Физико-математические науки. Рубрика в журнале - Международный журнал гуманитарных и естественных наук
Статья научная
В статье представлена методика инженерных расчетов, которая позволяет определить ключевые триботехнические параметры подшипника, включая нагрузочную способность, коэффициент трения и устойчивость рабочей поверхности. Эти расчеты демонстрируют, что выбранная конструкция подшипника с полимерным покрытием и канавкой обеспечивает эффективное всплытие вала за счет формирования стабильного слоя смазки, что существенно улучшает эксплуатационные характеристики подшипника.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблематика процесса фемтосекундной лазерной абляции для синтеза мелкодисперсных порошков. Экспериментально доказано, что использование электростатического поля при лазерной абляции позволяет значительно уменьшить поглощение лазерного излучения аблируемыми частицами. В работе приводится аналитическая оценка скорости выноса частиц под действием электростатического поля путем построения математической модели процесса. Вычисления подтверждают экспериментальные предположения об эффективности метода.
Бесплатно
Оценка фрактальности финансовых временных рядов с помощью показателя Херста
Статья научная
В статье изложена методология оценки фрактальных размерностей финансовых временных рядов на базе упрощенного алгоритма расчета показателя Херста. Приводятся результаты анализа данных на соответствие их нормальному распределению, делается вывод о наличии лептоэксцесса свидетельствующего о наличии долговременной памяти и неприменимости гипотезы эффективного рынка. Рассчитывается доверительный интервал значения показателя Херста. Формализованы зависимости фрактальных размерностей рядов от результатов R/S анализа данных. Рассмотрен практический пример определения показателей, которые могут являться индикаторами при работе на фондовом рынке.
Бесплатно
Очистка воды от аммиачной селитры
Статья научная
В данной статье рассматриваются различные методы очистки воды от аммиачной селитры, распространенного удобрения, которое может загрязнять водные ресурсы и вызывать неблагоприятные последствия для здоровья. Обсуждаемые методы включают ионообменные смолы, обратный осмос и фильтрацию с активированным углем. Представлены теоретические расчеты структур для нанофильтров. В статье подчеркивается важность профилактики и правильного выбора методов очистки, а также учета потенциального воздействия на окружающую среду.
Бесплатно
Пифагоровы тройки с фиксированным значением одной из компонент
Статья научная
В статье представлен результат исследования Пифагоровых троек с фиксированным значением одной из компонент. Понятие пифагоровы тройки как тройки натуральные чисел уудовлетворяющих равенству , связано с геометрической теоремой Пифагора ддя прямоугольных треугольныков, где сторона длины с лежит напротив прямого угла. Во времена Пифагора (Ⅵ век до н. э.) пользовались только натуральными числами. Но это не очень ограничивало их применение. Действительно, египетский треугольник с соотношением сторон активно применялся для построения прямых углов египетскими землемерами и архитекторами, например, при построении пирамид. В последнее время отвлекаются от геометрического содержания пифагоровых троек и их диоавантова уравнения. В исследовательской работе использованы зарубежные достоверные источники и материалы.
Бесплатно
Построение оценок областей притяжения с помощью уравнений Ляпунова
Статья научная
В данной статье рассматривается нелинейная система и исследуется ее устойчивость с помощью квадратичной функции Ляпунова. Кроме того, проводится оценка области притяжения нулевого положения равновесия с помощью решения задачи условной оптимизации. Полученная оптимизационная задача решается графическим методом и проводятся вычислительные эксперименты для проверки правильности нахождения полученной области.
Бесплатно
Построение решений уравнения колебаний балки переменного сечения
Статья научная
В статье представлен выборочный обзор начально-граничной задачи на собственные значения для дифференциального уравнения колебаний балки с изменяющимся сечением. Рассмотрен случай линейно изменяющегося сечения и приведены решения уравнения колебаний балки для различных случаев с использованием функций Бесселя, Ханкеля, Макдональда и гипергеометрических функций.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье представлен практический алгоритм вычисления собственных значений симметричной матрицы с вещественными элементами. Были проанализированы различные вычислительные методы решения этой проблемы и выявлены их недостатки. Представлен алгоритм вычисления собственных чисел матрицы, используя стандартные встроенные функции Microsoft Excel или Libre-Office Calc. Сделаны выводы о возможности использования алгоритма не только для симметрических матриц, но для просто матриц с вещественными элементами.
Бесплатно
Практический анализ функций нескольких переменных в среде Wolfram Mathematica
Статья научная
Изложены базовые основы квази-параметрического анализа функций нескольких переменных, осуществлена практическая реализация нахождения допустимых значений аргументов функции, обеспечивающих выполнение основного правила в виде неравенства. Представлена методология и приведены основные операторы классического анализа функций нескольких переменных. Классический вариант анализа функций дополнен исследованием градиента и частных эластичностей. Приведена графическая интерпретация результатов анализа в среде Wolfram Mathematica.
Бесплатно
Представление схем переключения логическими формами
Статья научная
В этой статье представлены результаты исследования взаимосвязи между схемами переключения и алгеброй логических форм. Сначала автором представлена схема переключения с помощью логической формы. Это достигается за счет использования некоторых основных свойств электрических цепей и переключателей. К каждой схеме переключения представлена принципиальная схема.
Бесплатно
Статья научная
В работе, на примере импульсного воздействия на термистор, являющимся элементом электрической цепи, представляющей из себя последовательный колебательный RLC-контур, показан процесс моделирования с использованием системы Maple. Математическая модель колебательного контура представлена неоднородным обыкновенным дифференциальным уравнением первого порядка. Импульсное воздействие моделировалось δ-функцией Дирака. Предлагаемый исходный код содержит многочисленные комментарии, позволяющие достаточно легко модифицировать заданную математическую модель объекта. В связи с этим можно изменять связи между элементами цепи, а также дополнительно вводить новые элементы и связи. А так как решение дополнительно представляется в графическом виде, то можно достаточно легко произвести анализ на предмет влияния начальных условий и номинальных значений элементов системы на решение.
Бесплатно
Применение SIR модели в моделировании эпидемий
Статья научная
В данной статье рассмотрено математическое моделирование, которое применяется в эпидемиологии. В частности, в качестве примера приведена модель SIR, которая является простой и базовой для других моделей. Особенность этой модели в том, что она строится на системе дифференциальных уравнений. В статье перечислены, как преимущества модели SIR, так и её недостатки. По итогу нами была представлена система уравнений, а также рассмотрена аналитическая картина заболеваемости.
Бесплатно
Применение метода ньютона для решения задач страхования жизни и аннуитетов
Статья научная
В статье исследуется применение метода Ньютона для решения задач страхования жизни и страховых аннуитетов. Конкретно показаны способы определения процентных ставок в задачах страхования жизни и страховых аннуитетов. Показаны случаи применимости данного метода и построены алгоритмы для вычисления показателей и листинг кода на языке программирования Python.
Бесплатно
Применение степенных рядов к решению практических задач
Статья научная
В статье рассматривается использование степенных рядов при решении таких практических задач, как их применение к приближенным вычислениям, к решению дифференциальных уравнений и применение рядов к приближенным вычислениям определенных интегралов. Рассмотрена основная теория соответствующего раздела высшей математики.
Бесплатно
Принцип обратного квантования магнитного потока
Статья научная
Формально-тождественное преобразование принципа квантования электрического заряда позволяет по аналогии сформулировать принцип квантования магнитного потока, а именно, квантуется величина, обратная магнитному потоку, при этом квантом является величина, обратная кванту магнитного потока Ф. Лондона ФL. Величина, обратная кванту магнитного потока Ф0 равна сумме двух величин, обратных кванту магнитного потока Ф. Лондона ФL.
Бесплатно
Проектирование математической модели системы автоматического управления магнитной левитации
Статья научная
В настоящее время эффект электродинамической магнитной левитации применяется достаточно широко в магнитных и электрических подвесах. Основная проблема, возникающая в этих случаях, является динамическая неустойчивость левитирующих тел, напрямую вытекающая из теоремы Ирншоу. Поэтому работы, связанные с разработкой и исследованием систем автоматического управления, позволяющие управлять положением левитирующих тел, являются актуальными. В данной работе рассмотрены вопросы проектирования математических моделей и их исследования для системы управления на базе ПИД-регулятора. Инструментарием, для анализа и расчета оптимальных коэффициентов регулирования, являются специализированные программные средства (Toolbox), входящие в MATLAB.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена возможность получения радиопоглощающего покрытия на основе широко используемого полимера - пиролизованного полиакрилонитрила (ППАН), модифицированного атомами никеля. Расчеты выполнены в рамках модели МК с помощью неэмпирической схемы STO. С помощью такого экрана можно обеспечить эффективное поглощение электромагнитной энергии.
Бесплатно
Разработка расчётной модели для оценки сил действующих на ребро человека при дыхании
Статья научная
В статье рассматривается методика расчета исходных данных для разработки конструкции и выбора материала хирургической скобы для остеосинтеза рёбер. Представленная математическая модель движения грудной клетки человека при дыхании, позволила получить числовые характеристики сил, действующих на грудную клетку.
Бесплатно
Распространение волн в трехкомпонентных слоистых фононных кристаллах
Статья научная
Данная исследовательская работа фокусируется на математическом моделировании явлений распространения волн в неоднородных средах. В рамках одномерного приближения были изучены характеристики волноводов и резонансов в неоднородных одномерно-периодических структурах, состоящих из трех различных компонентов. Для описания динамики акустических волн в таких структурах были применены стационарные уравнения колебаний давления в среде и соответствующие граничные условия, которые включают в себя условия непрерывности для давления и скорости. В результате данного исследования было обнаружено аналитическое решение для фундаментальной ячейки. Также были выявлены полосы пропускания для различных волноводных мод и получено дисперсионное соотношение, описывающее характер волновых мод в структурах данного типа. Кроме того, была определена зависимость частоты волновода от линейных концентраций материалов в фундаментальной ячейке.
Бесплатно
Распространение упругих волн в трехмерном слое в зависимости от моделей пластины
Статья научная
В работе рассмотрены три модели пластин, лежащие без трения и отрыва на упругом трехмерном слое: с учетом сдвига, с учетом момента инерции и с учетом этих двух факторов. На поверхности пластины осциллирует нагрузка, заданная в произвольной области. Конкретные расчеты, проведенные для различных областей показали, что все модели пластин дают одинаковые первые дисперсионные кривые.
Бесплатно
