ivdon3@bk.ru
В данной работе численным методом исследована эффективная теплопроводность пористых материалов. Предложена методика конструирования изоляционного материала с заданными геометрическими характеристиками, позволяющая с достаточной точностью прогнозировать теплопроводность пористой изоляции. Конструирование вспененных пористых теплоизоляционных материалов основывалось на методе диаграммы Вороного. Эффективная теплопроводность пористых сред определялась для двадцати структур с различными геометрическими характеристиками. Теплофизические свойства материала соответствовали меланину. Для верификации численного решения эффективная теплопроводность меланиновой губки определялась экспериментально. Между собой сравнивалась одна регулярная структура и три нерегулярные структуры. Порозность изоляционных конструкций находилась в диапазоне от 0,722 до 0,987, диаметр фибер в диапазоне от 0,0489 мм до 0,1259 мм. Предложено теоретическое решение для определения эффективной теплопроводности регулярных структур. Предложенная в работе методика может быть использована для конструирования теплоизоляционных материалов на основе аддитивных технологий, с известно заданными теплоизоляционными и конструктивными свойствами.
Ключевые слова: эффективная теплопроводность, пористая структура, пористый изоляционный материал, диаграмма Вороного
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Описаны географическое положение, тектоническое и геолого-гидрогеологическое строение бассейна озера Малый Лиман, его ландшафтные особенности как памятника природы регионального значения, расположенного на территории Абраусского полуострова Краснодарского края. Представлены результаты современных батиметрических исследований озера. Обоснована гипотеза тектонического происхождения котловины этого водоема. Выполнено опробование донных отложений озер Малый Лиман и Абрау и сделано их описание. С помощью радионуклидного анализа выполнено определение скоростей осадконакопления. Проведены экспедиционные работы и сделано описание выходов вод верховодки. Построены модели формирования водного баланса озера Малый Лиман в условиях засушливого и относительно полноводного периода. Описана динамика вод верховодки и поверхностного стока как доминирующих источников питания озера. Построен гидрогеологический разрез по разрезу озеро Абрау – озеро Малый Лиман и доказано существование между ними гидравлической связи, а также наличие двух водоносных горизонтов – верховодки и грунтовых вод.
Ключевые слова: Малый Лиман, Лиманчик, Абрау, водный баланс, донные отложения, батиметрия, подземные воды, подземный сток, минерализация, осадконакопление
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В работе актуализируется стратегический подход к поддержанию качества успеваемости студентов. В статье «Большие данные» представляются как подход к организации данных, получаемых в ходе учебного процесса. Интеллектуальный анализ рассматривается как инструмент анализа Больших данных. Также авторами рассмотрены подходы повышающие эффективность обучения, и которые позволяют прогнозировать успеваемость учащихся. Смешанное обучение, как интеграция в учебный процесс лучших возможностей очного и дистанционного обучения, представлено основой для последующего сбора Больших данных для анализа. Рассмотрено применение методов интеллектуального анализа данных для разработки моделей прогнозирования поведения и успеваемости учащихся. Авторами предложено моделирование учащихся – как ключевая концепция интеллектуального анализа данных в образовании, которая относится к качественному представлению поведения учащихся. Описаны алгоритмы интеллектуального анализа данных, классификация и кластеризация представлены как наиболее частые задачи. Алгоритм CART дерева решений, представлен как один из эффективных методов интеллектуального анализа данных, необходимых для прогнозирования успеваемости учащихся на основе онлайн-активности, которая хранится в файле журнала Moodle LMS. В завершение сделан вывод, что личный контакт опытного педагога со студентом в учебном процессе невозможно заменить на инструменты, предоставляемые Moodle и аналогичных систем, но в связи с ростом угроз, вызванных пандемией, актуальность дистанционного образования приобретает все большее значение.
Ключевые слова: качество успеваемости студентов, большие данные, интеллектуальный анализ, моделирование учащихся, Алгоритм CART дерева решений, Moodle LMS, дистанционное образование
Исследованы электрофизические и механические свойства пьезокерамического материала на основе ЦТС. Выявлен ряд особенностей в поведении электрофизических свойств материала в области температур расположенных существенно ниже низкочастотного (1 кГц) максимума диэлектрической проницаемости T_m=160℃. Полученные результаты свидетельствует о близости исследованного материала к сегнетоэлектрикам-релаксорам, в частности, низкое коэрцитивное поле E_c~5 кВ⁄см, существенная зависимость T_m от частоты и амплитуды измерительного поля, а также поведение скорости продольных ультразвуковых волн в данной керамики.
Ключевые слова: система ЦТС, сегнетомягкая керамика, дисперсия, поляризация, упругие свойства, размытые фазовые переходы, температура Кюри, температура деполяризации, сегнетоэлектрик-релаксор, ромбоэдрическая фаза, тетрагональная фаза
Статья посвящена развитию моделей и алгоритмов расчета управляющих (советующих) воздействий при обучении операторов технологических процессов (на примере перегрузочных процессов и, в частности, портальных кранов) на компьютерных тренажерных комплексах (КТК). Предложен комплекс моделей и алгоритмов, на основе которых производится расчет управляющих воздействий относительно дискретных элементов управления крана и обеспечивается возможность перемещения груза в заданную позицию с минимизацией колебаний в конечной точке. Данные модели и алгоритмы используют изменяемые параметры технологического процесса, описываемые лингвистическими переменными, и настраиваемые характеристики моделей крана и двигателей, что позволяет производить расчет управляющих воздействий в зависимости от вида крана, специфики технологического процесса, используемой методики обучения операторов и других значимых факторов. Применение советующей системы на основе разработанных моделей и алгоритмов способствует улучшению процесса обучения операторов перегрузочных кранов на КТК и, как следствие, снижению вероятности возникновения аварийных ситуаций, уменьшению временных затрат и энергозатрат.
Ключевые слова: компьютерный тренажер, перегрузочные процессы, портальный кран, советующая система, управляющие воздействия, математическое моделирование, регулятор нечеткой логики
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах
Подчеркивается важность обеспечения надежной эксплуатации стальных вертикальных резервуаров. На основании анализа ряда научных публикаций и нормативных документов в табличной форме представлены наиболее характерные дефекты по группам, от совокупности которых зависит выбор метода капитального ремонта или реконструкции резервуаров. В соответствии с приведенными в таблице данными рассмотрены наиболее распространенные методы капитального ремонта и реконструкции стальных вертикальных резервуаров. Отмечается необходимость разработки организационно-технологических решений на основе информационных технологий, с применением серверов по контролю через системы ГЛОНАСС/GPS, что позволит в рамках мониторинга своевременно обнаруживать дефекты и повреждения конструктивных элементов на этапе эксплуатации и обеспечивать их устранение с целью увеличения остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров.
Ключевые слова: остаточный ресурс, причины возникновения дефектов, сварные швы, трещины, методы производства работ
В данной работе описан процесс инвентаризации оборудования в типовом отделе информационных технологий. Предложен новый подход к инвентаризации, который позволит избавить от «двойной работы» и решить ряд характерных проблем. Описана взаимосвязь с уже разработанным продуктом по мониторингу сетевой инфраструктуры.
Ключевые слова: мониторинг, сетевая инфраструктура, инвентаризация, QR-код, Telegram, информационные технологии, отдел информационных технологий
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.15 - Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети
В данной работе проводится анализ состояния уровня автоматизации энергетических объектов. Приводится наиболее рациональный метод оценки уровня автоматизации: рассмотрение каждого объекта энергетики (генерирующие предприятия, транспортные компании, потребители) в отдельности для наиболее эффективной оценки. Приводится анализ уровня автоматизации генерирующих компаний на примере теплоэлектростанций. Предлагается решение, направленное на повышение уровня автоматизации. Также приводится анализ уровня автоматизации транспортных компаний и потребителей на примере тепловой энергии. Предлагаются пути повышения уровня их автоматизации, направленные на повышение эффективности передачи и использования энергии. В статье приводится ряд преимуществ внедрения автоматизированных систем на объектах энергетики на примере автоматизированной системы диспетчерского управления на электростанциях и подстанциях. Также представлен ряд наиболее перспективных решений для повышения уровня автоматизации энергетических объектов.
Ключевые слова: автоматизация, энергетические объекты, автоматизированное диспетчерское управление, энергетический комплекс
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В этом исследовании изготовлен и запрограммирован датчик для измерения давления между ортезом и стопой в трех областях, а также приведено сравнение его с датчиком F-Socket. Экспериментальный тест был проведен на пациенте, который страдал нестабильностью правой ноги в голеностопном суставе. В задней, боковой и медиальной областях интервенционное давление между голенью и ортезом рассчитывалось двумя способами. В 1-м методе используется изготовленный в этом исследовании датчик (CЧР), в то время как во 2-м методе используется датчик F-Socket. Результаты испытаний показали, что показания давления, полученные от изготовленного устройства, близки к результатам, полученным при использовании устройства F-Socket.
Ключевые слова: ортез, ардуино, сило чувствительный резистор, интервенционное давление
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 14.01.15 - Травматология и ортопедия
Объектом исследования является утилизационный теплообменный аппарат. Цель работы – разработать конструкцию теплообменного аппарата (ТА), используемого для утилизации теплоты отходящих газов газотурбинной установки (ГТУ), с увеличенной тепловой мощностью. В процессе работы проводился расчет и численное моделирование новой конструкции теплообменного аппарата. Результатом исследования стала конструкция газовоздушного теплообменного аппарата, требующая на 6,5 % меньше расхода теплоносителя (выхлопных газов) по сравнению с прототипом.
Ключевые слова: теплообменный аппарат, утилизация теплоты, энергоэффективность газотурбинной установки, численное моделирование, гаозовоздушный теплообменник
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматриваются актуальные вопросы, связанные с моделированием физических процессов работы солнечных фотоэлектрических батарей. В процессе исследования проведена симуляция фотоэлектрических батарей в среде моделирования MATLAB/Simulink/Simscape. В качестве основного электрического параметра был выбран выходной ток солнечного элемента. Проверка работы модели проходила с использованием характеристик поликристаллического фотомодуля ABi-Solar P60270-D.
Ключевые слова: фотоэлектрические батареи, MATLAB/Simulink, напряжение, солнечная энергия, мощность, дефекты, контроль
Стандартный частотный спектр согласно нормативных документов разделён на три частотных диапазона. Третий частотный диапазон в настоящий момент не достаточно хорошо изучен и представляется на стандартном графике звукоизоляции прямой линией. При воздействии звука на пластину, на некоторой частоте изгибные волны в пластине сменяются сдвиговыми и продольными колебаниями. Рассмотрев процессы распространения сдвиговых и продольных волн в звукоизолирующей преграде, возможно получить адекватную физическую модель распространения волн на третьем частотном диапазоне, а также скорректировать методику расчёта звукоизоляции воздушного шума. Физическая модель звукоизоляции на третьем частотном диапазоне основана на использовании объектов в средах распространения волн с сосредоточенными параметрами: с координатами, весом и скоростью. Вводятся понятия «сосредоточенной» и «приведённой» масс. Используя закон сохранения количества движения и закон сохранения кинетической энергии, проводится расчётный эксперимент, выводятся формулы для нахождения звукоизоляции на третьем участке стандартного частотного спектра.
Ключевые слова: звукоизоляция воздушного шума, приведённая масса, сосредоточенная масса, метод дискретных (сосредоточенных) параметров, продольные волны, сдвиговые волны
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки)
Высокая доля ручного труда в лесном хозяйстве не позволяет решать современные задачи, стоящие перед лесной отраслью России. Требуется внедрение новых машин и технологий, использующих достижения современной науки и техники. С целью выявления перспектив применения роботизированных систем для решения задач лесовосстановления были изучены существующие машины и технологии, обобщены результаты и опыт использования как успешных существующих решений, так и решений, находящихся на стадии разработки, и, с использованием элементов системного анализа, найдены новые конструктивные решения по компоновке роботизированной платформы и посадочного модуля к ней.
Ключевые слова: лесовосстановление, посадка леса, роботизированная платформа, лесной модуль
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства
В статье представлен обзор основных возможностей использования водорода, как перспективы «топлива будущего». Опираясь на основные подходы развития водородной энергетики в зарубежных странах, описываются перспективы её применения в Российской Федерации. Представлен анализ накопленного опыта работающих в сфере водородной энергетики отечественных и зарубежных компаний, рассматривающих внедрение механизмов реализации водородной политики. Представлена оценка возможности российской энергетики по производству и внедрению водорода, актуальности разработок их достоинств и недостатков.
Ключевые слова: водород, водородная энергетика, перспективы использования водорода, комбинированная энергоустановка, перспективы развития, рейтинг, выбросы, технология производства, низкоуглеродный водород, паровая конверсия
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В работе изучается вопрос влияния качества расчетной треугольной сетки на точность вычислений в различных вычислительных задачах. Известен пример Шварца, который показывает, что аппроксимация гладкой поверхности многогранной поверхностью может давать очень большие погрешности для вычисления площади поверхности. Это обусловлено тем, на сколько качественной является построенная триангуляция поверхности. Поэтому, естественно ожидать, что существует некоторая связь между определенной характеристикой триангуляции и точностью решения некоторой вычислительной задачи. В представленной статье в качестве такой характеристики выбирается величина – среднее значение минимального синуса угла всех треугольников расчетной сетки. В процессе численных экспериментов решалась задача Дирихле для уравнения Лапласа в круговом кольце, в которой рассчитывалась погрешность приближенного решения (использовался метод градиентного спуска для поиска решения соответствующей вариационной задачи.). Для кольца была построена серия триангуляций с равномерным разбиением по углу и неравномерным разбиением по радиусу в полярных координатах. На данном примере была показана линейная зависимость погрешности от . В статье приводятся как результаты вычисления с различными значениями , так и вычисление коэффициента корреляции исследуемых величин.
Ключевые слова: краевая задача, триангуляция Делоне,точность вычислений, задача Дирихле, математическое моделирование, треугольная сетка, минимальный угол треугольника, кусочно-линейная аппроксимация, вариационный метод, уравнение Лапласа.
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ