Вводится представление о направляющих структурах директорного и рефлекторного типов, способствующих формированию воздушных потоков, заданным образом способствующих увеличению механической мощности на валу её ротора. Эти структуры могут быть использованы для усиления момента на валу ротора за счет увеличения полезной интерференции его со статором. Качественные соображения о влиянии введенных направляющих структур подтверждены введениеми числееными аэродинамическими расчетами двух модернизированных конструкций перспективной вихревой ветроэнергетической установки, рассмотренной в предыдущих работах авторов. Выбран наиболее оптимальный вариант модернизации ротора, который позволил увеличить мощность на его валу в среднем на 45% по отношению к соответствующей мощности для конструкции ВЭУ с исходной формой ротора в рабочем диапазоне скоростей ветра от 1 до 12 м/с. Материалы статьи могут быть использованы для проектирования оптимальных по критерию максимума аэродинамической мощности ротора ветроэнергетических установок, их станций, а также комплексных силовых энергетических установок, включающих в качестве одного из возобновляемых источников энергии ветроэнергетическую установку.

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, структуризация воздушного потока, направляющая структура директорного типа, направляющая структура рефлекторного типа, вихревая структура, крутящий аэродинамический момент ротора, аэродинамическая оптимизация по критерию мак

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье представлены результаты исследований возможного использования подъемно-транспортных канатных комплексов при ликвидации последствий чрезвычайных и экологических ситуаций. Рассмотрены преимущества использования самопередвигающихся транспортно-грузовых кареток на базе мягких пневматических опор при выполнении спасательных работ. Описан алгоритм программного комплекса, предназначенного для автоматизации управления процессом работы транспортно-грузовой каретки, использующейся для подъема и перемещения груза по заранее заданным координатам. Для реализации функционирования программного комплекса применялась методика обработки приходящих/уходящих данных, потоки ввода/вывода, центры сбора информации по технологии Java TCP/IP. Приведен пример графического интерфейса работы программного комплекса.

Ключевые слова: программный комплекс, автоматизация управления, подъемно-транспортный механизм, протокол, JAVA, алгоритм, экологические последствия, канатный комплекс, локальные координаты

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Рассматривается поиск глобального экстремума методом инвазивных сорняков. Предлагается создание программного средства, осуществляющего реализацию биоинспирированного метода глобальной оптимизации, относящегося к группе метаэвристических методов – метода инвазивных сорняков, производящую поиск глобального экстремума.

Ключевые слова: глобальный экстремум, биоинспирированный метод, метаэвристический метод, метод инвазивных сорняков, эволюционный метод, программное средство

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

Для создания современных систем стабилизации различных объектов и технических систем, как правило, необходимы математические модели с аналитическими свойствами. Это обусловлено тем, что большинство существующих методов синтеза автоматических систем построено на математических преобразованиях моделей объектов управления. Однако для сложных объектов и систем эти модели получают экспериментальным путем. Причем данные экспериментов аппроксимируются различными, хорошо известными методами. Если зависимости имеют существенно нелинейный характер, их аппроксимируют по участкам. Такая фрагментарная модель в целом не является аналитической, что исключает применение многих известных методов синтеза нелинейных систем стабилизации. В этих случаях целесообразно применять новый разработанный в ДГТУ метод Cut-Glue аппроксимации, который позволяет получать аналитическую модель объекта из кусочных аппроксимаций. В данной работе это ил-люстрируется примером синтеза нелинейной системы стабилизации высоты полета дирижабля.

Ключевые слова: система стабилизации, аналитический синтез, нелинейный объект управления, математическая модель, квазилинейная форма, экспериментальные данные, фрагментарная модель, мультипликативно аддитивная аппроксимация

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

В работе описывается реализация когнитивного теоретико-множественного подхода, предложенного ранее для моделирования сложных систем. В статье подробно описывается применение метода анализа иерархий и кластерного подхода к определению кадастровой стоимости земель и выбора участка по заранее определенным критериям на примере г. Таганрог. Расчеты и визуализация результатов проведены с помощью программных продуктов STATISTICA и QGIS.

Ключевые слова: когнитивный теоретико-множественный подход, метод анализа иерархий, кластерный подход, кадастровая стоимость

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Показано, что при анализе самодетерминации целесообразно использовать инструментарий когнитивного моделирования. Это позволяет выявить все причинно-следственные связи, обеспечивающие логико-смысловую нацеленность на искомый (целевой) результат конкретной системы. Задача анализа является частным случаем исследования фундаментальной философской категории развития, как взаимосвязи и взаимодействия «вещи, свойства и отношения». Формально анализ может быть сведен к процедуре семантической и каузальной интерпретации исходной когнитивной модели. Модель позволяет исследовать внутренние структурные организации, влияющие на реализацию самодетерминации системы. Анализ самодетерминации в свою очередь открывает путь к эффективному когнитивному моделированию, построению динамических моделей, применению игровых и сценарных методов анализа.

Ключевые слова: когнитивный анализ, когнитивная модель, структура, система, самодетерминация, управление, интерпретация

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

Обоснование параметров и компоновки самоходного шасси не может быть выполнено без определения массы груза лесной машины. Расчеты без учета этого показателя не позволяют реализовать системный подход, в основе которого лежит рассмотрение системы «человек – машина – среда» как целостного комплекса взаимосвязанных элементов. Масса груза зависит от плотности древесины. Плотности древесины в пределах растущего дерева неоднородна. Целью данного исследования является разработка математических моделей, позволяющих рассчитать среднюю плотность участка ствола дерева в зависимости от его местоположения в стволе. Исследования основываются на построении аппроксимирующих зависимостей изменения средней плотности древесины в продольном направлении ствола методом наименьших квадратов. Полученные математические модели устанавливают взаимосвязь изменения плотности в продольном направлении ствола для четырех лесообразующих пород Республики Карелия: сосны, ели, березы и осины.

Ключевые слова: моделирование, плотность древесины, лесозаготовки, трелевка, форвардер, скиддер

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье описаны территории северных районов Российской Федерации, проблематика распространения многолетнемерзлых грунтов (ММГ), а также рассмотрены возникающие сложности при строительстве автомобильных дорог в сложных геокриологических условиях. Предложено внедрение в конструкцию дорожной одежды теплоизоляционных слоев из пеностекольного щебня. Исследованы основные физико-технические характеристики, а также определены ключевые свойства пеностекольного щебня. Описан процесс производства пеностекла, преимущества, позволяющие применять данный материал в различных сферах строительства. Рассмотрены типовые дорожные конструкции из грунта. Приведено сравнение типовой конструкции дорожной одежды, выполненной традиционно из грунта (высокая насыпь) с конструкцией с теплоизоляционным слоем из пеностекольного щебня. Перечислены преимущества при применении в дорожном строительстве конструкций с использованием щебня пеностекольного.

Ключевые слова: пеностекольный щебень, дорожная конструкция, автомобильная дорога, теплоизоляционный слой, морозное пучение, север, стекло, строительство, грунт, материал

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Выполнен анализ использования приватного вагонного парка, принадлежащего большому количеству собственников, который ранее был в руках одного перевозчика. Результаты анализа показали, что имеют место случаи, когда собственники подвижного состава не считаясь с возможностями перевозчика направляют свои порожние вагоны во встречном направлении, что снижает провозные способности железной дороги и ведет к убыткам. Для повышения взаимодействия перевозчика и оператора предложено создать коммерческий диспетчерский круг в составе диспетчерского центра управления перевозками дирекции управления движением. Диспетчер данного подразделения обеспечивает круглосуточный контроль за продвижением вагонов оператора (Заказчика) на полигоне дороги в соответствии с поданной им заявкой, от момента поступления по междорожным стыкам до прибытия и подачи их под выгрузку на пути общего и необщего пользования грузополучателей на станции назначения. Предложенные меры способствуют повышению производительности вагонов, снижению их рабочего парка, эксплуатационных расходов и стоимости перевозки грузов. Определена эффективность работы диспетчерского круга.

Ключевые слова: приватный парк вагонов, встречное движение порожних вагонов, дополнительная нагрузка на инфраструктуру, инфраструктурные ограничения, создание диспетчерского круга коммерческой диспетчеризации, повышение взаимодействия, эффективность перевозок грузов

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.22.01 - Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте

Работа посвящена разработке адекватной модели парового барабанного котлоагрегата, которая позволит разработать оптимальный алгоритм управления. Были рассмотрены причинно-следственные связи котлоагрегата и приведены их передаточные функции. Так же получены математические модели парового барабанного котлоагрегата экспериментальным, базирующимся на снятии кривых разгона, и комбинированным методами.

Ключевые слова: анализ алгоритмов управления, адекватные модели, математические модели

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

в работе рассматриваются вопросы применения методов фрактальной геометрии для решения задачи анализа прочности металлических материалов при малоцикловом усталостном нагружении. Исследуются материалы с объемно-центрированной и гранецентрированной кристаллической решеткой, которые подвергаются циклическому нагружению по отнулевому циклу. В качестве критерия предлагается использовать фрактальную размерность, определяемую при помощи показателя Херста. Обосновано, что данную характеристику, возможно, использовать для оценки циклической прочности металлических материалов.

Ключевые слова: усталость, металл, прочность, фракталы, показатель Херста

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий , 05.11.18 - Приборы и методы преобразования изображений и звука

Статья посвящена разработке и созданию комплекса математических моделей, описывающих функционирование системы хранения данных на основе твердотельных накопителей с применением технологии дедупликации. Математическая модель пользовательского приложения генерирует нагрузку на систему в виде потока запросов со случайным размером запроса и интервалом времени между запросами. Из-за особенностей SSD-накопителей производительность системы в режимах чтения и записи моделируется раздельно. Математическая модель надежности функционирования RAID-массива основывается на системе уравнений Колмогорова-Чепмена для расчета стационарных вероятностей, описывающих переходы между состояниями в дискретной марковской цепи. Долговечность системы определяется через модель оценки выработки ресурса записи твердотельных накопителей. Итоговым результатом является математическая постановка задачи подбора параметров системы хранения данных, оптимальных с точки зрения сочетания факторов надежности, скорости и стоимости хранения.

Ключевые слова: математическое моделирование, система хранения данных, производительность, надежность, твердотельные накопители, RAID-массив, оптимизация

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

ГОСТ 10060-2012 в качестве основного критерия морозостойкости для всех бетонов, в т.ч. мелкозернистых, установил соотношение предела прочности на сжатие основных и контрольных образцов не менее 0,9 с учетом коэффициента вариации прочности в серии. В статье рассматривается влияние показателей пористости на морозостойкость строительных растворов (мелкозернистых бетонов), по основному критерию ГОСТ 10060-2012, а также на морозостойкость контактной зоны по ГОСТ 31357 - одного из нормируемых показателей качества растворов и мелкозернистых бетонов, полученных из сухих строительных смесей. Целью настоящего исследования является выявление зависимости изменения пределов прочности на сжатие и изгиб, а также изменения сцепления с основанием модифицированных полимерами мелкозернистых бетонов от характера пористости. Исследована морозостойкость 36 составов, полученных с применением трех различных портландцементов и трех редиспергируемых полимерных порошков с дозировкой от 0 до 3% от массы сухой смеси. Помимо полимеров, в ряд составов введены низкомодульные включения в виде зольной микросферы или вовлеченного воздуха. Основные образцы испытаны после 75 циклов замораживания-оттаивания по ГОСТ 31357.

Ключевые слова: сухие строительные смеси, морозостойкость контактной зоны, открытая пористость, сцепление с основанием

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Города во всем мире испытывают недостаток в земельных ресурсах, при том, что жилищный фонд находится в состоянии чрезвычайной изношенности. Решением обозначенной проблемы становится такое понятие как реновация – процесс обновления городского пространства. Данный механизм на сегодняшний день предусмотрен в Градостроительном кодексе РФ, однако по ряду причин внедрение его на практике ограничено. Реновация необходима в сложившихся условиях современного мира, чтобы адаптировать пространства бывших промышленных зон для их использования в уже новом формате. Подавляющее большинство промышленных компаний прекращают свою деятельность в пределах городов, и их территории превращаются в запущенную депрессивную застройку, изолированную от городской социальной среды. Авторами данной статьи рассмотрены и проанализированы преимущества реализации программ реновации для жителей РФ.

Ключевые слова: реновация, эко-строительство, депрессивные территории, модернизация городских территорий, развитие регионов, редевелопментзданий

Рассматривается технология "Интернета вещей" и система для удаленной идентификации радиометок. Расммотрены наиболее популярные микроконтроллеры для использования в сети "Интернета вещей". Результатом работы является разработанный программно-аппаратный комплекс, способный работать в сети автоматизации "Интернета вещей".

Ключевые слова: интернет вещей, Internet of Things, микроконтроллер, NFC модуль, Arduino, протокол, MQTT, радиометка, программное обеспечение, передача данных, идентификация

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)