Физико-математические науки. Рубрика в журнале - Международный журнал гуманитарных и естественных наук
Коэффициент термоэлектрической ЭДС коллоидного раствора канифоли
Статья научная
В работе приведены результаты исследования термоэлектрического эффекта истинного раствора, коллоидного и их смеси. Проведены серийные измерения коэффициента термоэлектрической ЭДС растворов в зависимости от их разбавления. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что коллоидные частицы, которые имеют высокие значения теплоты переноса и низкие значения подвижности, начинают вносить заметный вклда в итоговую величину термоЭДС смеси золя и истинного раствора, только при низких концентрациях ионного электролита. С другой стороны, в области высоких концентраций электролита термоЭДС смеси определяется ионами, имеющими высокие значения подвижности.
Бесплатно
Критерии устойчивости линейных систем и математические модели их анализа
Статья научная
Критерии устойчивости, определенные в стандартной теории линейных систем, не являются исчерпывающими и демонстрируют некоторые несоответствия. В данной научной статье рассматривается проблема устойчивости линейных систем и математические модели, используемые для её анализа. Также рассмотрены понятие устойчивости и ее критерии, определяющим устойчивость линейных систем. Основное внимание уделено определению новых критериев устойчивости, которые более соответствуют реальным физическим ситуациям. В частности, приводится различие между статической стабильностью и динамической устойчивостью, чтобы проанализировать устойчивость систем во временной области и в эквивалентной области изображений с учетом преобразования Лапласа.
Бесплатно
Математическая зависимость скорости распространения фотонов от оптической среды
Статья научная
В данной статье рассмотрен принцип, на основе которого происходит преломление потока фотонов, при переходе из одной среды в другую. Показано, что угол преломления напрямую связан с диаметром фотона (длиной волны). На основе этого принципа преломления предложен принцип распространения фотонов в среде. Показано, что скорость распространения в среде зависит от угла отклонения фотонов от первоначального направления движения, что приводит к увеличению пути прохождения фотонов в среде и, как следствие, к увеличению времени прохождения среды определенной толщины. И, основываясь на предложенных принципе преломления и распространения, выведена математическая зависимость скорости движения фотонов от оптической среды, в которой они распространяются.
Бесплатно
Математическая модель антропогенного воздействия на популяцию
Статья научная
Разработана модель одиночной популяции с лимитированным ростом находящейся под антропогенным давлением. Учитываются возможные изменения в рождаемости и смертности отдельных особей, уменьшение трофического ресурса и стрессовое давление на всю популяцию в целом. Модель разработана для трех зон обитания. Дана оценка возможного изменения распределения по численности не взаимодействующих популяций, и оценка числа выживших популяций в пораженных ареалах в зависимости от степени загрязнения среды обитания.
Бесплатно
Математическая модель биологического реактора
Статья научная
Математическое описание роста микробных популяций в биологическом реакторе опирается на аппарат обыкновенных дифференциальных уравнений. Рост биомассы клеток описывается уравнением автокатализа. Учитывается, что удельная скорость роста биомассы может быть ограничена скоростью переработки субстрата с учетом субстратного угнетения. В модели проточного биологического реактора предполагается однородность распределения продуктов в реакторе в случае идеального смешения и возможное наличие диффузионного смещения. Основная задача - оценить значения пороговых скоростей подачи субстрата, превышение которых приводит к вымыванию биомассы из ректора.
Бесплатно
Математическая модель излучения частиц Дирака с поверхности эллиптической черной дыры
Статья научная
Согласно общей теории относительности, черная дыра определяется как область пространства-времени со сверхсильными гравитационными эффектами, и из нее не может вырваться даже фотоны, со своими предельными скоростями в вакууме. Так что в классической теории относительности можно с уверенностью сказать, что черная дыра является «мертвым» термодинамическим объектом. Однако, используя теорию квантовой механики, Хокинг показал, что черная дыра может испускать частицы. В данной работе представлена математическая модель расчета температуры эллиптической черной дыры при испускании частиц Дирака. Используя комплексный подход, излучение может быть описано как процесс излучения на туннельных структурах. По соотношению вероятности выхода частицы со спектром излучения черного тела для фермионных частиц может быть получена температура эллиптической черной дыры, и доказано, что она зависит от азимутального угла. Этот результат также показал, отсутствие термодинамического равновесия поверхности эллиптической черной дыры.
Бесплатно
Математическая модель онкологического заболевания
Статья научная
Математические модели онкологического заболевания, разработанные в работе, основаны на задаче Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Учитывается динамика популяции опухолевых клеток и реакция иммунной системы на их возникновение. Модель учитывается вариант гибели делящихся клеток и вариант частичного заполнения делящимися клетками пространства роста. Химиотерапия рассматривается как непосредственное уничтожение делящихся клеток препаратами. Имитационное моделирование дает прогноз распределения пациентов по стадиям заболевания, оценить расход препаратов в зависимости от продолжительности лечения .
Бесплатно
Математические методы оптимизации программного кода
Статья научная
В статье рассмотрены основные математические методы оптимизации программного кода, включая симплекс-метод, проективный градиентный спуск, метод эллипсоидов и метод внутренней точки. Каждый метод оценен с учетом его применимости, эффективности и ограничений. Выявлено, что метод внутренней точки обладает высокой эффективностью и применимостью в широком спектре задач оптимизации программного кода. Анализ исследования помогает понять, какие методы наиболее эффективны в различных сценариях разработки программного обеспечения.
Бесплатно
Математические модели конкуренции: интерференция и эксплуатация
Статья научная
Проводится аналитический и количественный анализ систем обыкновенных дифференциальных уравнений, моделирующих конкуренцию в биологических сообществах. Исследуется устойчивость особых точек, определяются условия гибели одной из двух конкурирующих популяций. Для большего числа популяций на основе статистического подхода строится распределение доли «выживших» популяций в зависимости от их численности. Полученные результаты сопоставляются с отдельными положениями теории нейтрализма.
Бесплатно
Математические модели процесса взаимодействия скважинных режущих устройств
Статья научная
В интенсификации любого технологического процесса (в том числе процесса фрезерования) важную роль играет степень совершенства оборудования, предназначенного для его реализации в соответствующих режимных параметрах. Степень совершенства оборудования оценивается спектром эксплуатационных характеристик, по изменениям которого в предыдущих разделах определена граница разделения зон совместимых и несовместимых условий объединения как режимно-технологических факторов, так и компонентного состава композиционной наплавки. Построены взаимно корреляционные и автокорреляционные функции между параметрами, характеризующими режущую способность композиционной наплавки и параметрами вектора ее состояния, а также совершенство технологии процесса.
Бесплатно
Математические основы компьютерной графики для начертательной геометрии
Статья научная
В статье представлены основные математические методы в стереометрии достаточные для реализации программной библиотеки для визуализации или верификации задач по начертательной геометрии. Охватываются различные формы представления прямой и плоскости в аналитическом виде и их преобразований, задачи взаимного расположения прямых и плоскостей и задачи построения проекций. На основе библиотеки ведется разработка интерактивной обучающей системы для начертательной геометрии.
Бесплатно
Статья научная
В работе выполнен анализ совместных колебаний временных рядов летних осадков и телеконнекционного индекса циркуляции EA/WR (East Atlantic/West Russia) для территории в дальневосточном регионе (координатная область 48-55º с.ш., 125-140º в.д.). Рассчитаны спектры вейвлет-когерентности для анализируемых параметров. Определены области с высоким значением коэффициента когерентности. Установлено наличие совместных колебаний анализируемых параметров с периодами 2-4, 6-8 лет. Определены разности фаз колебаний и временные интервалы их локализации. Представлены закономерности временной изменчивости анализируемых параметров для диапазона межгодовых колебаний. Сделаны предположения о происхождении исследуемых колебаний и установлено соответствие с результатами других авторов.
Бесплатно
Метафизика: от космологии к квантам
Статья научная
В статье рассматривается не стандартный подход к известным научным гипотезам в области космологии - от состояния «сингулярности» до «большого взрыва», а также предлагается новый взгляд на процессы, происходящие в квантовом мире. Приведены прикладные расчеты экспериментов, не имеющих теоретического обоснования, которые могут повлиять на методологию экспериментальных изысканий.
Бесплатно
Методика выбора навигационных приемников на основе нечетких областей предпочтений
Статья научная
В данной работе для отбора инновационной продукции в космической отрасли, на примере навигационных приемников, предложен многокритериальный подход. Эта задача является неотъемлемой частью научной проблемы - совершенствования использования космических данных для решения наиболее значимых проблем социально-экономического развития России. При выборе навигационных приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), позволяющих работать с GPS, ГОЛОНАСС, а также в перспективе GALILEO и BeiDou приходится учитывать вопросы обеспечения безопасности государства, санкционные риски, потребительские качества и экономические критерии. Поскольку выбор конкретного поставщика и модели представляет собой нетривиальную задачу, будем использовать для решения поставленной задачи метод нечетких областей предпочтений.
Бесплатно
Методика измерение постоянного Планка
Статья научная
В данной работе дается краткая характеристика фундаментальных взаимодействий, указывается на то, что взаимодействие между физическими объектами осуществляется при помощи обмена переносчиков взаимодействия. Авторы статьи показывают, что каждое фундаментальное взаимодействие определяет какое-то явление. Возникновение квантовых представлений в физике связано с теоретическим анализом законов теплового излучения. Исторически эти представления в первую очередь касались свойств вещества, а не поля излучения.
Бесплатно
Механизм ионной проводимости твердого электролита LiPON
Статья научная
На основании результатов анализа структурной модели твердого электролита LiPON, предложенной в работах Дж. Бейтса и др., показано, что полученное значение проводимости не может быть дрейфовой проводимостью. Выполнен расчет тока смещения через дебаевский диэлектрик, определены диэлектрические потери и рассчитана соответствующая им проводимость. Близость полученных результатов к результатам Дж. Бейтса и др. позволяет отнести полученные ранее значения проводимости к току смещения. Таким образом, данные импеданс-спектроскопии в области средних частот не могут использоваться для оценки дрейфовой проводимости твердого электролита LiPON.
Бесплатно
Механизм образования дефекта в структуре пиролизованного полиакрилонитрила
Статья научная
В работе рассмотрен механизм образования вакансионного дефекта (поры) в структуре пиролизованного полиакрилонитрила. Рассчитаны энергия образования дефекта, энергия связи пористой структуры. Теоретические расчеты выполнены в рамках модели молекулярного кластера методом MNDO. Вакансионный дефект (V-дефект) приводит к изменению геометрических параметров слоя полимера, что приводит к изменению электронного состояния системы. В структуре с вакансией появляются топологические дефекты в виде пента- и гептагонов, что приводит к изменению планарной структуры, т.е. деформирует поверхность полимера.
Бесплатно
Модели частиц, атомов и молекул
Статья научная
Построение моделей основано на системном подходе. В качестве системы могут рассматриваться: атом, элементом которого являются частицы; молекула, состоящая из атомов и т.д. Элементы системы создают электрические и магнитные поля, обуславливающие силы притяжения и отталкивания между элементами системы. В равновесном состоянии они находятся на определённом расстоянии друг от друга, образуя структуру системы. Таким образом, важнейшими характеристиками предлагаемых моделей являются силы притяжения и отталкивания между элементами системы, её структура и энергия, связанная с созданием или изменением системы. Это позволяет с физически ясных позиций и с учётом предложенных количественных зависимостей: во-первых, подойти с единых позиций к вопросам физики, химии, электрическим свойствам материалов, растворов, электролитов и т.д., во-вторых, рассчитать не поддающиеся измерению, а также без проведения дорогостоящих измерений характеристики частиц, атомов и молекул; в-третьих, определить наиболее вероятную структуру атомов и молекул. Предложенный подход позволит стимулировать исследование внутренних и внешних полей атомов и молекул, чтобы системно подойти к поиску эффективных катализаторов химических реакций.
Бесплатно
Модели элементарных частиц, атомов и молекул
Статья научная
Построение моделей основано на системном подходе. Рассматриваемые системы образуют: элементы, создающие структуру системы; силы, действующие между элементами; энергия образования или изменения системы. Наименьшей системой является атом водорода. Элементы системы создают электрические и магнитные поля, обуславливающие силы их взаимного притяжения и отталкивания. Это позволяет подойти с единых позиций к вопросам физики, химии, электрическим свойствам материалов, растворов, электролитов и т.д. Предложена фотонная модель элементарных частиц. Для этого введены коэффициент магнитного момента кольцевой частицы и постоянная ДюКа. Рассчитаны радиусы протона, электрона и мюона. Адекватность модели подтверждается соответствием расчётных и экспериментальных данных. Предложен «Закон изменения массы веществ, вступающих в реакцию» для определения энергетических результатов химических и ядерных реакций .
Бесплатно
Моделирование борьбы кланов во властной иерархии
Статья научная
Работа посвящена построению и исследованию математической модели «Власть-Общество», учитывающего наличие бюрократических кланов в иерархии. Формализуется понятие клана, рассматривается пятиточечная иерархия с двумя пятиточечными кланами. Модель имеет вид системы динамических уравнений с дискретным временем. Проведено исследование решений модели в зависимости от параметров и начальных условий. Результаты численных экспериментов показывают, что наличие кланов, благодаря их властолюбию, способно увеличивать власть не только у чиновников, входящих в клан, но также и у других инстанций.
Бесплатно
