ivdon3@bk.ru
В статье представлено моделирование процесса прессования квадратного прутка с использованием конечно-элементного метода в пакете QForm. Описана последовательность этапов моделирования, верифицированная на примере прессования сплава АД31. Проведено совершенствование геометрии прессового инструмента (матрицы) для снижения повреждаемости материала и исключения искривления профиля. Установлено, что скругление углов и калибрующий участок матрицы обеспечивают улучшенные показатели. Подчеркивается важность компьютерного моделирования для оптимизации инструмента и повышения эффективности процесса обработки давлением.
Ключевые слова: прессование, инструмент, матрица, квадратный пруток, конечно-элементный метод
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.4 - Обработка металлов давлением
Проведено исследование теплоотдачи в пористых теплообменниках с осадком частиц пыли. Исследовано влияние длины теплообменника и наличия осадка на число Нуссельта. Выявлено, что увеличение длины теплообменника с 5 до 30 мм приводит к повышению числа Нуссельта на 39,72-81,35% в зависимости от числа Рейнольдса. Формирование осадка на поверхности теплообменника приводит к снижению числа Нуссельта на 2,8-6,6%.
Ключевые слова: теплообмен, гидродинамика, расчет, число Нуссельта, число Рейнольдса, математическое моделирование, формирование осадка, микроэлектроника, системы охлаждения, радиатор
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника
В статье рассматривается качественное влияние на образование эмульсии. Произведено исследование базовой модели образования эмульсионного слоя. Определено влияние «внутренних» и «внешних» параметров на внутренние характеристики процесса образования эмульсии. Исследование, проведённое в статье, поможет учитывать полученные зависимости при расчетах режимных и конструктивных параметров устройств.
Ключевые слова: эмульсионный слой, вязкость, плотность, эмульсия, вращающийся цилиндр, жидкость, состав эмульсии
1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Работа посвящена применению модели машинного обучения с подкреплением для автоматизации планирования дислокации мест рубок в лесном хозяйстве. Предложен метод оптимизации выбора лесосек на основе алгоритма оптимизации проксимальной политики (Proximal Policy Optimization). Разработана информационная система, адаптированная для обработки данных лесоустройства в матричном виде и работы с геоинформационными системами. Проведенные эксперименты демонстрируют способность находить рациональные варианты размещения лесосек с помощью предложенного метода. Полученные результаты являются перспективными для использования интеллектуальных систем в лесной отрасли.
Ключевые слова: обучение с подкреплением, глубокое обучение, дислокация мест рубок, лесное хозяйство, искусственный интеллект, оптимизация планирования, сплошные рубки
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 4.1.6 - Лесоведение, лесоводство, лесные культуры, агролесомелиорация, озеленение, лесная пирология и таксация
В статье предложен алгоритм определения дефектов стеклоткани с помощью методов машинного обучения. Рассмотрены различные типы архитектур нейронных сетей, такие как модели с частотой срабатывания нейронов, сеть Хопфилда, ограниченная машина Больцмана, сверточные нейронные сети. Для разработки алгоритма выбрана сверточная нейронная сеть. В результате тестирования программы нейросеть отработала корректно с высоким показателем процента обучения.
Ключевые слова: стеклоткань, дефекты, машинное обучение, сверточные нейронные сети, тестирование, точность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
Процесс дешламации играет ключевую роль в технологии обогащения минеральных материалов, обеспечивая эффективное разделение частиц на основе их магнитных свойств. В статье рассматриваются проблемы, возникающие при использовании традиционных магнитных дешламаторов в условиях повышенных температур пульпы. Одним из основных недостатков существующих методов является снижение плотности магнетита при увеличении температуры, что ухудшает качество разделения и приводит к потерям полезного продукта. В статье исследуются физические аспекты этой проблемы и предлагаются методы её устранения, включая управление напряженностью магнитного поля для оптимизации флокуляции. Рассматривается также возможность модернизации дешламаторов с заменой постоянных магнитов на электромагниты, что позволит более точно контролировать процесс. Моделирование магнитных полей с использованием программного обеспечения ANSYS Maxwell подтверждает эффективность предложенных решений. Главное внимание в работе уделено разработке гибридной интеллектуальной системы управления процессом дешламации. Предлагаемая система состоит из трех контуров управления: подачей воды, током возбуждения электромагнитов и разгрузкой дешламатора. Управление каждым из контуров осуществляется с помощью пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов, которые автоматически корректируются на основе данных об изменяющихся параметрах пульпы и внешних условиях. Применение этих методов позволит существенно повысить качество железорудного концентрата, увеличить содержание железа в продукте, снизить потери в хвостах, а также обеспечить стабильную работу оборудования при изменяющихся условиях окружающей среды.
Ключевые слова: магнитная дешламация, флокулятор, АСУ ТП, ПИД регулятор, обогащение железной руды, оптимальное управление
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.8.9 - Обогащение полезных ископаемых
В статье рассмотрена возможность интеграции традиционного народного промысла в современные дизайн-решения с использованием технологии 3D-моделирования. Рассматриваются цифровые инструменты, позволяющие реализовать объединение исторического цвета и современные формы. Описывается возможность использования стеклярусообразных элементов при декорировании одежды и роль цилиндрических элементов в современном дизайне. Представлены результаты созданных орнаментальных решений в палитре гжели на 3D-моделях одежды
Ключевые слова: цифровые инструменты, 3D-модели, визуализация, стеклярус, гжель, дизайн-решения, орнамент, культурное наследие
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
В статье рассматривается процесс формирования кавитационных пузырей. Одной из эффективных конструкций регулирующей аппаратуры, является клапан осевого типа, для которого разработано математическое описание процесса формирования кавитационных пузырей. Данное описание позволяет оценить структуру пузырей в зависимости от основных режимных и конструктивных размеров клапана.
Ключевые слова: клапан, кавитационные пузыри, вероятность, функции
1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматриваются вопросы управления рисками при реализации инвестиционных строительных проектов в нефтегазовой отрасли. Представлена авторская классификация рисков, методы оценки проектных рисков и предложены направления снижения рисков при реализации строительных проектов в нефтегазовой отрасли. Автором предпринята попытка определить важность риска неопределённости при реализации проектов нефтегазовой отрасли в условиях нестабильности экономических и политических факторов.
Ключевые слова: оценка рисков, риск неопределённости, проектное управление, нефтегазовая отрасль, инвестиционный строительный проект
2.3.4 - Управление в организационных системах , 2.8.4 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
На примере ограждающей конструкции здания, рассмотрена задача связанной нелинейной нестационарной теплопроводности, в которой учтено влияние меняющейся влажности на теплотехнические характеристики неоднородной теплопроводящей среды. Влажность рассматривалась как переменная величина, зависящая от влаго- и праопроницамости среды, а также от объема конденсации и испарения влаги. При решении использован численно-аналитический метод, в котором модель, рассматриваемого теплопроводящего объекта дискретизировалась методом конечных элементов по пространственным координатам, а по временной переменной решение находилось аналитически. Линеаризация уравнений осуществлялась методом Пикара. На примере типового узла примыкания трехслойной стены к плите перекрытия, решен практический пример по математической модели и предложенной методике решения задачи. Результаты решения сопоставлены с результатами решения аналогичной линейной задачи.
Ключевые слова: нелинейная нестационарная задача, численно-аналитический метод, теплопроводность, испарение, конденсация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В работе рассматриваются инновационные методы улучшения туристического опыта через персонализированные рекомендации. Особое внимание уделено анализу проблематики предметной области, на основе которого сформированы результаты исследования. Предложен программно-математический комплекс с использованием многокритериальной оптимизации и нечеткой логики, повышающий точность рекомендаций для индивидуальных запросов. В качестве индивидуального алгоритма предложен метод введения онтологических иерархических типов связей, которые фиксируют родовидовые и объектно-ориентированные отношения категорий туризма, характеризующие влияние на туристические объекты. Помимо этого, для учета гибких, слабо формализованных запросов пользователя, вводятся механизмы нечеткой логики за счет внедрения нечетких оценочных шкал. Диаграмма классов подробно описывает структуру онтологической иерархической модели, представленной в работе. Предусмотрена гибкая настройка критериев рекомендаций, обеспечивающая адаптацию системы к индивидуальным интересам пользователей. На основе предоставленных результатов исследования произведена апробация эффективности алгоритма путем проведения тестовых расчётов. Результаты проведенного исследования способствуют повышению качества туристического опыта, направленного на индивидуализацию образовательных пользовательских запросов.
Ключевые слова: туризм, оптимизация туризма, рекомендательные системы, нечеткая логика, многокритериальная оптимизация, мобильная разработка
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.2.3 - Региональная и отраслевая экономика
Рассматривается разработка системы автоматической генерации стартовых шаблонов сайтов для упрощения создания веб-приложений. Использование кодогенерации позволяет автоматизировать процесс написания повторяющегося кода, сокращая время разработки и повышая эффективность работы разработчиков. Система предоставляет удобный интерфейс для выбора и настройки шаблонов, исключая необходимость работы с консольными командами. Это позволяет ускорить процесс прототипирования и развертывания веб-приложений, что особенно актуально при создании проектов с множеством повторяющихся компонентов.
Ключевые слова: сайт, управление контентом, кодогенерация, система управление контентом, шаблон сайта, веб-приложения, фреймворк, серверная часть, клиентская часть, оптимизация
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье представлены результаты анализа особенностей построения и сопровождения современных пространственно-распределенных автоматизированных информационных систем, включая модели организации работ команд сопровождения, а также особенности реагирования на возникающих в них инциденты информационной безопасности. Предложены факторы, которые должны быть учтены при планировании и реализации мер реагирования на инциденты информационной безопасности: используемая модель организации работы группы реагирования; используемое количество независимых каналов связи; целевое временя восстановления системы; целевая точка восстановления системы; ограничения области реагирования (локализации) на инциденты информационной безопасности в автоматическом режиме. Полученные результаты позволяют повысить эффективность проводимых мероприятий по планированию и реализации мер реагирования на инциденты информационной безопасности, возникающие в рамках пространственно-распределенных автоматизированных информационных систем.
Ключевые слова: мера реагирования, группа реагирования, кибератака, компьютерная сеть, канал связи
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Проектирование и строительство подводных переходов трубопроводов является сложной многофакторной задачей. Существующие рекомендации по конструкции данных объектов, направленные на обеспечение надежности сооружений, к сожалению, не находят подтверждения в эксплуатационной практике. Например, при траншейном способе строительства однотрубной двухниточной конструкции рекомендованного в нормативно-технической документации расстояния между основным и резервным трубопроводами зачастую оказывается недостаточно при интенсивной деформации русла, что приводит к потере несущей способности обеих ниток подводного перехода. Современные методы бестраншейной укладки трубопроводов позволяют минимизировать риски аварийных ситуаций. Однако, ряд факторов, таких как перекачка коррозионноактивных продуктов, строительство нефтегазопроводов в сложных природных условиях (вечная мерзлота, повышенная сейсмическая активность) требуют дополнительных мероприятий по обеспечению надежности подводных переходов. Предлагаемый нами вариант – замена однотрубной конструкции в бестраншейной прокладке трубопровода на двухтрубную. Задачей исследования являлось влияние заполнителей межтрубного пространства на конструктивную надежность трубопровода и технико-экономическую целесообразность применения метода строительства «труба в трубе».
Ключевые слова: подводный переход трубопровода, конструкция «труба в трубе», бестраншейные технологии, заполнитель межтрубного пространства
2.8.5 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
В данной работе фокус смещается на углубленное исследование влияния деформации изгиба на изменение показателя преломления сердечника оптического волокна. Разработанный модуль позволит анализировать тенденции изменения этого показателя, что предоставит более детальное понимание внутренних процессов, происходящих в волокне под воздействием деформации.
Ключевые слова: математическое моделирование, оптическое волокно, деформация изгиба, моделирование поведения деформированного волокна, программное средство
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.6 - Оптика
Рассматривается алгоритм Виолы-Джонса с признаками MB-LBP для обнаружения лиц и его реализация на базе микроконтроллера STM32. Предлагаются методы оптимизации данного алгоритма для встраиваемых систем с ограниченными ресурсами. Описано создание аппаратно-программной системы обнаружения лиц.
Ключевые слова: обнаружение лиц, микроконтроллер, встраиваемые системы, алгоритм Виолы-Джонса, признаки MB-LBP, оптимизация классификаторов, оптимизация интегрального изображения, SIMD инструкции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе рассматривается выбор оптимальной технологии возведения шпунтового ограждения на основе метода анализа иерархий. Принятие решений в строительной практике требует учета множества факторов, включая внутренние (себестоимость, надежность, скорость выполнения работ) и внешние локальные условия (опасность перебоев в снабжении материалами, влияние погодных условий, работы в стесненных условиях). Метод анализа иерархий позволяет формализовать процесс принятия решений, структурируя задачу в виде иерархии и проводя попарное сравнение альтернатив. В ходе исследования был проведён сравнительный анализ технологий забивки, вибропогружения и статического вдавливания шпунтовых свай. Были рассчитаны векторы приоритетов для каждого критерия, проведена проверка согласованности матриц. Итоговый выбор технологии обоснован на основе интеграции внутренних и внешних факторов. Полученные результаты позволяют рекомендовать оптимальную технологию, учитывающую технические и организационные особенности строительного процесса.
Ключевые слова: шпунтовое ограждение, выбор технологии, метод анализа иерархий, критерии выбора, строительные технологии, попарное сравнение, векторы приоритетов
Приведено исследование гидрофизических свойств модифицированных цементных бетонов, а именно морозостойкости и водонепроницаемости. Определены составы модифицированных бетонов для исследований. Установлено, что использование отхода производства минеральных удобрений в комплексе с суперпластификатором «Основит Сэйфскрин SPP1» позволяет повысить показатели морозостойкости, водонепроницаемости и прочности бетонных композитов.
Ключевые слова: тяжелый бетон, гидрофизические свойства, морозостойкость, водонепроницаемость, прочность, пористость, органоминеральный модификатор, отход, пластификатор
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В данной работе в явном виде решена задача экстраполяции видеосигнала с квазирациональной спектральной плотностью, существенным образом обобщающей рациональную плотность. Построена спектральная характеристика экстраполяции видеосигнала с помощью оригинального метода А. М. Яглома, последователя академика А.Н. Колмогорова, впервые поставившего задачу экстраполяции для случайных последовательностей и процессов. Сущность метода состоит в перенесении всех исследований и расчетов спектральных характеристик и плотностей с вещественной оси на комплексную плоскость. В работе рассмотрен интересный для практических приложений видеосигнал с квазирациональной спектральной плотностью специального вида, квазиполином в которой, как показано автором с помощью методов Чеботарева и Штурма, имеет все корни только в открытой верхней полуплоскости.
Ключевые слова: случайный процесс, видеосигнал, прогнозирование, фильтрация, спектральная характеристика, время прогнозирования
1.1.1 - Вещественный, комплексный и функциональный анализ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Проведены экспериментальные исследования в гидроакустическом бассейне по распространению амплитудно-модулированного сигнала сложной формы для задач связи с подводными объектами на основе параметрической антенны. Приведены параметры гидроакустического бассейна, разработаны режимы модуляции и демодуляции гидроакустических сигналов. Проведена оценка коэффициента битовых ошибок при каждом измерении, доказано, что эксперимент проводился при строго контролируемых параметрах, а именно при отсутствии течений, шумов и отражений (гидроакустический бассейн), точная установка приёмника и обеспечена идеальная синхронизация сигнала. Данные передавались короткими пакетами несколько раз. Отсутствовали нежелательные фазовые и частотные отклонения передаваемого сигнала, а так же временные задержки между передатчиком и приёмником.
Ключевые слова: гидроакустика, параметрическая антенна, связь, амплитудная модуляция