ivdon3@bk.ru
В данной работе обсуждаются особенности построения широкополосных гидроакустических антенн, предназначенных для экологического мониторинга водной среды, дна и донных осадков. Целью данной работы является исследование и разработка широкополосных гидроакустических антенн систем экологического мониторинга водной среды и придонных осадочных пород. Поставленная цель достигается посредствам решения двух задач: - использование широкополосных, по своей природе, излучающих параметрических антенн, принцип действия которых основан на нелинейном взаимодействии волн накачки в среде распространения; - использование разночастотных преобразователей для формирования необходимой по полосе частотной характеристики. Результаты исследований широкополосных антенн, представленных в данной статье, демонстрируют возможность построения широкополосных сигналов. Рассмотрены характеристики широкополосных параметрических гидроакустических антенн, принцип действия которых основан на использовании эффекта нелинейного взаимодействия акустических волн. Приводятся результаты экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик широкополосных параметрических антенн. Особое внимание уделено рассмотрению возможности построения широкополосных гидроакустических антенн, состоящих из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Для примера приведены расчеты импедансных характеристик таких антенн. Рассчитана частотная зависимость активной составляющей полного сопротивления антенны и характеристики направленности. В заключении сделан вывод, что, использование разночастотных преобразователей позволяет не только решить задачу построения широкополосных антенн систем передачи информации для подводного аппарата, но и обеспечить примерно одинаковую направленность антенны в широком диапазоне частот. Представлены эхограммы дна и донных структур, полученные с помощью макетов параметрического профилографа и сверхширокополосного гидролокатора.
Ключевые слова: широкополосный сигнал; сверхширокополосный сигнал; гидроакустическое наблюдение; передача информации; параметрическая гидроакустическая антенна; разночастотные преобразователи
Представлен адаптивный алгоритм решения задачи о потоке данных минимальной стоимости в статической и динамической постановке. В статической модели задачи параметры, описывающие смежность вершин графа и стоимость передачи данных, являются постоянными, а в динамической – изменяемыми. В случае статической задачи цель алгоритма – получение решения близкого к требуемому, а в случае динамической – адаптация процесса передачи данных под изменяющуюся модель сети. Отличительной особенностью алгоритма является комбинирование методов эволюционной и альтернативной адаптации. Эволюционные методы, такие как микро-, макро-, мета-эволюция обеспечивают локальную корректировку вычислительного процесса, а методы альтернативной адаптации определяют стратегию поиска. Приведен пример задания рекомендуемого потока данных в нечеткой форме, а также способ адаптации процесса передачи данных к рекомендуемым параметрам.
Ключевые слова: поток данных, адаптация, эволюция, оптимизация, эволюционный поиск
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Построение конвергентного образования нацелено на реализацию НБИКС – технологий. Статья посвящена важнейшему аспекту такой конвергенции – социальному. Показана необходимость пересмотра самого подхода к образованию. Отмечена необходимость усиления тенденций междисциплинарности и трансдисциплинарности в социальных исследованиях технологий. Показаны перспективы продвижения конвергентного образования в Южном федеральном университете. Рассмотрены различные варианты и шаги продвижения конвергентного образования. Показаны примеры методологической организации образовательных процессов в рамках междисциплинарного и трансдисциплинарного подходов.
Ключевые слова: конвергентное образование, методология образования, проектные формы, социальное знание, междисциплинарность, трансдисциплинарность
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Основная часть загрязняющих веществ накапливается в морских осадках. Отсюда вытекает важность проблемы непрерывного мониторинга состояния дна и донных осадочных структур внутренних водоемов и морей. В работе рассмотрен метод дистанционного зондирования донного грунта с целью определения скорости звука в донном грунте. Предлагаемый метод позволяет проводить измерения при совместном расположении излучателя и приемника. В основе предлагаемого метода лежит метод лучевого параметра. Для проведения измерений по методу лучевого параметра необходимо либо обладать протяженной приемной антенной системой, способной определить направление прихода отраженных от дна акустических сигналов при простом всенаправленном излучателе, либо излучать узконаправленным источником звука и принимать относительно простой протяженной приемной антенной. С помощью параметрической антенны можно сформировать акустический луч шириной несколько градусов. Такой ширины луча достаточно для реализации метода лучевого параметра. Авторами предложено приближение метода лучевого параметра, позволяющее совместить местоположение излучателя и приемника, тем самым значительно упростив приемную антенну. Для проверки адекватности метода было проведено моделирование и проведены экспериментальные исследования. При моделировании закладывались реальные параметры морских донных слоистой структуры и приемоизлучающих систем. В результате моделирования были определены границы применимости предложенного метода при исследовании морских грунтов. Для определения скорости звука в слое морских осадков с приемлемой погрешностью нужно излучать акустические сигналы под углом не более 10 градусов. Экспериментальные исследования в акустическом бассейне показали качественное совпадение полученных данных с теоретическими.
Ключевые слова: дистанционное акустическое зондирование, классификация морских осадков, параметрический профилограф
Данная статья посвящена разработке оптимальных конструкций усиления многопустотных плит для обеспечения надежного восстановления или увеличения несущей способности, безопасной эксплуатации многопустотных плит, минимизации стоимости и трудоемкости.
Ключевые слова: Многопустотная плита, конструкция усиления, оптимизация, безопасная эксплуатация, армирование, эпюра моментов, эпюра материалов, арматурный стержень, центр тяжести арматуры
В работе представлены результаты теоретических исследований задачи оценки влияния конструктивных характеристик на этапе проектирования на направленность акустических антенн. Рассмотрен обобщенный алгоритм формирования характеристики направленности специальной формы в задачах прикладной гидроакустики, пути решения обобщенной задачи оптимизации характеристик антенн и модульный принцип конструирования. Задачу оптимизации предложено разделить на отдельные составляющие: оптимизация характеристик антенны и оптимизация тактических характеристик акустической системы, которые комплексно влияют на выбор конструкции антенны. Рассмотрен метод построения антенны с секторной диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, когда параметрическая антенна секторного обзора содержит отдельные высоконаправленные преобразователи накачки с плоской апертурой.
Ключевые слова: акустическая антенна, характеристика направленности, сектор
В статье рассмотрены методы оценки и прогнозирования организационно-технологических характеристик при возведении жилых зданий в стесненных условиях. Особое внимание уделено использованию мелкогабаритных, легких элементов, которые дают возможность использовать лифты, краны – укосины, подъемники, и т.п. при отказе от башенных кранов. Это позволило не только увеличить гибкость организационно-технологических процессов и расширить их сочетаемость во времени и пространстве, но одновременно вызвало необходимость модернизировать объемно-конструктивные решения зданий с последующим переходом на монолитные каркасы.
Ключевые слова: Схема, методы, влияние, строительство, стесненные условия, конструктивные решения
Рассмотрен процесс теплопередачи и необходимые условия ведения высокоинтенсивного процесса синтеза углеводородов из СО и Н2 в трубчатом реакторе. Проведены численные исследования изменения коэффициента теплоотдачи по высоте слоя катализатора в процессе синтеза углеводородов. Показано, что неравномерность распределения температуры по высоте слоя катализатора обусловлена снижением коэффициента теплоотдачи от реакционной зоны к охлаждающему агенту. Это вызвано рядом причин: снижением объёмного расхода газа в процессе синтеза; изменением фазового состояния реакционной среды и, соответственно, её теплофизических характеристик. Установлено, что интенсификация теплопереноса возможна путем увеличения линейной скорости реакционного потока, что может быть достигнуто за счет организации рецикла отработавшего синтез-газа. Экспериментально подтверждено, что циркуляция синтез-газа позволяет осуществить высокоинтенсивный процесс ФТ в квазиизотермическом режиме.
Ключевые слова: синтез Фишера-Тропша, коэффициент теплоотдачи, циркуляция синтез-газа
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.17.01 - Технология неорганических веществ
В работе проведены теоретические исследования связанной композиционной системы, состоящей из двух регулярных анизотропно-градиентных планарных структур, главные оси тензоров диэлектрической проницаемости которых совпадают с осями декартовой системы координат, когда их элементы имеют обобщённые пространственные распределения. Для этого воспользовались представлением поля связанной системы совокупностью поверхностных волн смешанного спектра регулярных симмтеричных градиентных анизотропных волноводов и полученной ранее системой связанных интегро-квазидифференциальных уравнений относительно амплитудных коэффициентов взаимодействующих мод. Такой подход позволил проанализировать влияние анизотропии, неоднородности на поперечную и продольную зависимость модовых преобразований. Удалось проследить за модовыми преобразованиями с сохранением поляризации, учесть фазовые соотношения между взаимодействующими модами и функциями изменения материальных характеристик связанных структур и их зависимость от параметров градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости волноведущих сред. Выявлена возможность эффективного управления взаимодействием с модами непрерывного спектра за счёт изменения параметров и характеристик композиционных искусственныхсред. Проведено сравнение потерь в оболочке с таковыми в обычной связанной системе. Отмечено совпадение полученных результатов.
Ключевые слова: связанные регулярные анизотропно-градиентные структуры, поверхностные волны, параметры градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости, потери направляемых мод
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований теплообмена жидкости у вертикальной трубы. Предложена схема и на её основе разработана лабораторная установка для изучения процесса тепломассообмена трубной поверхности, омываемой жидкостью. Эту схему можно использовать при разработке конструкции водогрейного отопительного котла, содержащего газоотводящие трубы, проходящие в установленный объёмный трубный барабан и закрепленных на монтажных досках и топке, расположенной под конструкцией трубного барабана. Такая конструкция отличается тем, что топочное устройство с целью увеличения полноты процесса выгорания топлива и одновременно снижения количества вредных выбросов снабжено топкой с подвижной в вертикальном направлении колосниковой решеткой.
Ключевые слова: теплопередача, коэффициент теплоотдачи, теплопроводность, критерии подобия, электроаналог, вертикальная труба, жидкость, воздух, водогрейный котел
01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника , 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Рассмотрено распространение поверхностных волн в открытых нелинейных анизотропно-градиентных планарных композиционных структурах. Планарная волноведущая структура состоит из четырёх слоёв, диэлектрическая проницаемость внутренней среды которых содержит аддитивные составляющие. Одно из слагаемых зависит от модуля электрического поля по степенным законам. Другое слагаемое представляет собой тензор диэлектрической проницаемости, главные оси которого совпадают с осями декартовой системы координат, повёрнуты на некоторый угол относительно продольной координаты Oz, повёрнуты вокруг поперечной координаты Oy. Элементы тензора диэлектрической проницаемости зависят от пространственных координат по обобщённым законам. Из уравнений Максвелла получены волновые уравнения для поперечных составляющих электрического и магнитного векторов. Найдены новые решения этих квази-дифференциальных уравнений, частными случаями которых является множество известных специальных функций. На этой основе найдены поперечные и продольные составляющие электрического и магнитного полей. В итоге исследования приведены возможные практические приложения полученных результатов.
Ключевые слова: нелинейность, нелинейная оптика, слоистые структуры, поверхностные волны, дискретный спектр, диэлектрические волноводы сложной структуры.
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Экспертная система разработана для практического использования врачами в медицинских учреждениях - решения задачи классификации заключений о риске развития и степени гестоза во время беременности. Мультифакторная база знаний получена на основе результатов исследований проанализированных в работе и включает комплекс признаков данного осложнения беременности как геномного, так и постгеномного порядка. Определены основные пользователи системы (врач, исследователь и пациенты) и их требования к программной реализации разрабатываемой экспертной системы. Создана структура экспертной системы поддержки принятия решений в оценке риска развития гестоза, содержащая компоненты (характеризующие принадлежность разрабатываемой информационной системы к классу экспертных систем), функции и субъекты. Определены типы, признаковое пространство и признаковое описание атрибутов базы знаний данных пациентов. Представлен обобщенный алгоритм работы системы и возможности ее дальнейшего развития.
Ключевые слова: Экспертная система, база знаний, анализ требований, задача классификации, признаковое пространство, гестоз, превентивная диагностика, персонифицированная медицина
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В работе изложены результаты исследования сегнетопьезокерамики метаниобата лития (МНЛ), полученной твердофазным синтезом (ТФС), с последующим спеканием по обычной керамической технологии (ОКТ), в сравнении с данными, известными для горячепрессованных образцов. Показана перспективность метода ТФС+ОКТ, а также модифицирования МНЛ различными оксидами.
Ключевые слова: сегнетопьезокерамика, метаниобат лития, твердофазный синтез, обычная керамическая технология, электрофизические свойства, высокотемпературная техника
Исследование окружения иона меди Cu2+ в водных растворах было проведено методами рентгеновской спектроскопии поглощения. Были измерены спектры рентгеновского поглощения для различных концентраций водных растворов CuCl2. Была проведена отладка методики расчётов околопороговой тонкой структуры спектров рентгеновского поглощения за K-краем Cu в координированных комплексах иона Cu2+ методом конечных разностей для решения уравнения Шредингера. Проведены расчеты для различных электронных конфигураций иона меди Cu2+. Предложена модель локального окружения иона меди Cu2+ в водных растворах.
Ключевые слова: спектроскопия рентгеновского поглощения, ионы 3d металлов, водные растворы, локальное окружение, метод конченых разностей, координационные комплексы
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Приведены новые варианты усиления железобетонных многопустотных плит. Сущность предлагаемых решений заключается в установке стержня в паз, располагающийся ниже пустоты плиты. Рассмотрены области рационального использования, а также конструкция и технология изготовления данных вариантов усиления.
Ключевые слова: усиление строительных конструкций, реконструкция, безопасная эксплуатация, многопустотная железобетонная плита, нормальное сечение