Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

# 11, ноябрь 2013

Машиностроение и машиноведение

Система управления адаптивной пневмогидравлической рессорой колёсной машины с изменяемой упругой характеристикой
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0645542
Андреев М. А., Семенов С. Е.
В статье представлен алгоритм управления адаптивной пневмогидравлической рессорой с возможностью плавного изменения упругой характеристики в процессе воздействия различного рода динамических и кинематических возмущений. Проведён анализ объекта управления, который позволил предложить обобщённую структуру системы автоматического управления. Особое внимание уделяется описанию принципов управления, заложенного в вычислительное устройство, а также выделяются основные ограничения при синтезе желаемой упругой характеристики. Описаны основные варианты регулирующей электрогидравлической аппаратуры, которые могут быть использованы в системе управления, проведено их краткое сравнение. В заключительной части статьи демонстрируется работоспособность разработанного алгоритма управления, путём его апробации на математической модели пневмогидравлической рессоры. Сделаны выводы о том, что разработанный метод управления обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными методами управления и может быть реализован на доступной отечественной промышленности аппаратной базе.
Исследование совмещенной операции вытяжки с обжимом и раздачей
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0636247
Евсюков С. А., Сулейман А. А.
В статье рассмотрена совмещенная операция вытяжки с обжимом и раздачей как способ интенсификации процессов листовой штамповки, позволяющий получить коническую деталь с цилиндрическим раструбом с большим коэффициентом формоизменения за один технологического перехода в одном штампе. При исследовании совмещенной операции вытяжки с обжимом и раздачей было использовано компьютерное моделирование в программном комплексе AutoForm. Рассмотрено влияние трения на процесс формоизменения, проведена оценка изменения толщины раструба и силы деформирования при разных значениях коэффициентах трения. Рассмотрено также влияние коэффициента раздачи на силовые параметры совмещенной операции и на конечные размеры изделия.
Моделирование кавитационного воздействия на рабочую поверхность изделия, эксплуатируемого в гидродинамической среде
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0623525
Ковалев А. А.
В статье обоснована необходимость разработки обобщенной математической модели кавитационного износа деталей, учитывающей конструкторско-технологические особенности и режимы эксплуатации изделия, а также свойства внешней гидродинамической среды и напряженно-деформированное состояние детали. В статье приводятся моделирование напряженно-деформированного состояния детали, эксплуатируемого в гидродинамической среде,  подверженного воздействию кавитации, и значения давления, эквивалентного напряжения, скорости деформации в рассматриваемых материалах детали. Разработанная модель оценки напряженно-деформированного состояния детали является одой из базовых модулей обобщенной математической модели кавитационного износа деталей.
Износ соплового насадка в технологических системах гидроабразивной обработки материалов
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0623516
Тищенко Л. А.
В статье обоснована необходимость разработки методики количественной оценки износа соплового насадка оборудования гидроабразивной резки за время его непрерывной эксплуатации при заданных технологических режимах. Предлагаемая  методика состоит из нескольких основных блоков, сущность которых заключается в формировании различных математических моделей, описывающих процесс износа. В статье рассмотрены результаты моделирования течения гидроабразивной струи в сопловом насадке и взаимодействия абразивных частиц со стенками канала. Так же рассмотрено влияние износа соплового насадка на скорость эрозии обрабатываемого материала.

Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение

Оптимизация силовой части электрогидравлического следящего привода с дроссельным регулированием
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0623966
Замараев Д. С., Попов Д. Н.
В статье описана оптимизация силовой части электрогидравлического следящего привода с дроссельным регулированием. Электрогидравлический следящий привод рассматривается вместе с электрогидравлическим усилителем мощности, который заменен пропорциональным звеном. Для осуществления оптимизации гидропривода выбраны варьируемые параметры и предложены целевые функции для оценки проектных вариантов. Рассмотрен пример оптимизации силовой части гидропривода по двум критериям: близости фазочастотной характеристики к оси абсцисс и отношению массы к мощности. Для получения фронта Парето использована многокритериальная модификация генетического алгоритма. Изложенная в статье концепция основана на обобщении известных из литературных источников методов оптимизации электрогидравлического следящего привода и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации.

Транспортное, горное и строительное машиностроение

Оценка эффективности активного демпфирования колебаний металлоконструкций экскаваторов и стреловых кранов
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0655037
Гришин Д. К., Матвеев В. М.
Оценку эффективности активного демпфирования колебаний в многомассовых динамических системах металлоконструкций экскаваторов и стреловых кранов при размещении силового органа гасителя между колеблющимися массами предложено проводить в сравнении с демпфированием внешним сопротивлением. Приведены результаты синтеза демпфирующего воздействия, обеспечивающего заданную степень снижения колебаний металлоконструкций при силовом возбуждении и автоколебаниях. Показано, что размещение силового органа активного гасителя колебаний между узлом установки рабочего органа и конструкцией позволяет существенно улучшить динамические свойства рассматриваемых машин.
Математическая модель движения полноприводной колесной машины по дороге с твердой неровной поверхностью
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0645575
Фоминых А. Б., Жеглов Л. Ф.
Рассмотрена пространственная модель взаимодействия колесной машины с поверхностью дороги. Получены выражения для кинематических и силовых факторов, определяющих движение и колебания колесной машины, элементов трансмиссии и ходовой части  при её пространственном нагружении. Показано, что задание перемещений колес в системе координат, связанной с корпусом колесной машины, позволяет существенно уточнить рассматриваемую математическую модель ее движения. Такой подход дает возможность получить достоверную оценку эксплуатационных нагрузочных режимов агрегатов и систем колесной машины в условиях преодоления инженерных сооружений.
Анализ влияния конструктивных факторов кабины на пассивную безопасность грузовых автомобилей при ударе по передним стойкам
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0636798
Шабан Б. А., Зузов В. Н.
Целью данной статьи является разработка путей совершенствования конструкции кабины грузового автомобиля при ударе по передним стойкам с целью повышения харак-теристик пассивной безопасности. По результатам расчёта оцениваются максимальные перемещения основных эле-ментов конструкции, остаточное жизненное пространство и проводится анализ поведения дверных проёмов, оконных проёмов, стоек, лонжеронов, остальных элементов кабины и др. При этом конструкция испытывает контакт, потерю устойчивости, смятие, изгиб, появление пластических шарниров. Для совершенствования конструкции были выявлены наиболее податливые участки и места пластических шарниров. В качестве косвенного оценочного параметра жесткости кабины в целом помимо рекомендованного жизненного пространства предлагаем использовать ускорение центра масс манекена, максимальное значение которого в определённый интервал времени так же регламентировано. На основе всестороннего анализа влияния конструктивных факторов на пассивную безопасность кабины грузового автомобиля при ударе по стойкам были разработаны изменения в конструкцию кабины автомобиля (увеличение толщины основных деталей дверей кабины, введение локальных накладок, пеноалюминия внутрь стоек кабины грузового автомобиля), которые позволили повысить пассивную безопасность автомобиля.

Математика и математическое моделирование в технике

Оценка степени затухания и перерегулирования в линейной системе с запаздыванием
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622917
Горбунов А. В.
Для линейной системы с запаздыванием предложено достаточное условие экспоненциальной устойчивости и на его основе разработан метод оценивания степени затухания и величины перерегулирования. Предложенное условие заключается в разрешимости некоторого нелинейного матричного неравенства относительно одной матричной и двух скалярных неизвестных. Для оценок степени затухания снизу и величины перерегулирования сверху получены явные выражения через решение этого матричного неравенства и предложен метод поиска такого решения. Рассмотрен пример, показавший эффективность предлагаемого подхода.
Проблема вхождения в циклическую подгруппу в группах с условием C(3)-T(6)
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622536
Безверхний Н. В.
В этой статье доказано, что в  группах с условиями малого сокращения C(3)-T(6) разрешима проблема вхождения в циклическую подгруппу, то есть для любых элементов g, h такой группы можно установить, существует ли  целое n≠ ±1:gn=h. Этот результат является очередным звеном в серии теорем о группах с условиями малого сокращения C(p)-T(q), доказанных автором: о разрешимости проблемы корня, о разрешимости проблемы сопряжённого вхождения в циклическую подгруппу, о нормальных формах элементов бесконечного порядка и о характеристическом свойстве элементов конечного порядка. Результаты получены с помощью метода групповых диаграмм. В качестве очередной работы в данном направлении планируется решение проблемы степенной сопряжённости в рассматриваемом классе групп.
Об использовании теории делимости в квадратичных полях для получения оценок некоторых линейных форм
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622505
Иванков П. Л.
Для изучения арифметических свойств значений обобщенных гипергеометрических функций с иррациональными параметрами нельзя непосредственно применить известный в теории трансцендентных чисел метод Зигеля, т.к. упомянутые функции не принадлежат классу E-функций. Поэтому в такой ситуации обычно используют различные варианты эффективного построения линейных приближающих форм. В настоящей работе используется один из названных вариантов, позволяющий рассмотреть также и продифференцированные по параметру функции. Возможности используемого метода расширяются за счет специального выбора параметров рассматриваемых функций.
Применение гибридных алгоритмов глобальной оптимизации к экстремальным задачам для гидромеханических систем
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0604082
Сулимов В. Д., Шкапов П. М.
Рассматриваются задачи глобальной оптимизации, коррекции моделей и диагностирования гидромеханических систем. Предполагается, что критериальные функции являются непрерывными, липшицевыми, многоэкстремальными и не всюду дифференцируемыми. Предложены два новых гибридных алгоритмы, в которых сканирование пространства поиска проводится современным стохастическим кратным алгоритмом столкновения частиц, построенным на использовании аналогии с процессами абсорбции и рассеяния частиц при ядерных реакциях. При локальном поиске в первом алгоритме используется метод линеаризации со сглаживающими аппроксимациями критериев, а во втором – сходящийся вариант симплекс-метода Нелдера-Мида. Приведены результаты решения модельных задач вычислительной диагностики фазового состава теплоносителя в контуре реакторной установки.

Авиационная и ракетно-космическая техника

О предельных возможностях линейной пространственной фильтрации при подавлении помех пространственно-неоднородного фона в теплопеленгаторах различных классов
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0656657
Климова А. В., Крыжановский В. В., Левшин В. Л., Муратов К. В.
Рассматриваются предельные возможности линейной пространственной фильтрации при подавлении помех пространственно-неоднородного фона. Предполагается, что эффект линейной фильтрации зависит от параметров корреляционной функции фона и характеристик оптико-механического блока. Достижимая степень подавления помех, полученная в результате аналитической статистической оценки, сопоставляется с потребными на сложном фоне значениями. Произведена оценка степени подавления сигналов от кромок помеховых образований на модели типа «ступень» и на видеокадре с реальным сложным фоном. Полученные результаты говорят о том, что класс линейных фильтров не обеспечивает приемлемых показателей помехоподавления при наблюдении цели на сложных фоновых ансамблях.
Колебания жидкого топлива в цилиндрических и конических ёмкостях
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0623923
Дьяченко М. И., Орлов В. В., Темнов А. Н.
Исследованию задач, связанных с колебаниями жидкости в ракетах-носителях  посвящено много работ. Это связано с тем,  что основную часть массы жидкостной ракеты составляет топливо, вынужденное движение которой существенно может влиять на управление ракеты. Ранее авторами были исследованы задачи о малых колебаниях жидкости в баках с заборным устройством, при перераспределении топлива в ракетно-космических объектах. Задачи появились из требования улучшить энергетические характеристики ракеты пакетной схемы путем заправки центральной ступени из баков боковых блоков. В данной статье представлены решения задач о  собственных колебаниях жидкости  в цилиндрических и конических ёмкостях, с граничными условиями на свободной поверхности и поверхности с сопротивлением – поверхности слива. Особое внимание уделено нахождению собственных значений и частот  уравнений колебаний возмущенного движения жидкости  с наличием  диссипации на граничных поверхностях. Показано, что малые скорости опускания свободной поверхности и условия сопротивления на поверхности слива могут влиять как на колебательную, так и на апериодическую часть решения задачи о колебаниях жидкости.
Влияние распределения удельного магнитного потока в двигателях с анодным слоем на распределение потенциала плазмы в ускорительном канале
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0620593
Марахтанов М. К., Духопельников Д. В., Ивахненко С. Г.
Рассмотрено влияние распределения индукции магнитного поля на распределение параметров газового разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в канале двигателя с анодным слоем. Предложена модель течения электронной компоненты поперек магнитного поля с использованием величины удельного магнитного потока. Получены соотношения, связывающие распределение потенциала плазмы в канале с распределением удельного магнитного потока, а также соотношения, позволяющие определить положение низковольтной границы анодного слоя. Приведен пример расчета распределения потенциала плазмы в канале двигателя с анодным слоем и определения положения низковольтной границы анодного слоя.

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

Оптическая система интерферометра для контроля формы крупногабаритных светосильных зеркал компенсационным методом
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0654983
Граф Н. А., Пуряев Д. Т.
В статье рассматривается проблема компенсационного метода контроля крупногабаритных светосильных зеркал, связанная с проецированием криволинейной асферической поверхности на плоский приемник. Происходит нарушение масштаба изображения от его центра в радиальном направлении, что ведет к сжатию интерференционных колец на краю интерференционной картины. Расшифровка такой интерференционной картины становится затруднительной. Авторами предложено конструктивное решение ортоскопической системы интерферометра для контроля главных зеркал телескопов TNT и 2-m Wendelstein Fraunhofer Telescope, отображающей криволинейную поверхность на плоский приемник с постоянным масштабом.
Автозахват траекторий в режиме автономного обзора в условиях низкой точности входных данных
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0638017
Кондрашов К. С., Жураковский В. Н.
В данной статье решаются практические проблемы вторичной цифровой обработки радиолокационной информации в автономной обзорной подсистеме. Раскрываются существенные аспекты и сложности, присущие такого рода системам. Приводится обзор существующих методов автозахвата траекторий как важного этапа вторичной обработки. Синтезируется алгоритм автозахвата траекторий целей, учитывающий низкую точность входных данных, оптимальный по критерию максимума правдоподобия. Осуществляется математическое моделирование, демонстрирующее удовлетворительную работу данного алгоритма в том числе при действии интенсивных шумов.
К вопросу о повышении надежности смесительных AlAs/GaAs резонансно-туннельных диодов конструкторско-технологическими методами
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0637834
Макеев М. О., Иванов Ю. А., Мешков С. А., Шашурин В. Д.
Разработана методика исследования изменения вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов под действием деградационных процессов в его структуре. Исследование деградации структуры резонансно-туннельных диодов на основе наноразмерных AlAs/GaAs гетероструктур проводилось при температуре 300 °C. Выявлено, что в данных условиях изменение вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов вызвано преимущественно деградацией омических контактов. Определена аналитическая зависимость контактного сопротивления AuGeNi омических контактов резонансно-туннельных диодов от времени и температуры.
Особенности термосилового нагружения термоэлектрических модулей приборов в процессе их эксплуатации
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0631621
Горбатовская Т. А.
Исследовано термосиловое нагружение термоэлектрического модуля (ТМ) в процессе эксплуатации, выявлены наиболее уязвимые элементы. Проведен анализ температурных деформаций, возникающих в ветвях ТМ. Исследовано влияние различных видов деформации на напряженно-деформированное состояние ветвей ТМ. Разработана математическая модель расчета напряжений в ветвях ТМ. Приведены результаты расчета по данной модели. Проведено исследование влияния геометрических характеристик ветвей ТМ и технологического допуска на напряжения в ветвях.На основе результатов расчета сформулированы рекомендации по конструированию ТМ.
Особенности математического моделирования движения абразивной частицы в процессе абразивно-экструзионной обработки
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0623507
доцент, к.т.н. Назаров Н. Г.
В статье рассмотрены вопросы создания математической модели движения абразивного зерна в процессе абразивно-экструзионной обработки (АЭО). Это позволит расширить возможности технологии. Суть АЭО заключается в продавливании (экструзии) абразивной пасты вдоль обрабатываемых поверхностей (в большинстве случаев сквозных отверстий) и съема материала абразивными частицами, содержащимися в пасте, состоящей из абразивных зерен и связующего вещества в виде вязко-упругой жидкости. Использование существующих моделей не может объяснить сущности процесса движения зерна и его воздействия на материал обрабатываемой поверхности.  Автор обосновывает необходимость введения в основное уравнение модели упругих характеристикик связующей жидкости, а также показателя концентрации абразивных зерен.
Геоинформационные системы в задачах пространственно-временного прогнозирования условий аэрокосмической съемки
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0619681
Веселов Ю. Г., Конуркин В. А., Островский А. С., Тихонычев В. В.
В статье предложен и обоснован новый подход к прогнозированию условий выполнения аэрокосмической съемки с целью повышения ее результативности. Представленный подход основан на том, что информация об оптических характеристиках атмосферы, освещенности земной поверхности, спектральных коэффициентах отражения, а также экспонометрических параметрах съемки, исполненная в виде слоев геоинформационной системы, может быть использована для решения задач, связанных с планированием аэрокосмической съемки. Основной идеей работы является формирование высоко динамичного слоя непрерывных явлений геинформационной системы, большая динамика которого обусловлена высокой динамикой изменения метеорологических условий.

Информатика, вычислительная техника и управление

Формализация процесса реализации цикла выпуска электронных периодических изданий
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0658430
Белоус В. В., Спиридонов С. Б., Постников В. М.
В статье приведен анализ типового процесса, касающегося практической реализации  рабочего цикла выпуска электронных периодических изданий, в издательстве высшего учебного заведения. Определен основной набор компонент, составляющих организационную структуру издательства и влияющих на эффективность его функционирования. Рассмотрен процесс обслуживания заявок пользователей  редакторами, рецензентами и  библиографами. В результате проведенных исследований показано, что закон поступления заявок пользователей  на публикацию их  материалов в электронном  периодическом издании является простейшим. Определены параметры простейшего потока заявок пользователей. Для описания типового процесса рабочего цикла выпуска электронных периодических изданий  предложена формализованная схема, представленная в виде замкнутой  сети массового обслуживания.
Оценка информационных рисков в автоматизированных системах с помощью нейро-нечёткой модели
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0645489
профессор, д.т.н. Булдакова Т. И., Миков Д. А.
Рассматривается задача моделирования информационных рисков в автоматизированных системах. Показывается, что перспективным подходом является применение нечётких моделей, поскольку при их разработке требуются значительно меньшие объёмы информации о моделируемой системе. Выполняется анализ различных типов нечётких моделей, выделяются их особенности. Делается вывод о том, что для оценки информационных рисков в большей степени подходит модель Мамдани. Предлагается совмещение нечёткого и нейросетевого моделирования – создание нейро-нечётких сетей путём преобразования нечёткой модели Мамдани в самообучающуюся нейронную сеть, действующую на основе аппарата нечёткой логики и нечётких множеств. Приводится пример нейро-нечёткой сети для оценки информационных рисков.
Многокритериальная оценка релевантности документов корпоративной онтологической базы знаний на основе их ролевой кластеризации
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0637857
профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., доцент, к.т.н. Трудоношин В. А.
Работа выполнена в контексте исследований по разработке методов построения онтологических баз знаний, ориентированных на поддержку принятия решений в корпоративных информационных системах. Рассматривается подход к поиску решений в базах знаний с использованием метаданных документа. Метаданные документов, а также поисковые запросы представляются в виде фреймов паттернов проектирования и паттернов запроса соответственно. Слоты этих паттернов соответствуют ролям концептов используемой онтологии. Указанные роли разбивают концепты онтологии, документа и запроса к базе знаний на кластеры. Определены семантические сети этих кластеров, так что поисковые образы документа и запроса представляются в виде совокупности семантических сетей, соответствующих слотам паттерна проектирования и паттерна запроса. Релевантность документа оцениваем совокупностью метрик, формализующих близость указанных семантических сетей. Работа содержит постановку задачи многокритериальной оценки релевантности документов корпоративной онтологической базы знаний, а также адаптивный метод решения этой задачи.
Модифицированный метод адаптивных взвешенных сумм в задаче многокритериальной оптимизации
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0632468
профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Савелов А. С.
Рассматриваем задачу многокритериальной оптимизации. Полагаем, что решением задачи является ее множество Парето. Перспективным методом решения задачи многокритериальной оптимизации является метод адаптивных взвешенных сумм (Adaptive Weighted Sum (AWS) method). Как и классический метод суммы взвешенных критериев (Weighted Sum method), основанный на аддитивной свертке частных критериев оптимальности, данный метод также использует такую свертку. Однако метод AWS предполагает адаптацию весовых коэффициентов в процессе итераций на основе информации о текущем положении подобласти поиска. Для сокращения затрат на вычисление значений критериальных функций метод AWS использует метамодели этих функций. Результаты наших исследований показали, что метод AWS обеспечивает высокое качество Парето-аппроксимации в случае выпуклого, хотя, быть может, и несвязного фронта Парето. Для задач, имеющих вогнутый фронт Парето, метод не всегда обеспечивает удовлетворительное качество решения или обеспечивает его, но при значительном числе итераций. В некоторых случаях метод дает недопустимые решения, обусловленные используемым способом учета ограничений на текущую подобласть поиска. Данная работа имеет целью преодоление указанных недостатков метода AWS. Даем постановку МКО-задачи и представляем базовые методы ее решения. Рассматриваем несколько предложенных нами модификаций метода AWS. Приводим краткое описание разработанного программного обеспечения, которое реализует метод AWS и его модификации. Представляем результаты исследования эффективности указанных модификаций метода AWS.
Параллельный алгоритм поиска ближайшей точки в радиусе
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0624368
Могилко А. А.
В данной статье представлен анализ существующих алгоритмов поиска ближайших соседей, описан оригинальный алгоритм поиска ближайших соседей, разработан параллельный алгоритм поиска ближайших соседей в радиусе, описана реализация алгоритма, с использованием параллельных вычислений, приведены эксперименты по оценке производительности программной реализации алгоритма. Предлагаемое решение представляет собой библиотеку, написанную на языке программирования C++. Область применения такой библиотеки – это системы, работающие в области геокоординат, моделирование движения жидкости и другие области, трерующие нахождение соседних объектов среди большого количества данных.
Об одном методе решения терминальных задач для аффинных систем
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622543
Фетисов Д. А.
На основе геометрического подхода предлагается метод решения терминальной задачи для многомерных аффинных систем. Задача решается в предположении, что система может быть преобразована к регулярному квазиканоническому виду. Сформулировано необходимое и достаточное условие существования решения для преобразованной системы. Доказано достаточное условие разрешимости терминальной задачи для таких систем квазиканонического вида, у которых размерность нелинейной подсистемы не превышает размерность управления. Предъявлен алгоритм построения решения терминальной задачи для данного класса систем. Приведен числовой пример, иллюстрирующий работу алгоритма.
Отслеживание программного изменения угла атаки для продольной динамики ракеты класса «воздух-воздух» с помощью метода обхода интегратора
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622518
Голубев А. Е.
В настоящей работе для продольной динамики ракеты класса «воздух-воздух» представлено решение задачи отслеживания задаваемого системой наведения на цель программного изменения угла атаки. Синтез управления осуществлен при помощи метода обхода интегратора. Рассмотрена модель продольной динамики, учитывающая динамику управляющих органов ракеты, а также зависимость аэродинамических коэффициентов от модуля угла атаки. По результатам численного моделирования можно сделать вывод о работоспособности алгоритма управления, основанного на рассмотренной в работе упрощенной модели продольной динамики. Возможной областью применения полученных в работе результатов является решение задач управления техническими системами.
Метод решения задачи оптимизации структуры дисперсно-армированных композитов при ограничениях на тепловые и прочностные свойства
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0621065
Димитриенко Ю. И., Дроголюб А. Н., Соколов А. П., Шпакова Ю. В.
Сформулирована постановка задачи оптимизации микроструктуры композиционного материала,  представляющая собой  задачу минимизации плотности композита при заданных ограничениях на компоненты эффективных тензоров упругости, теплопроводности, и эффективные пределы прочности композита. Предложен метод решения задачи оптимального проектирования композиционного материала, армированного микросферами, и предназначенного для создания тепловой защиты. Для расчета эффективных характеристик  композитов – тензоров модулей упругости и теплопроводности, а также  пределов прочности,  используется  метод асимптотического осреднения (метод гомогенизации), для решения локальных трехмерных задач  теплопроводности и теории упругости на ячейках периодичности  композита  используется метод конечного элемента. Реализация метода конечного элемента осуществлена с помощью программного комплекса GCD, разработанного на кафедре ФН-11 МГТУ им.Н.Э. Баумана. Для решения задачи оптимизации использован метод типа Хука-Дживса. Проведена численная реализация разработанного метода оптимизации микроструктуры на примере композита основе стеклянных микросфер.
Ко-эволюционный алгоритм глобальной оптимизации на основе алгоритма роя частиц
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0619595
профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Воробьева Е. Ю.
Рассматриваем ко-эволюционный алгоритм глобальной оптимизации Co-PSO, основанный на алгоритме роя частиц. Представляем MatLab-комплекс программ, реализующих этот алгоритм. Комплекс предполагает параллельное (на логическом уровне) функционирование заданного числа алгоритмов PSO, которые используют различные топологии соседства частиц и/или различные значения своих свободных параметров. Представляем результаты широкого вычислительного эксперимента по исследованию эффективности алгоритма Co-PSO и реализующего его программного обеспечения. В эксперименте использованы тестовые функции Розенброка, Химмельблау и Растригина. Результаты исследования показывают превосходство алгоритма Co-PSO над каноническим алгоритмом PSO. С помощью алгоритма Co-PSO решена трехкритериальная задача оптимального управления космическим аппаратом на этапе его спуска в атмосфере Земли. Использованы методы аддитивной скалярной свертки и сведения задачи оптимального управления к задаче нелинейного программирования.

Механика

Моделирование микроструктурного разрушения и прочности керамических композитов на основе реакционно-связанного SiC
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0659438
Димитриенко Ю. И., Сборщиков С. В., Беленовская Ю. В., Анискович В. А., Перевислов С. Н.
С помощью метода многомасштабной гомогенизации разработана 3-х уровневая модель керамических композиционных материалов на основе реакционно-связанного SiC . Численное моделирование осуществляется путем конечно-элементного решения серий локальных задач на ячейках периодичности трёх структурных уровней. Проведены расчеты полей тензоров концентрации напряжений в матрицах и наполнителях. Для расчета прочностных характеристик композитов применен новый критерий прочности матрицы и наполнителей при многоосном напряженном состоянии, учитывающий существенное  (более, чем на порядок) различие свойств керамики при растяжении и сжатии. Предложена модель, учитывающая масштабный эффект прочности керамических композитов. Проведено численное исследование процессов последовательного микроразрушения керамических композитов вплоть до полного разрушения. Результаты расчетов показали, что при наличии полидисперсной структуры керамики изменение концентрации более крупных фракций играет менее существенную роль, чем содержание фракции мелких частиц.
Моделирование термоупругих характеристик композитов на основе алюмо-хромофосфатных связующих
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0623564
Димитриенко Ю. И., Сборщиков С. В., Еголева Е. С., Матвеева А. А.
Разработана математическая многоуровневая модель для расчета термоупругих характеристик тканевых композиционных материалов на неорганическом алюмо-хромофосфатном связующем при высоких температурах, которая учитывает процессы физико-химических превращений,  протекающих алюмо-хромофосфатном связующем и стеклянных волокнах при высоких температурах. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными, показано, что разработанная модель  позволяет прогнозировать сложный нелинейных характер изменения упругих свойств неорганических композитов при нагреве до 1600 К. Разработанная модель может быть применена для прогнозирования изменения упругих характеристик композиционных материалов на неорганической матрице при сложных режимах нагрева.
Оценка эффективной теплопроводности однонаправленного волокнистого композита методом самосогласования
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622927
профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н., Савельева И. Ю.
Метод самосогласования использован для оценки компонент тензора теплопроводности однонаправленного волокнистого композита, обладающего свойством трансверсальной изотропии по отношению к оси, параллельной расположению волокон. В этом методе путем осреднения возмущенного распределения параметров в элементах структуры композита и приравнивания результатов осреднения нулю удается оценить эффективные значения этих параметров для композита в целом. Возмущенные температурное поле и  распределение плотности теплового потока в волокнах и матрице композита найдено на основе разработанных математических моделей теплового взаимодействия этих элементов структуры с трансверсально изотропным однородным материалом, имеющим искомые коэффициенты теплопроводности. Для проверки достоверности итоговых расчетных зависимостей использованы двусторонние оценки, построенные на основе двойственных вариационных формулировок стационарной задачи теплопроводности в неоднородном твердом теле. Полученные расчетные зависимости могут быть применены для прогноза эффективных коэффициентов теплопроводности однонаправленных волокнистых композитов.
Применение RKDG метода второго порядка для моделирования магниторотационной неустойчивости
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0622835
Лукин В. В., Шаповалов К. Л.
В статье рассмотрен разрывный метод Галеркина для решения уравнений магнитной гидродинамики на неструктурированных сетках для задач с осевой симметрии. Приведен алгоритм бездивергентной реконструкции магнитного поля для цилиндрической системы координат, позволяющий получать физически адекватные результаты расчетов с высоким порядком точности. Представлены и обсуждены результаты моделирования магниторотационной неустойчивости в аккрецирующей оболочке протозвезды. Результаты расчетов показывают, что развитие МРН неустойчивости приводит к образованию крупномасштабных структур и отводу уголового момента на периферию плазменного облака.
Динамика двухслойной жидкости, разделенной упругой перегородкой с учетом сил поверхностного натяжения
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0619258
Гончаров Д. А.
В работе рассматривается динамика идеальной несжимаемой жидкости, заполняющей цилиндрический сосуд, разделённый упругой мембраной с учетом сил поверхностного натяжения. Сформулированы граничные условия для учета сил поверхностного натяжения при угле смачивания в 90 градусов. Определены нормальные колебания. Методом Бубнова-Галёркина находится приближённое уравнение частот в осесимметричном (плоская задача) случае, Проанализирована зависимость собственной частоты рассматриваемых колебаний системы от числа Бонда, характеризующего интенсивность гравитационных сил. Определено критическое значение частоты собственных колебаний.

Энергетика

Количественная оценка токсического воздействия фтора на человека при работе с гексафторидом урана
# 11, ноябрь 2013
DOI: 10.7463/1113.0656704
Бабенко С. П., Бадьин А. В.
В настоящей работе рассматривается влияние на организм человека атмосферы рабочего помещения на предприятии атомной промышленности, где используется газообразный гексафторид урана. Коротко описана история исследований по этой тематике и указано место в этих исследованиях модели, использованной авторами для расчета депонирования фтора в организме. В настоящей работе на основе методов математического моделирования получена количественная связь между концентрацией молекул гексафторида урана в воздухе рабочего помещения и массой фтора, депонированного в организме человека. Приведена методика установления упомянутой связи. Расчеты проводились в рамках модели, описывающей загрязнение производственного помещения и проникновение токсичных веществ в организм. В настоящей работе приведены результаты для двух способов поступления — перкутанного (через кожу) и ингаляционного (через дыхательную систему) и для двух режимов загрязнения воздуха рабочего помещения гексафторидом урана — аварийного выброса и технологических выходов в условиях повседневной производственной деятельности. Проведено сравнение рассчитанных поступлений с экспериментально определяемыми поступлениями, приводящими к необратимым изменениям в организме человека. Сделаны выводы относительно возможной медицинской помощи пострадавшим.
Приложение к номеру

История технического прогресса

77-48211/654681 Исторические аспекты развития и принципы построения бортовых лазерных локационных систем для сближения и стыковки космических аппаратов
# 11, ноябрь 2013
Старовойтов Е. И.
В работе представлены исторические аспекты развития и принципы построения бортовых лазерных локационных систем, предназначенных для управления сближением и стыковкой космических аппаратов. Описаны образцы аппаратуры, прошедшие летные испытания на борту космических аппаратов и нереализованные проекты отечественных и иностранных разработчиков, а также используемые ответные оптические устройства. Раскрыты основные принципы работы и представлены фотографии бортовых лазерных локационных систем космических аппаратов. Дается характеристика современного уровня развития бортовых лазерных локационных систем и перспектив их развития в ближайшем будущем.
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)