физика

Развитие, освоение и реорганизация территорий под объекты гражданского строительства нередко связано с проблемами контроля и защиты от эрозионных процессов. Территории ранее считавшиеся неудобными сейчас подлежат интенсивному освоению. Инвестиционная привлекательность таких территорий очень высока, поэтому необходимо выполнять мероприятия по инженерной подготовке, в том числе и для защиты ее от эрозионных процессов. Как показывают исследования наиболее дружественными окружающей среде конструкциями по предотвращению эрозионных процессов являются геокомпозиционные системы, создаваемые на основе противоэрозионных геосинтетических материалов. Но прежде чем применять какие-либо мероприятия по стабилизации эрозионных процессов необходимо понять процесс взаимодействия применяемых методов с защищаемыми поверхностями. В статье рассмотрено зонирование береговых откосов, как наиболее уязвимых для воздействия эрозии территорий в городах, на не подтопляемую, частично подтопляемую и постоянно затопленную зоны. Соответственно данное разделение выполнено с целью определения возможных воздействий на конструкции геокомпозиционных систем. Каждое воздействие (гидравлическое, снеговое, ледовое) описано с использованием математического моделирования с указанием методов расчета устойчивости геокомпозиционной системы для зон определенных в исследовании. Установлено, что прочность геокомпозиционной системы также оказывает влияние на ее устойчивость, поэтому при определении общей устойчивости геокомпозиционной системы введено понятие ее прочности на растяжений. Представленные материалы имеют важное значение при практическом применении. Это обусловлено сокращением материальных и трудовых затрат на реализацию мероприятий противоэрозионной защиты при применении результатов данного исследования. Дальнейшие исследования направлены на оптимизацию конструкции противоэрозионной защиты на основе геокомпозиционных систем с целью организации их поточного производства и создание типовых промышленных образцов.

Ключевые слова: противоэрозионная защита, геокомпозиционные системы, неудобные территории, зонирование, математическое моделирование, устойчивость геокомпозиционных систем

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов

Рассмотрены допущения математических моделей расчёта трещиностойкости железобетонных конструкций. По каждому из них проведен анализ на предмет соответствия их действительности на протяжении всего жизненного цикла конструкции: начиная от затвердения бетонной смеси, заканчивая разрушением. По результатам проведённого анализа предложено на уровне норм для оценки трещиностойкости конструкций использовать только один единственный расчёт – по ширине раскрытия трещин, acrc. Так, например, при определённом значении acrc конструкция по-прежнему будет оставаться герметичной (трещины будут несквозными), а при превышении этого значения – нет. При этом уже имеющиеся в нормах расчёты на ограничение проницаемости и сохранность арматуры по-прежнему останутся востребованными. На стыке теории накопления повреждений и нелинейной механики разрушения предложен сжатый алгоритм возможного учёта влияния трещин на всех масштабных уровнях структуры бетона, ключевым для которого является нормирование статистических параметров распределения несплошностей по диаметрам, длинам, раскрытиям, заглублениям, направлениям, расстояниям между несплошностями и т.д.

Ключевые слова: железобетон, трещиностойкость, момент трещинообразования, ширина раскрытия трещин, коэффициент пластичности, повреждаемость, нелинейная механика разрушения

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

В статье описаны методы выравнивания перепадов температур в материале после предварительного нагрева в зоне подогрева. Разработан режим изменения температур материала и печного канала. Установлены оптимальная длина зоны обжига и время прохода материала, при которых поддерживается постоянная температуре на поверхности материала. Приведены величины для оптимизации основных параметров.

Ключевые слова: обжиг, туннельная печь, выравнивание температур

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

В данной статье описывается создание гибридной системы для задачи распознавания различных видов персональных данных в неструктурированных текстах. В основу системы легла нейронная сеть архитектуры ELMo-BiLSTM-CRF и регулярные выражения. Для обучения и валидации нейронной сети был использован специализированный русскоязычный набор данных для задачи распознавания именованных сущностей, созданный на основе наборов Nerus и WiNER. Полученная гибридная модель позволит снизить издержки организаций на хранение и обработку текстовых данных, а также сохранить конфиденциальность пользователей в случае утечек.

Ключевые слова: персональные данные, обработка естественного языка, распознавание именованных сущностей, условное случайное поле, нейронная сеть, рекуррентная нейронная сеть, регулярное выражение

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 5.1.3 - Частноправовые (цивилистичеcкие) науки