В рамках работы исследовалось влияние типа вертикальных соединений на уровень термомеханических напряжений и температурной деформации в трёхмерной микросборке. Рассматривались три варианта модели микросборки с наиболее распространёнными типами вертикальных соединений: шариками припоя в отверстиях корпуса, металлизированными отверстиями в корпусе и торцевыми коммутационными дорожками. Для каждой из трёх моделей дополнительно исследовалось влияние на термомеханическую нагрузку параметров герметизирующего компаунда.

Ключевые слова: микросборка, корпусирование, электронная компонентная база, трёхмерная интеграция, вертикальная коммутация, термомеханическое напряжение, термомеханическая деформация, температурный коэффициент линейного расширения, термомеханическое моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматривается математическая модель искусственной нейронной сети с запаздыванием в аргументах функций состояния и управления, предназначенной для управления робототехническим комплексом при проведении аварийно-спасательных операций в экстремальных условиях. Процесс обучения рассматриваемой искусственной нейронной сети описан задачей оптимального управления с запаздыванием. С использованием принципа максимума Понтрягина и метода быстрого автоматического дифференцирования разработан метод решения полученной задачи оптимального управления. Приведены результаты работы программного средства, при создании которого использован алгоритм построения приближенного оптимального управления рассматриваемой задачи.

Ключевые слова: аварийно-спасательные работы, искусственная нейронная сеть, нейроуправление, робототехника, принцип максимума, безопасность

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предложен математический аппарат для моделирования количественных показателей социального пространства и стратификации. Описаны формулы для вычисления социального статуса, радиуса и объёма власти как характеристик отдельной социальной позиции и величины взаимодействия между позициями. Предложенная формализация отвечает социологическим теориям П.А. Сорокина и П. Бурдье. Предлагается использовать имитационное моделирование для распространения указанного подхода на региональный уровень анализа.

Ключевые слова: аналитико-геометрический анализ, имитационное моделирование, социальное пространство, социальная стратификация

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматриваются результаты моделирования тросовой системы надводного вантового перехода магистрального газопровода при помощи лабораторной установки и компьютерного моделирования с использованием методов конечных элементов. Приведены основные характеристики материалов и конструктивные элементы используемые для создания компьютерной и лабораторной модели. Изучены различные режимы натяжения тросовой системы, влияющие на дальнейшее эксплуатирование рассматриваемой модели, позволяющие определить срок эксплуатации объекта. Показано, что при незначительном ослабевании натяжения одного из тросов, в тросовой системе, в теле трубы наблюдается возникновение напряжений, величина которых при определенных условиях моет сильно превышает рабочие значения. Небольшой разбаланс усилий приводит к перераспределению усилий и перекосу всей конструкции, что при циклических нагрузках может привести в преждевременному выходу из стоя рассматриваемого объекта.

Ключевые слова: вантовый переход, усилий, напряженно-деформированное состояние, тросовая система, метод конечных элементов, модель, нагрузка, усилие

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Представлены результаты расчётов перемещения домена сильного поля в диоде Ганна при постоянном питающем напряжении. Приведены графики спектра сигнала, скорости доменов, изменения напряжённости поля внутри диода с течением времени.

Ключевые слова: диод Ганна, СВЧ, моделирование физических процессов, Фурье спектр, радиолокационные системы

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.5 - Физическая электроника

На основе обзора способов построения распределительных систем для усилителей мощности СВЧ-диапазона предложена конструкция системы пространственного деления-суммирования мощности в Q-диапазоне частот и усилитель мощности на ее основе.

Ключевые слова: распределительная система, усилитель мощности СВЧ-диапазона, система пространственного деления-суммирования мощности

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Тенденцией развития архитектур проектирования информационных систем является их усложнение и движение в сторону все большего распределения функций и компонентов системы. Одним из вариантов разработки децентрализованных систем являются системы, основанные на блокчейн - технологиях. В статье рассматривается архитектурный шаблон для приложений, разрабатываемых на базе технологии блокчейн. Рассматриваются основные элементы многоуровневой архитектуры, являющейся основой при построении приложений такого типа. Выделены шесть слоев, которые описывают инфраструктурный уровень, уровени данных, сетевой, консенсуса, прикладной и представления. Проводится краткий анализ основных особенностей и отличий реализации каждого из уровней архитектурного шаблона. По результатам анализа, наиболее специфичные для систем на основе блокчейн компоненты, реализуются на уровне слоев консенсуса и данных.

Ключевые слова: децентрализованное приложение, блокчейн-платформа, информационная система, многоуровневая архитектура, шаблон

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

Исследование процессов теплообмена в керамических материалах для обеспечения нормального теплового режима электронной аппаратуры

Ключевые слова: лазерная сварка YAG, упаковка фотонных устройств, лазерная обработка материалов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлены результаты полного факторного эксперимента и проведен анализ оценки влияния различных факторов, таких, как количество переходов на ленточной машине, характеристики инфракрасного лазерного диода и влажности материала, на величину отклика сигнала при прохождении инфракрасного излучения через ленту.

Ключевые слова: качество смешивания волокон, инфракрасный метод оценки, матрица планирования, уравнение регрессии, адекватность модели

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

Рассматривается задача преобразования данных, в которой вычисления проводятся в параллельных потоках. Цель – составление такого плана параллельной назначения данных по исполнителям, при котором будут удовлетворены условия валидности, достоверности, избыточности и адекватности данных, пригодных к дальнейшему анализу. Учитывая при этом, стремление завершить циклы преобразования данных за минимально возможное время. Для решения предложено применение моделей транспортного типа. В отличие от двумерных минимаксных моделей по критерию времени, рассматривается возможность трансформации информации, как исходных пунктах, так и в пунктах назначения. Предлагаемая модель позволяет учесть время доставки данных между местами обработки. Показано влияние возможных правила перемещения пакетов информации через промежуточные пункты на итоговое значение показателя качества управления.

Ключевые слова: информационные цепи, транспортная задача, критерий минимума времени, затраты на обработку, достоверность данных

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

Приведенный обзор гигротермических процессов при обработке зерновых культур, их особенностей представлен с позиций нанотехнологий. Показано, что для разрабатываемых нанотехнологий в производстве сельхозпродукции необходимо применять нетрадиционные методы исследования процессов, каким является метод подобия функционирования технических систем (ПФТС). Этот метод позволит для процессов увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки в условиях вакуума получать обобщённые критерии подобия, определять их численные значения и получать обобщённые критериальные зависимости интенсивности рассматриваемых процессов от параметров обработки. Реализация метода позволит количественно описывать процессы гигротермической обработки зерна в условиях вакуума, назначать параметры обработки и управлять ими. Разработаны математические модели гигротермических процессов на основе метода подобия функционирования технических систем в зависимости от параметров среды и строения капиллярно-пористых оболочек зерна.

Ключевые слова: гигротермическое воздействие, зерновые культуры, вакуум, нанотехнологии, увлажнение, сушка, влажно-тепловая обработка, капиллярно-пористые материалы, микрокапилляр, критерий подлбия, метод подобия функционирования технических систем

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

Цель исследования – установление закономерностей устойчивого гидродинамического режима за счёт нанесения на опорный профиль фторопластсодержащего композиционного полимерного материала. Методы исследования: предложены новые модели, описывающие движение смазочного материала, обладающего при ламинарном режиме движения истинно вязкими реологическими свойствами в приближении для «тонкого слоя», в рабочем зазоре радиального подшипника с опорным профилем, имеющим полимерное покрытие с канавкой, уравнение неразрывности. Проведен сравнительный анализ полученных результатов, подтверждающий приближенность полученной модели к практике. В результате исследования достигнуто существенное расширение возможностей оценки эксплуатационных характеристик подшипника: величины гидродинамического давления, нагрузочной способности и коэффициента трения.

Ключевые слова: радиальный подшипник, повышение износостойкости, антифрикционное полимерное композиционное покрытие, канавка, гидродинамический режим, верификация

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается задача оптимизации схемы волоков на лесосеке. Математической моделью лесосеки служит полигон – ограниченная замкнутой ломаной часть плоскости, а схеме волоков соответствует корневой граф (лес, дерево) специального вида. Вводится понятие покрытия полигона корневым лесом. Покрытие интерпретируется как возможность рубки и сбора всех деревьев на лесосеке при передвижении харвестера и форвардера по волокам, проложенным согласно найденному покрывающему корневому лесу. Предлагается два варианта алгоритма решения поставленной задачи, являющиеся модификацией локального поиска. Приведены результаты экспериментов, подтверждающих практическую применимость предложенных алгоритмов для расчета схем волоков.

Ключевые слова: схемы волоков, лесосека, полигон, покрывающий корневой лес, локальный поиск, покрытие

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе представлены результаты исследования подъема грузоподъемного борта грузового автомобиля с гидроприводом, осуществляющим подачу рабочей жидкости в цилиндры последовательно для двух положений центра тяжести груза на грузоподъемной платформе. Приведена схема гидропривода, осуществляющая подачу рабочей жидкости в гидроцилиндры последовательно. Составлены математические модели, описывающие работу гидропривода. Осуществлено имитационное моделирование с помощью среды MATLAB Simulink.

Ключевые слова: грузовой автомобиль, грузоподъемный борт, гидропривод, гидросистема, MATLAB Simulink, математическая модель, моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.5.11 - Наземные транспортно-технологические средства и комплексы

В статье рассматриваются области и перспективы использования низкополигональных геометрических моделей в строительной сфере. Приведены данные о зарубежных исследованиях в рассматриваемой области. Перечисляются основные отличия подобного типа моделей от трехмерных составляющих информационных моделей, описывается различие способов их разработки. Проведен анализ актуальных на сегодняшний день сфер применения данных моделей в строительной сфере, названы ключевые особенности, которыми должны обладать модели для использования их в данных сферах

Ключевые слова: гражданское строительство, низкополигональные модели, архитектурные и градостроительные решения, виртуальная реальность, 3D-кадастр, геоинформационные системы

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

Статья посвящена исследованию кривых, не представимых пересечением двух поверхностей. В современной архитектурной практике очень часто отходят от классических форм, заменяя их сложными поверхностями. В последнее время наблюдается развитие такого архитектурного стиля, как архитектурная бионика или биотек. Столкнувшись с проблемами устойчивого развития и его воздействия на окружающую среду, строительный сектор сталкивается с настоятельной потребностью в инновациях. Архитектура представлена, как одна из многообещающих областей использования знаний, основанных на биологических исследованиях, и способных реагировать на текущие экологические проблемы. Действительно, многие виды животных и растений знают, как применять стратегии адаптации к окружающей среде и ее преобразованиям, формируя вместе с ней устойчивую экосистему. Технические достижения в наблюдении в очень малых масштабах позволяют получить более глубокие знания о том, как работает природа, и предлагают новый источник знаний и вдохновения для архитектуры.

Ключевые слова: архитектура, пространственные кривые, аксонометрические проекции кривых, заузленные кривые, бионика, биомимикрия, экоинновация

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

Векторными полями в акустике океана называют поля колебательной скорости и плотности потока мощности. Методами векторного анализа проводится теоретический анализ и классификация особых точек в гидроакустическом волноводе. Моделирование поля потока мощности осуществляется как произведение полей давления и компонент поля вектора колебательной скорости. Поля давления и колебательной скорости вычисляются методом нормальных волн. Осуществляется моделирование поля потока мощности в гидроакустических волноводах с различными профилями скорости звука и различными акустическими свойствами дна. Выявляются некоторые закономерности расположения особых точек.

Ключевые слова: гидроакустический волновод, поле давления, поле колебательной скорости, поле потока мощности, сингулярные точки

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.7 - Акустика

Рассмотрено моделирование процесса раздачи профильных нефтяных труб в скважине посредством конусного пуансона и выполнено на этой основе определение силы, необходимой для его проталкивания. Найдено нормальное усилие на один выступ профиля трубы. Учтено изменение сопротивления деформации и геометрии профиля при раздаче. Определен оптимальный угол конусности и выбраны геометрические параметры пуансона, включающие наибольший и наименьший диаметры и его длину. Приведен числовой пример расчета по полученным формулам, который показывает техническую осуществимость процесса.

Ключевые слова: раздача, нефтяные профильные трубы, усилие на выступ, уравнение равновесия, сопротивление деформации, геометрия инструмента, числовой пример

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассмотрена математическая модель процесса ионно-лучевого травления. Рассмотрено нелинейное дифференциальное уравнение ионно-лучевого травления первого порядка. Установлено, что модельное уравнение ионно-лучевого травления может быть сведено к однородному уравнению Монжа-Ампера. Для этого уравнения предъявлены некоторые классы точных решений. Методом функционального разделения переменных получено степенное решение, которое зависит лишь от набора констант и не содержит произвольных функций. Так же найдены решения, которые линейно зависит от произвольных функции от координатной переменной и от временной переменной. Сформулированы предположения и явные условия как из семейств решений уравнения Монжа-Ампера выделить решения, соответствующие рассматриваемому модельному процессу. Указан класс нелинейных уравнений в частных производных первого порядка, которые также могут быть сведены к уравнению Монжа-Ампера. Установлены ограничения на скорость травления, которые позволяют свести уравнение ионно-лучевого травления к линейному гиперболическому уравнению второго порядка, для которого методом разделения переменных удается получить решение в виде ряда Фурье.

Ключевые слова: уравнение ионно-лучевого травления, уравнение Монжа-Ампера, модельные решения, точные решения

1.1.2 - Дифференциальные уравнения и математическая физика , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Для моделирования динамики изменения уровня в расширителе продувки парогенератора (РП ПГ) и поддержания его в установленных пределах в среде динамического моделирования технических систем SimInTech составлены теплогидравлическая схема и математическая модель системы автоматического регулирования уровня с регулятором на базе нечеткой логики. Техническая реализация регулятора уровня в РП ПГ представлена на платформе типовых программно-технических средств (ТПТС–ЕМ), используемых в качестве средств низовой автоматики для управляющих систем в автоматизированных системах управления технологическим процессом АЭС с водо-водяным энергетическим реактором с номинальной электрической мощностью 1000 МВт (ВВЭР–1000).

Ключевые слова: реактор, продувка, парогенератор, коррозия, эрозия, износ, теплоноситель, расширитель продувки, регулятор, модель, нечеткая логика, уровень, давление, расход

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.9 - Ядерные энергетические установки, топливный цикл, радиационная безопасность

В работе предложена модель контура с пульсирующей циркуляцией жидкого теплоносителя для охлаждения масляного трансформатора и исследована зависимость коэффициента теплопередачи от частоты пульсации жидкости в нагреваемом контуре. В результате проведенных экспериментов установлено, что амплитуда давлений остается практически неизменной до частоты 0,45 Гц, затем резко уменьшается и при частоте 0,9 Гц составляет примерно 12,5 кПа. Также установлено, что в нагреваемом контуре (1 контур) разность температур превышает разность температур в греющем контуре (2 контур), что связано с тем, что скорость течения жидкости в греющем контуре превышает скорость течения в нагреваемом контуре. Проведенный теоретический расчет показал, что в предложенной модели коэффициент теплопередачи достигает максимума при частоте пульсации 0,6 Hz и составляет 133,675 Вт/м2К .

Ключевые слова: энергоэффективность, масляный трансформатор, рекуперация тепла, теплообменник, охлаждение трансформатора

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.2 - Электротехнические комплексы и системы

В работе рассматриваются теоретические исследования деформированного состояния нагельного соединения с когтевыми шайбами в конструкциях из ЛВЛ (от англ. LVL – Laminated Veneer Lumber). Разработана математическая модель снеговой нагрузки. Приводится методика теоретических вычислений ползучести от действия периодической нагрузки на основе ранее выполненных экспериментов.

Ключевые слова: когтевая шайба, ЛВЛ, соединение, деформация, математическая модель, нагрузка, уравнение регрессии, влажность, ползучесть

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

Рассмотрено регулирование напряженно-деформированного состояния плиты перекрытия с целью выбора оптимального конструктивного решения каркаса уникального здания. Предложено три варианта конструктивных решений с варьированием армирования плиты и сечений вертикальных элементов каркаса. Численный эксперимент выполнен методом конечных элементов с использованием программного комплекса Лира-САПР. Для повышения точности полученных результатов произведены расчеты с учетом нелинейной работы материалов. Расчетная модель плиты перекрытия включает в себя физически нелинейные оболочечные конечные элементы. Нелинейные загружения моделировались с учетом ползучести бетона. По результатам проведенных расчетов выполнен анализ прогибов плиты перекрытия и расхода материалов. Численный эксперимент позволил предложить целесообразное конструктивное решение по каркасу уникального здания.

Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, уникальное здание, физическая нелинейность, закон деформирования, каркас здания

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

Приведена методика численного расчета параметров русла реки в рукавах. Используется метод нелинейного программирования для анализа диссипативных систем с сосредоточенными параметрами. Методика ориентирована на компьютерное моделирование в среде инженерного пакета MathCad. Приведены результаты эксперимента.

Ключевые слова: распределение водного потока, методика расчета, многоузловые участки рек, расход воды

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.6 - Гидротехническое строительство, гидравлика и инженерная гидрология (технические науки)

В работе рассматривается задача о приведении в покой колебаний плоской мембраны, управляемой с помощью сил, приложенных ко всей площади мембраны и ограниченных по абсолютной величине. Приводятся достаточные условия на начальные данные отклонения и скорости мембраны, при которых возможна полная остановка движения за конечное время. Проводится также оценка времени приведения в покой. Используемая в работе теорема об оценке собственных функций задачи Дирихле для уравнения Лапласа позволяет уточнить упомянутое достаточное условие по сравнению с работой Ф.Л.Черноусько, где рассмотрена аналогичная задача, и также применяется метод разложения неизвестного управления и соответствующего решения по собственным функциям задачи Дирихле для уравнения Лапласа.

Ключевые слова: управление, волновое уравнение, ограниченная распределенная сила, метод Фурье, счетная система гармонических осцилляторов

1.1.7 - Теоретическая механика, динамика машин , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ