ivdon3@bk.ru
В статье приведен краткий анализ получения данных с помощью дистанционного зондирования Земли и наземных инструментов для решения задачи оптимизации производства растениеводческой продукции на неоднородных сельскохозяйственных угодьях. Предложены модели оптимизации получения растениеводческой продукции в усредненных условиях и с учетом неблагоприятных экстремальных событий. Разработанные модели параметрического и стохастического программирования соответствуют требованиям современного информационного обеспечения сельскохозяйственных товаропроизводителей.
Ключевые слова: мониторинг, данные, оптимизация, детерминированная модель, многоуровневая параметрическая модель, стохастическая модель, растениеводство
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 4.1.1 - Общее земледелие и растениеводство
Моделирование свободной конвекции от стальных панельных радиаторов представляет серьезную научно-техническую задачу. При нагреве вертикальной поверхности радиатора формируется граничный слой теплого воздуха, поднимающийся вдоль стенки. В нижней части потока движение обычно ламинарное, однако по мере развития пограничного слоя он может становиться неустойчивым и переходить в турбулентный режим. На условия перехода помимо температурного напора влияет геометрия отопительного прибора. Высота, количество панелей, наличие вертикальных оребряющих элементов отражается на формировании конвективных потоков, а правильная геометрия способствует раннему ламинарно-турбулентному переходу и более интенсивной конвекции. Обычно теплоотдачу определяют при помощи критериальных уравнений и для вертикальных поверхностей критическим условием перехода служит число Грасгофа порядка 109, что соответствует температурному напору около 70 °С на высоте порядка 0,5–1 м. В реальных условиях эксплуатации панельного радиатора поток воздуха в нижней зоне радиатора остается ламинарным, а выше по высоте переходит в турбулентный режим, но определить точные параметры перехода используя критериальные зависимости не представляется возможным. Предложенная в исследовании CFD-симуляция процесса перехода подвергалась калибровке способом, основанным на данных лабораторных испытаний, проведенных по методике ГОСТ Р 53583-2009 для повышения достоверности полученных расчетных данных.
Ключевые слова: отопительные приборы, свободная конвекция, свободное движение потока воздуха, эффективность теплоотдачи, ламинарно-турбулентный переход
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Численно исследована пространственно-временная динамика параметров плазмы, а также рассчитаны параметры излучения для лазера на парах стронция (λ=430,5 нм SrII) при оптимальных условиях накачки активной среды, найденных нами экспериментально. Анализ полученных результатов показал, что при условиях возбуждения импульсно-периодического разряда в активном элементе, обеспечивающих максимальную скорость накачки уровней SrII за счет ударно-радиационной рекомбинации, реализуется достаточно высокая степень пространственной однородности плазмы в активной среде, необходимая для достижения высоких выходных параметров лазерного излучения. К таким условиям относятся парциальные давления компонент рабочей смеси Sr-He, импульсный энерговклад в активную среду, а также частота следования импульсов. Результаты исследований могут служить ориентиром при оптимизации режимов работы рекомбинационных лазеров.
Ключевые слова: лазер на парах стронция, рекомбинационная накачка, численное моделирование, оптимизация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.19 - Лазерная физика
Представлена комплексная модель оценки свойств урбанизированных территорий, представляющая мультипликационную модель аддитивных оценок свойств собственного рассматриваемого участка и аддитивной оценки влияния внешних факторов, определяемых прилегающей территорией. Такая модель при сравнении несколько участков позволяет дифференцированно определять отличие влияния собственных и внешних факторов. Это позволяет с помощью коэффициентов предпочтительности осуществлять выбор на различных этапах разработки девелоперского проекта наилучшей альтернативы для разных видов использования участков.
Ключевые слова: урбанизированная территория, оценка свойств, внутренние и внешние факторы, аддитивные и мультипликативные модели, девелоперский проект
Обеспечение высоких показателей качества бумажной продукции, изготавливаемой на современных широкоформатных бумагоделательных машинах, требует применения систем точного регулирования основных параметров: вес 1м2, влажность и толщина. Технологическая сложность данной задачи обусловлена необходимостью одновременного управления многочисленными исполнительными устройствами по ширине бумажного полотна. Представленное исследование демонстрирует инновационную систему управления основными параметрами качества бумаги в поперечном направлении, построенную с применением нейросетевых технологий. Разработанное решение обеспечивает высокую точность регулирования параметрами в сравнении с традиционными методами управления, что подтверждается результатами экспериментальной проверки в производственных условиях.
Ключевые слова: целлюлозно-бумажное производство, бумагоделательная машина, управление по ширине полотна, нейронный регулятор, взаимосвязанное управление, объект управления с распределенными параметрами, исполнительный механизм, система управления, бумажное полотно
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
В производстве битумоминеральных смесей в качестве заполнителя предлагается использовать искусственный гранит - отход производства керамогранита (ОПК). Для оценки долговечности покрытий дорожно-тротуарной сети была разработана методика определения коэффициента старения битумоминеральных смесей. Сделан вывод, что в присутствии песка из отсевов дробления керамогранита битумное вяжущее мелкозернистой БМС менее подвержено процессам старения.
Ключевые слова: искусственный гранит, старение битумного вяжущего, коэффициент старения, песок из отсевов дробления
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Представлены результаты статистического анализа коэффициента ортотропии многослойной цилиндрической оболочки, находящейся под действием сжимающих нагрузок. Коэффициент ортотропии определяется как отношение критической нагрузки при несимметричном выпучивании оболочки к критической нагрузке при осесимметричном выпучивании оболочки. Предполагается, что полотно конструкции образовано укладкой продольных, кольцевых и двойных спиральных слоев. Входными величинами служат упругие характеристики монослоев, в предположении, что эти характеристики являются случайными величинами, подчиняющимися нормальному закону распределения. Выходной величиной служит величина коэффициента ортотропии. Все вычисления производились в системе компьютерной алгебры MAXIMA. Исследованы две наиболее распространенные модели оболочек: равножесткие и квазиизотропные. Установлено, в частности, что для оболочек с квазиизотропной структурой происходит «детерминация» коэффициента ортотропии.
Ключевые слова: статистическое моделирование, монослой, многослойная оболочка, композитный материал, упругие характеристики, устойчивость, выпучивание, критическая нагрузка, коэффициент ортотропии, MAXIMA, метод Монте-Карло
1.1.8 - Механика деформируемого твердого тела , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье представлена концепция обеспечения надежности при эксплуатации нефтепроводов в зоне активного тектонического разлома. Рассмотрены возможные варианты решения данной проблемы. Отмечено, что на современном этапе в российской нормативно-технической документации при расчете трубопроводов на сейсмическое воздействие не учитывается резкое смещение грунта, приводящее к нарушению их проектного положения. На примере объекта исследования были рассмотрены изменения в напряженно-деформированном состоянии трубопровода с заданными толщинами стенок трубы и смещения плит при землетрясении. Были определены минимальные расстояния при установке запорной арматуры в зоне прохождении нефтепровода через тектонический разлом. Определена суммарная величина экономического и экологического ущерба от возможных аварийных ситуаций на исследуемом нефтепроводе, которая позволила сделать заключение о необходимости комплексного подхода к мероприятиям по обеспечению надежности нефтепроводов в зоне активного тектонического разлома.
Ключевые слова: нефтепровод, активный тектонический разлом, надежность, напряженно-деформированное состояние, авария, запорная арматура, смещение плит земной коры
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.8.5 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Увеличение точности расчета установившегося режима возможно при учете тепловых процессов протекающих в проводниках электрической энергии. Скорость ветрового потока в свою очередь имеет значительное значение при определении температуры проводника. В данной статье рассмотрены значения скорости ветра за 11-летний период. Проведен анализ временного ряда и протестированы модели прогнозирования целевой переменной, а также проведено сравнение результатов прогнозирования.
Ключевые слова: расчет режима электрических сетей, тепловые процессы, скорость ветрового потока, модели прогнозирования, нейронная сеть прямого распространения, ансамблевые методы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются методы обработки визуальных данных для задач подводной навигации и реконструкции среды, основанные на современных подходах компьютерного зрения и робототехники. Предложена система, реализованная в среде ROS (Robot Operating System), позволяющая выполнять одновременную локализацию и построение карты (SLAM) в подводных условиях. Методика апробации системы включает проведение виртуальных экспериментов с использованием симулятора Gazebo, позволяющего имитировать реалистичные условия работы подводных аппаратов. В ходе исследований была продемонстрирована возможность интеграции стерео камеры, подтверждена эффективность методики обработки изображений в условиях подводной среды и получены количественные показатели точности навигации и реконструкции объектов. Полученные результаты доказывают перспективность предложенных решений для реального применения в задачах автономного исследования подводного пространства.
Ключевые слова: подводная навигация, реконструкция среды, компьютерное зрение, визуальная одометрия, SLAM, ROS, Gazebo, симуляция, визуальные данные, робототехника
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.5.4 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Авторами статьи приводится экспериментальное исследование, на лабораторной установке, образования кавитационных пузырей в осевых клапанах с делителями потоков. Исследование проводилось для подтверждения ранее описанной математической модели. Детально произведено описание образования кавитационных пузырьков разного размера, оказывающих негативное воздействие на запорную и регулирующая арматуру.
Ключевые слова: кавитационные пузыри, эксперимент, осевой клапан, запирающее устройство, делитель потока, размер, кавитация, вероятностный подход
Статья посвящена рассмотрению особенностей использованию теории игр для моделирования манипулирования отзывами на маркетплейсах. В процессе исследования предложена модель, которая основана на эволюционной теории и позволяет определить насколько восприимчивы покупатели, маркетплейсы к манипуляциям с отзывами, и какую выгоду получают все участники этих взаимоотношений. Отдельное внимание уделено аудиту, который проводится маркетплейсом в отношении процессов манипулирования отзывами со стороны продавца, и потерям, которые несут стороны, в случае его обнаружения.
Ключевые слова: маркетплейс, отзывы, покупатель, продавец, выгода
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье приведена схема зоны возможного затопления для участка, прилегающего к мостовому переходу через реку Бира. Расчеты выполнены на основе данных топографической съемки района исследований в специализированной программе «Морфоствор 1». На основании построенного морфоствора была определена зона затопления при уровне Расчетном уровне высоких вод обеспеченностью 1%, которая составила 55.05 метров в Балтийской системе высот 1977 года. На основании полученных данных было отмечено затопление правобережной поймы р. Бира, но непосредственно до территории села, зона затопления не доходит. Построенная зона затопления несет схематический характер и предназначена для визуализации гидрологической обстановки на исследуемом участке, данную зону затопления нельзя использовать для проектных решений.
Ключевые слова: зона затопления, расчётный уровень высоких вод, мостовой переход, морфоствор, р. Бира
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В рамках работы исследовано влияние комплексного применения наномодифицирующей добавки «Таунит-М», суперпластификатора СП-3 и стальной фибры «Миксарм» с диаметром 1 мм и длиной до 54 мм. Установлена зависимость количества вводимой стальной фибры на прочностные характеристики бетона. Приведены данные по устойчивости суспензии воды затворения с наномодификатором. Определено улучшение интенсивности набора прочности бетона в ранние сроки твердения от вводимой комплексной наномодифицирующей добавки.
Ключевые слова: бетон, углеродные нанотрубки, ультразвуковое диспергирование, стальная фибра, устойчивость суспензии, суперпластификатор
В статье рассмотрена робототехническая система управления для реализации S-образного движения робота-змеи, и проведена оценка особенности ее использования на физическом прототипе. Так как робот-змея представляет собой сложную составную структуру, то оценка и задание определенного типа передвижения становиться одной из первостепенных задач при разработке данной системы управления. Имитационная модель робота-змеи реализована при помощи математического моделирования в отечественном программном обеспечении REPEAT. В результате проведенного моделирования установлено, что разработанная система управления обеспечивает работоспособность робототехнической системы, обеспечивает точность перемещения и адаптивность к изменяющимся внешним условиям.
Ключевые слова: математическое моделирование, имитационная модель, REPEAT, робот-змея, система управления волнообразного движения, изменение крутящих моментов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается подход к решению проблемы экспресс-диагностики технического состояния сложного объекта и планирования ремонтно-восстановительных работ на основе использования разработанного авторами интегрального показателя «модифицированный индекс технического состояния». Предложена концептуальная модель системы непрерывного (цикличного) мониторинга уровня интегрального показателя. Для оценки качества технического состояния объекта введена лингвистическая шкала, с использованием которой формируются рекомендации по выполнению ремонтно-восстановительных работ. Разработана система планирования ремонтно-восстановительных работ в условиях наличия ограничений на ресурсы. Новизна работы заключается в разработанной методике создания оценочной лингвистической шкалы на основе предложенного интегрального показателя для рассматриваемого класса технических объектов, позволяющей получить качественную оценку состояния объекта и сформировать рекомендации по выполнению ремонтно-восстановительных работ. В работе предложено решение задачи планирования ремонтно-восстановительных работ в условиях наличия ограничений на ресурсы на основе модифицированного индекса технического состояния сложного объекта.
Ключевые слова: экспресс-диагностика, планирование ремонтно-восстановительных работ, интегральный показатель технического состояния, концептуальная модель непрерывного (циклического) мониторинга, оценка уровня технического состояния, оценка качества
В статье предложен подход к автоматизации выявления дефектов полировки лопаток с помощью люминесцентного контроля (ЛЮМ). Вместо ручного визуального осмотра разработана система, использующая нейросеть глубокого обучения для сегментации дефектов на изображениях и роботизированную установку для точного позиционирования камеры и заготовки. Это обеспечивает повторяемость контроля. Актуальность обусловлена потребностью промышленности в высокоточных и надежных методах контроля качества в реальном времени. Описаны математическая модель процесса, архитектура ПО, аппаратное обеспечение и процесс сбора данных для обучения нейросети. Приведены результаты применения системы для определения дефектов. Разработка оптимизирует процессы полировки.
Ключевые слова: промышленная полировка лопаток, интеллектуальная видеоаналитика, роботизированная оптическая схема, математическая модель технологического процесса, ЛЮМ-контроль
Статья посвящена рассмотрению подходов формирования универсальной рекреационной среды многоквартирных жилых комплексов. Актуальность изучения проблемы развития дворовых пространств обусловлена произошедшими за последние сорок лет трансформациями в социальной структуре общества, переосмыслениями понимания комфортности внутриквартальной среды. Целью исследовательской работы была разработка системы качественных характеристик, соответствующих актуальным запросам общества к придомовым рекреациям, обеспечивающих базу для планировки эстетически привлекательной, комфортной, востребованной среды двора. Предложенная в статье классификация жителей, выполненная в соответствии с обобщением актуализированных потребностей в отдыхе, включает девять категорий. Классификация обеспечила выявление следующих качественных характеристик дворовых пространств: идентичности; вариативности; инклюзивности; ёмкости; изолированности; коммуникативности; гибкости; проницаемости; эстетичности; визуальности; универсальности; безопасности; информативности; экологичности. Данные характеристики среды являются матрицей, позволяющая целостно рассмотреть задачу формирования двора, исключить пробелы в проекте, и оценить успешность решения.
Ключевые слова: благоустройство двора, дворовое пространство, качество пространственной среды, универсальный городской дизайн, безбарьерная среда
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Проводящие полимерные композиционные материалы были успешно получены с использованием в качестве связующего фуранового аминопласта, синтезированного на основе побочного продукта переработки растительной биомассы в 5-гидроксиметилфурфурол – гуминовой смолы и меламина (HumMel). Композиты были изготовлены с применением в качестве наполнителя различных видов графита (природный (NG), коллоидный (CG)). Содержание наполнителя варьировали в пределах 30–70 % масс. Показано, что проводимость композиционного материала растет с увеличением содержания электропроводящего наполнителя, а его прочность изменяется в обратном порядке. Наилучшую проводимость (контактное сопротивление 0,011 Ом·см2) показал полимерный композит на основе NG, содержащий 30 % аминопласта. Высокую прочность (на сжатие и изгиб 55,2 и 38,6 МПа, соответственно) продемонстрировал композит с CG, содержащий 70 % масс. полимерного связующего. Полимерный композит HumMel-NG-50 по электропроводности (0,022 Ом∙см2) и механической прочности (25,7 и 25,3 МПа на сжатие и изгиб, соответственно) удовлетворяет требованиям, предъявляемым к аналогичным материалам для изготовления биполярных пластин топливных элементов.
Ключевые слова: проводящий полимерный композит, фурановый аминопласт, углеродный наполнитель, биполярные пластины, топливный элемент
2.6.11 - Технология и переработка синтетических и природных полимеров и композитов
Данная статья посвящена разработке инновационной модели принятия решений в организационных системах, основанной на интеграции устойчивых, композиционных и стилистических элементов коммуникации. В работе проанализированы современные теоретические подходы к моделированию принятия решений, такие как теория ограниченной рациональности и теория игр, а также выделена роль устойчивых и стилистических высказываний в эффективной коммуникации внутри организаций. Авторами предложена концепция, включающая жанровые особенности коммуникации и методы когнитивного моделирования для повышения адаптивности и эффективности управленческих процессов. Практические кейсы, в частности применение моделей в компании IBM, подтверждают возможность оптимизации процессов и сокращения времени на принятие решений. Предложенная модель способствует улучшению взаимодействия участников, повышению качества решений и адаптивности организаций к быстро меняющимся условиям внешней среды.
Ключевые слова: принятие решений, организационная система управления, концепция моделирования принятия решений, жанрообразующая коммуникация, моделирование принятия решений
Статья посвящена решению современных проблем развития жилой среды новых районов. Целью исследования было создание предложения, способного обеспечить качественную жилую среду, позитивно влияющую на социальный микроклимат и визуальную культуру через восприятие людьми урбанизированных пространств с помощью эстетики классической архитектуры. Обосновано, что наибольшей ценностью для жителей городов обладают исторические кварталы центральных зон, сформированных в России из зданий с характерным классическим ордерным архитектурным формообразованием. Предложен подход, позволяющий минимизировать затраты на возведение жилых комплексов с применением классической ордерной архитектуры с помощью аддитивных технологий. Обосновано, что применение в жилом строительстве ордерной архитектуры обеспечит историческую, культурную преемственность и гармонизацию среды в новых жилых комплексах, за счет, положительных свойств классического формообразования.
Ключевые слова: классическая архитектура, архитектурный ордер, жилые комплексы, классическое формообразование, эстетика городской среды
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
В работе рассматриваются два метода машинного обучения для прогнозирования роста обводненности нефтяного месторождения с расчетом основных метрик сходимости.
Ключевые слова: обводненность, статистика, машинное обучение, временной ряд, добыча нефти
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.8.4 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
Технология цифрового двойника демонстрирует значительный потенциал в преобразовании различных отраслей промышленности благодаря тому, что дает возможность моделировать, анализировать и оптимизировать сложные системы в реальном времени. Интеграция цифрового двойника с промышленным Интернетом вещей открыла новые возможности для инноваций и эффективности. В связи с этим статья посвящена описанию методов и технологий, которые могут использоваться для разработки цифровых двойников в приложениях и системах промышленного Интернета вещей. Отдельное внимание уделено таким методам как: мультифизическое и многомасштабное моделирование, метод жизненного цикла системы, моделирование на основе данных. Также описаны некоторые технологии и архитектуры, которые могут использоваться на трех уровнях создания цифрового двойника для систем промышленного Интернета вещей.
Ключевые слова: цифровой двойник, модель, система, данные, архитектура, промышленный Интернет вещей, связь, сеть, анализ, датчики
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами