Математическое моделирование. Рубрика в журнале - Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление

Публикации в рубрике (107): Математическое моделирование
все рубрики
Mathematical modelling of thermo-mechanical stresses arising in rectangular supports of thermoelectric modules

Mathematical modelling of thermo-mechanical stresses arising in rectangular supports of thermoelectric modules

Sattar Sh.

Статья научная

Traditionally available unsegmented thermoelectric modules are simple to operate but their applications are limited. Whereas, segmented thermoelectric modules have got significant amount of advantage over unsegmented thermoelectric modules, materially and performance vise, but structural reliability is still unresolved challenge. Thermoelectrical module encounters high stresses due to increase in operating temperature and difference in coefficient of thermal expansion. Consequently, these stresses create deformation and cracks in thermoelectric legs, especially at higher temperature. In this paper a comprehensive analytical model for Thermoelectric modules is discussed. The model can predict thermally induced and shearing stresses in Thermoelectric module. The contemplation of geometrical shape for thermoelectrical module is limited to rectangular and beam-like design, for unsegmented and segmented modules. The analytical model was compiled in MATLAB and Python and results are discussed in detail.

Бесплатно

Автоматическое обнаружение и анализ аритмий сердца в длительных ЭКГ-записях

Автоматическое обнаружение и анализ аритмий сердца в длительных ЭКГ-записях

Анциперов Вячеслав Евгеньевич, Забросаев Иван Владимирович, Михайлова Анна Георгиевна, Растягаев Дмитрий Владимирович

Статья научная

Статья посвящена исследованию и развитию нового метода обработки ЭКГ, основанного на многомасштабном корреляционном анализе, и, в частности, разработке нового метода обнаружения аритмий. Показано, что для анализа ЭКГ-сигнала, который имеет форму последовательности импульсов повторяющейся формы, ранее разработанная авторами техника аналитических спектров является эффективной. Вычислительный алгоритм, основанный на этой технике, не только точно выделяет сердечный ритм, но может определять моменты его резкого изменения. Обнаружение таких изменений вместе с последующим анализом их формы позволяет детектировать экстрасистолы в ЭКГ-записях. В статье приведены первые результаты, полученные при применении метода к длительным ЭКГ-записям из базы данных MIT - BIH NSRDB.

Бесплатно

Адаптивный алгоритм фильтрации параметров движения космического объекта на геостационарной орбите

Адаптивный алгоритм фильтрации параметров движения космического объекта на геостационарной орбите

Жуков Александр Олегович, Крупский Кирилл Анатольевич, Пестун Ульян Анатольевич

Статья научная

Разработан адаптивный алгоритм фильтрации параметров движения космического объекта на геостационарной орбите, сочетающий в себе простоту реализации и высокую точность оценок.

Бесплатно

Адаптивный метод для решения волнового уравнения с помощью резольвентного подхода

Адаптивный метод для решения волнового уравнения с помощью резольвентного подхода

Завражнов Юрий Александрович

Статья научная

Разработан адаптивный метод для решения волнового уравнения с помощью резольвентного подхода, использующий параллельное разбиение процессов и высокую точность оценок.

Бесплатно

Алгоритм распознавания космических объектов на основе нейронных нечетких сетей с использованием интеграции информации от различных средств наблюдения

Алгоритм распознавания космических объектов на основе нейронных нечетких сетей с использованием интеграции информации от различных средств наблюдения

Зимовец Алена Игоревна

Статья научная

Рассмотрена задача повышения оперативности распознавания космических объектов. Предложен алгоритм решения задачи с помощью интеграции информации от различных средств наблюдения и нейронных нечетких сетей.

Бесплатно

Алгоритм распознавания типа беспилотных летательных аппаратов по траекторным признакам

Алгоритм распознавания типа беспилотных летательных аппаратов по траекторным признакам

Фалилеев Вячеслав Юрьевич, Шатовкин Роман Родионович

Статья научная

На основе положений теории систем со случайной скачкообразной структурой разработан алгоритм распознавания типа беспилотного летательного аппарата по траекторным признакам. Результаты моделирования функционирования разработанного алгоритма на примере реальных траекторий беспилотных летательных аппаратов самолетного и вертолетного типа подтверждают целесообразность практического использования предлагаемого алгоритма.

Бесплатно

Анализ воздействия звуковой информации на оператора средств автоматизации

Анализ воздействия звуковой информации на оператора средств автоматизации

Груба Мария Георгиевна, Фоменко Юлия Сергеевна, Калиниченко Сергей Владимирович

Статья научная

Дается краткая характеристика основных показателей звука. Рассматриваются способы воздействия звука на психофизическое состояние человека. Обсуждается необходимость создания программного или аппаратно-программного средства обнаружения возможного информационно-психологического воздействия на состояние человека.

Бесплатно

Анализ перспектив применения оптико-электронных систем регистрации светового поля систем технического зрения при проектировании космических аппаратов дистанционного зондирования Земли

Анализ перспектив применения оптико-электронных систем регистрации светового поля систем технического зрения при проектировании космических аппаратов дистанционного зондирования Земли

Махов Владимир Евгеньевич, Закутаев Александр Александрович, Широбоков Владислав Владимирович

Статья научная

В работе рассмотрены варианты построения систем технического зрения для космических аппаратов дистанционного зондирования земли на основе оптико-электронной системы регистрации светового поля. Представлены результаты экспериментальных исследований, демонстрирующие возможности оптико-электронных систем регистрации светового поля по определению характеристик малоразмерных дефектов плоской поверхности.

Бесплатно

Вертикальная антенна с двумя источниками

Вертикальная антенна с двумя источниками

Поляков Владимир Тимофеевич, Попченко Оксана Витальевна, Тесла Евгения Андреевна, Нагорняк Мария Васильевна

Статья научная

Рассмотрена вертикальная антенна с двумя источниками, где второй источник заменяет традиционную удлиняющую катушку индуктивности. Обсуждаются некоторые положительные свойства такой антенны.

Бесплатно

Влияние учета межкомпонентного взаимодействия на параметры течения газа при математическом моделировании истечения газовзвеси в вакуум

Влияние учета межкомпонентного взаимодействия на параметры течения газа при математическом моделировании истечения газовзвеси в вакуум

Тукмаков Дмитрий Алексеевич

Статья научная

Моделируется течение однородного газа и неоднородной среды. Целью является изучение влияния дисперсной компоненты смеси на истечение смеси в вакуум. Проводится сопоставление истечения вязкого газа с аналитическим решением для идеального (невязкого и нетеплопроводного газа), известным из литературы. Примененная математическая модель реализует континуальную методологию моделирования течения неоднородной среды. Методика моделирования движения смеси предполагает решение полной гидродинамической модели движения для каждой из компонент смеси, системы уравнений движения компонент смеси связаны слагаемыми, отвечающими за межфазное силовое и тепловое взаимодействие.

Бесплатно

Вопросы математического моделирования радиоинформационных систем

Вопросы математического моделирования радиоинформационных систем

Гладышев Анатолий Иванович

Статья научная

В статье приводится технологический цикл вычислительного эксперимента, проведенного при проектировании и модернизации радиоинформационных систем.

Бесплатно

Выбор типа математических моделей боевых действий в зависимости от масштаба моделируемых процессов на основе методов теории возможностей

Выбор типа математических моделей боевых действий в зависимости от масштаба моделируемых процессов на основе методов теории возможностей

Щербаков Евгений Сергеевич, Корчагин Павел Викторович

Статья научная

В статье показано, как уровень абстрагирования выбранного типа математической модели должен соответствовать масштабу моделируемого процесса. Соблюдение приведенных правил позволит сокращать время выбора адекватной схемы математического моделирования и пресекать возможность использования в ходе исследований моделей, тип которых неадекватен масштабам моделируемых процессов.

Бесплатно

Вычисление краевой и угловой специальных функций волновых катастроф в комплексе программ Wavecat

Вычисление краевой и угловой специальных функций волновых катастроф в комплексе программ Wavecat

Рогачев Сергей Викторович

Статья научная

В статье рассматривается создание двух программных модулей для системы численного расчета специальных функций волновых катастроф Wavecat. Показан процесс формализации вычисления СВК на языке программирования ANSI C с использованием библиотек программного комплекса. Построены новые сечения для СВК, соответствующих особенностям дифференцируемых отображений F 4 и A 1 A 2 A 1 A 1. Предложены улучшения для комплекса программ, необходимость которых была продиктована спецификой разработанных программных модулей.

Бесплатно

Геодинамические индикаторы для поиска нефтегазоносных полей

Геодинамические индикаторы для поиска нефтегазоносных полей

Минаев Владимир Александрович, Фаддеев Александр Олегович, Ахметшин Тагир Рустэмович, Невдах Татьяна Михайловна, Фаддеев Алексей Александрович

Статья научная

В статье дается обоснование нового индикатора геодинамического характера, позволяющего по математически вычисляемым признакам идентифицировать тот или иной район Земли как нефтегазоносную зону. Для этого используется предложенная авторами модель современных движений верхних слоев земной коры, позволяющая рассчитать компоненты тензора напряжений и компоненты вектора смещений в геологической среде. Математическая модель напряженно-деформированного состояния литосферы Земли построена на основе данных об аномальном гравитационном поле в изостатической редукции и распределении скоростей горизонтальных движений на поверхности земной коры. Распределение температуры в земной коре рассчитывалось по двум различным моделям - отдельно для континентальной части литосферы и отдельно - для океанической литосферы. Исследовались пять характеристик, отражающих интенсивность геодинамических процессов: 1) нормальные геодинамические напряжения; 2) сдвиговые геодинамические напряжения; 3) вертикальные смещения в геологической среде; 4) горизонтальные смещения в геологической среде; 5) скорости сдвиговых деформаций. Показано, что в качестве геодинамического индикатора поиска нефтегазоносных бассейнов наиболее подходит распределение векторов скоростей горизонтальных сдвиговых деформаций. Изменения скорости сдвиговых деформаций как по величине, так и по направлению указывают на имеющиеся неоднородности в земной коре, обладающие свойствами «ловушек для нефти и газа». Делается вывод, что вычисление скоростей сдвиговых деформаций, выполняемое исключительно методами математического моделирования, делает затраты на проведение подобных исследований минимальными, а эффект достижения требуемого результата - весьма большим. Подход, описанный в статье, имеет отношение к масштабным нефтегазоносным бассейнам и при дальнейшем развитии исследований в данном направлении позволит разработать более точную и эффективную методику поиска нефтегазовых месторождений на локальных участках континентальных и шельфовых территорий.

Бесплатно

Динамические модели природно-техногенных рисков

Динамические модели природно-техногенных рисков

Минаев Владимир Александрович, Топольский Николай Григорьевич, Фаддеев Александр Олегович, Степанов Родион Олегович, Грачев Дмитрий Сергеевич

Статья научная

Рассмотрен общий вид модели оценки рисков в природно-техногенной системе, основанной на учете воздействия на нее природных и техногенных факторов. Найдено общее решение системы дифференциальных уравнений, описывающих модель. Проанализировано два примера применения модели для случая похожих природных и техногенных воздействий: воздействия линейного вида, приводящие к возникновению катастрофических сейсмических событий, а также воздействия параболического вида, которые приводят к криповым, карстово-деформационным, просадочным и оползневым процессам. Кроме того, описаны две новые модели динамики природного и техногенного риска, возникающего в природно-техногенной системе под влиянием опасных природных и техногенных факторов. Представленные модели отличаются друга от друга видами воздействий. В первой модели рассматриваются совместно параболический (отражающий угрозы, интенсивность которых плавно уменьшается с расстоянием от эпицентра) и линейный (отражающий внезапно возникающие угрозы) виды воздействий; во второй модели проведен анализ таких видов воздействий, как параболический и гиперболический (отражающий угрозы, интенсивность которых резко уменьшается с течением времени). Делается вывод, что на основе предложенных моделей можно достаточно точно описать практически любые виды сочетанного природно-техногенного воздействия и по результатам такого описания составить специальный «атлас» комплексных воздействий на природно-техногенную систему с целью превентивного «проигрывания» различных ситуаций и выработки наиболее эффективного противодействия возникающим опасностям со стороны подразделений МЧС и других структур.

Бесплатно

Дискретно-событийное моделирование процессов мониторинга и управления информационной безопасностью

Дискретно-событийное моделирование процессов мониторинга и управления информационной безопасностью

Минаев Владимир Александрович, Бондарь Константин Михайлович, Вайц Екатерина Викторовна, Беляков Иван Александрович

Статья научная

Применен метод дискретно-событийного моделирования для описания процессов мониторинга и управления информационной безопасностью. В ходе имитационных экспериментов показано, что именно эти модели позволяют наиболее адекватно, в режиме реального времени представить процесс реагирования на компьютерные атаки, рассчитать резко меняющуюся при их реализации нагрузку на информационную систему, персонал, обеспечивающий ее защиту, наглядно отобразить функционирование подсистемы мониторинга и управления информационной безопасностью. Дискретно-событийная модель построена в среде AnyLogic и отражает сообщения об атаках из двух источников информации (внутренних и внешних), приходящие от рабочих станций, сетевых устройств, web-ресурсов и средств защиты информации. Дается описание SIEM (Центр информационной безопасности и управления событиями), где последовательно производится сбор сообщений, их фильтрация, агрегация и корреляция. SIEM дает возможность распределить сообщения по степени риска - высокий, средний, низкий. Далее моделируется SOC (Центр операций по обеспечению безопасности) с тремя линями обслуживания, отличающимися уровнями распознавания компьютерных атак и, соответственно, уровнями подготовки персонала. Результаты экспериментов с моделью включают изучение времени реагирования на компьютерные атаки, времени ожидания в очереди, времени обработки в блоках SIEM и SOC, количества сообщений с обнаруженными совпадениями сигнатур, отражающими компьютерные атаки, а также исследование ситуации, при которой происходит резкое увеличение количества сообщений, передаваемых от источников в Центр мониторинга информационной безопасности. Программное обеспечение Anylogic позволяет проигрывать различные сценарии с применением дискретно-событийной модели, производить интерпретацию результатов компьютерных атак, проводить различные виды имитационных экспериментов, обходя сложности их практической реализации и удешевляя получение оценок состояния информационной безопасности. Имитационные эксперименты позволяют прогнозировать время реагирования на компьютерные атаки, изучить блоки фильтрации, агрегации и корреляции.

Бесплатно

Имитационное моделирование эпидемий компьютерных вирусов

Имитационное моделирование эпидемий компьютерных вирусов

Минаев Владимир Александрович, Сычев Михаил Павлович, Вайц Екатерина Викторовна, Киракосян Артур Эрнестович

Статья научная

Применен метод системной динамики для моделирования эпидемических процессов распространения в сетях компьютерных вирусов. Описаны процессы распространения вирусов на основе SEIR и PSIDR моделей и выполнена их реализация в программной среде Anylogic. Проведены имитационные эксперименты, позволяющие исследовать динамику числа уязвимых, инфицированных, латентных и вылеченных хостов сети, а также определять оптимальные значения параметров моделей при заданных ограничениях на характеристики распространения вирусов. Применение имитационной модели дало новые возможности для исследования вирусных эпидемий в компьютерных сетях, решения задач управления эпидемиями, прогнозирования их течения, определения оптимальных параметров противодействия. Сделан вывод, что дальнейшим развитием работы является развитие и построение комплекса моделей, учитывающих другие процессы, связанные с распространением вирусов и проведение дополнительной серии имитационных экспериментов с различными комбинациями факторов, включая специфические факторы конкретных критических инфраструктур.

Бесплатно

Интеллектуальный мониторинг систем электроэнергетики: существенные признаки и технологии

Интеллектуальный мониторинг систем электроэнергетики: существенные признаки и технологии

Гладышев Анатолий Иванович, Кузнецов Владимир Константинович

Статья научная

Рассматриваются основные признаки содержания понятия «интеллектуальный мониторинг» применительно к системам электроэнергетики. Приводятся примеры технологий интеллектуального мониторинга.

Бесплатно

Использование квантовых вычислений при выборе управленческого решения

Использование квантовых вычислений при выборе управленческого решения

Свинарчук Андрей Александрович, Нечай Александр Анатольевич

Статья научная

Статья посвящена проблеме разработки метода увеличения быстродействия вычислительной системы радиолокационной станции, основанного на внедрении в информационные процессы выбора целей поражения квантовых вычислений для уменьшения времени принятия управленческого решения. Представлен пример организации работы квантовой системы.

Бесплатно

Исследование влияния ионосферы Земли на распространение радиоволн P-диапазона

Исследование влияния ионосферы Земли на распространение радиоволн P-диапазона

Крюковский Андрей Сергеевич, Кутуза Борис Георгиевич, Бова Юлия Игоревна

Статья научная

В настоящей работе методом бихарактеристик рассмотрены особенности влияния ионосферы Земли на распространение радиоволн высокочастотного P-диапазона. Получены оценки величин угла фарадеевского вращения в зависимости от взаимной ориентации лучевых траекторий и вектора напряженности внешнего магнитного поля.

Бесплатно

Журнал