Физико-математические науки. Рубрика в журнале - Международный журнал гуманитарных и естественных наук
Математическая модель роста ВВП
Статья научная
Дан анализ динамики роста основных показателей экономики РФ. Рост описывается логистической зависимостью. Показано, что рост сопровождается медленным уменьшением темпов роста, обусловленным предельными возможностями экономики, с недостатком финансовых средств. Предлагается математическая модель перераспределения части ресурсов населения между ВВП и инновациями. Модель представлена задачей Коши для системы дифференциальных уравнений.
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
Методика обнаружения крезола в воздухе по колебательным спектрам
Статья научная
В статье проводится анализ населённости трёх изомеров молекулы крезола на основе статистики Больцмана. В рамках теории функционала плотности DFT/B3LYP с базисным набором 6-31G(d) выполняется вычисление колебательных спектров данных изомеров. Приводятся теоретические ИК- и КР-спектры крезола с учётом населённости изомеров. Данные спектры могут служить образцом для обнаружения крезола в воздухе по экспериментально снятым колебательным спектрам.
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
Моделирование движения жидкости
Статья научная
В рамках данной работы реализовано программное обеспечение для моделирования трехмерного потока жидкости на основе уравнения Навье-Стокса и метода Smoothed Particle Hydrodynamics. В процессе разработкииспользовался программный интерфейс CUDA для высокопроизводительного моделирования на основе параллельных вычислений, а также языки программирования высокого уровня С и C++. Приведены результаты трехмерной гидростатической симуляции распределения частиц в резервуаре, частично заполненном водой.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе исследуется проблема распределения потенциала полевого эмиссионного катода с наконечной структурой, устанавливаются математические модели уравнений Лапласа и Пуассона, и модель решается методом разделения переменных. Результаты показывают влияние напряженности электрического поля и морфологии поверхности катода на распределение потенциала, что обеспечивает теоретическую основу для проектирования и оптимизации электронно-эмиссионной системы. Точность и достоверность модели проверены численным моделированием, что дает важные рекомендации по улучшению характеристик полевого эмиттера и оптимизации конструкции электрического поля.
Бесплатно
Моделирование процесса переноса и диффузии мелкодисперсных частиц в атмосфере с учетом эрозии почвы
Статья научная
В работе рассматривается решение актуальной задачи по прогнозированию экологического состояния окружающей среды, на примере Приаральского региона, где за счет эрозии почвы осушенной части Аральского моря в атмосферу выбрасывается большое количество соли и мелкодисперсных вредных частиц. Приведены математическая модель, ее информационное обеспечение и результаты проведенных вычислительных экспериментов на ЭВМ. Разработанная модель, предназначена для исследования, мониторинга и прогнозирования процесса распространения загрязняющих веществ в атмосфере, и описывается системой дифференциальных уравнений в частных производных с соответствующими начальными и краевыми условиями. Указаны основные параметры, которые играют существенную роль в процессе переноса и диффузии вредных веществ в атмосфере: скорость ветра и его направления; рельеф местности; объем выброса солевых частиц в атмосферу, который зависит от скорости ветра и влажности почвы и т.д. На основе анализа проведенных численных экспериментов сформулированы выводы, служащие основанием для принятия управленческих решения по данной проблеме.
Бесплатно
Моделирование уровня заболеваемости болезнями органов дыхания населения приморского края
Статья научная
Болезни органов дыхания являются одной из ведущих причин заболеваемости и смертности в мире. Приморский край, как регион с уникальным климатом и экологическими условиями, может иметь свои специфические факторы риска, влияющие на здоровье населения. Моделирование заболеваемости поможет выявить связь между этими факторами и уровнем здоровья населения. В результате исследования была разработана линейная регрессионная модель, которая позволит проанализировать уровень заболеваемости болезнями органов дыхания среди населения Приморского края и выявить ключевые факторы, оказывающие на него влияние.
Бесплатно
Модификация дактилоскопических порошков
Статья научная
В данной статье обсуждаются модификации порошков для отпечатков пальцев при проведении судебно-медицинских экспертиз. С помощью теоретических расчетов методом MNDO найдена структура для модификации дактилоскопических порошков, с целью сбора вместе с отпечатками пальцев вещества, которое оставляет курящий человек - котинина.
Бесплатно
