Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Статьи журнала - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Все статьи: 9312
Статья научная
Рассмотрены проблемы повышения ресурса работы титановых имплантатов в условиях сложного знакопеременного нагружения в составе и структуре биомеханической системы. Представлены различные варианты конструктивного исполнения рабочих схем установки и работы имплантатов, определены значения параметров системы в зависимости от величин приложенных сил и условий нагружения. Представлены результаты исследований в виде графиков различной природы.
Бесплатно
Математическое моделирование регулируемого слива вязкой жидкости из вертикальной трубы
Статья научная
В статье рассмотрено математическое моделирование процесса нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы, основанное на сливе жидкости из вертикальной трубы. Определен закон регулирования слива, обеспечивающий постоянную скорость движения жидкости.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена вопросам математического моделирования реологических характеристик углеводородов при высоких давлениях. Приведено описание наиболее распространенных методов моделирования течения. Подробно рассмотрены вопросы моделирования способности жидких сред сопротивляется сдвигу.
Бесплатно
Статья научная
Одним из наиболее важных и сложных эффектов при моделировании течения сжимаемой жидкости является механизм распознавания ударных волн. Было предложено множество методов типа Эйлера с высоким разрешением для точного разрешения масштабов плавного потока и одновременного выявления разрывов. Одним из недостатков этих методов является численная вязкость на ударных волнах. При проходе ударной волны параметры потока резко изменяются на расстоянии, равном длине свободного пробега молекулы газа, что значительно меньше размера ячейки расчетной сетки. Из-за численной вязкости вышеупомянутые методы типа Эйлера растягивают изменение параметров ударной волны на несколько ячеек сетки. В данной работе предлагается полулагранжев метод Годунова без численной вязкости для ударных волн. Другой хорошо известный подход - это метод характеристик, который не имеет числовой вязкости и использует инварианты Римана или решатели для моделирования явления гидроудара, но в его формулировке обычно пренебрегают конвективными членами. Здесь используется аналогичный подход для решения одномерных уравнений Эйлера, но уравнения разбиваются на части, описывающие конвекцию и акустические процессы отдельно, с соответствующими разными шагами по времени. При этом дополнительно используется итерационный точный решатель Годунова, поскольку инварианты Римана не сохраняются для умеренных и сильных скачков в идеальном газе. Предлагаемый метод относится к группе методов частиц в ячейке - particle-in-cell (PIC). Насколько известно автору, на момент выхода его первой статьи в 2011 г., посвященной данному методу, подобных численных схем PIC, использующих итерационный точный решатель Годунова, не существовало. В ударных волнах для предложенного метода свойства течения изменяются мгновенно (с точностью, зависящей от размера ячейки сетки). В данной статье описано дальнейшее развитие численной схемы предложенного метода, а именно единая математическая формулировка для расширенного набора тестовых задач, рассмотренных во второй статье автора от 2022 г. В то время, как в статье 2022 г. использовался линейный закон распределения параметров течения для волны разрежения при моделировании задачи Шу и Ошера для снижения паразитных колебаний и нелинейный закон, полученный из инвариантов Римана, для остальных тестовых задач. Полученные результаты численного анализа для данных случаев (например, стандартная задача Сода об ударной трубе, задача Лакса в формулировке Римана, задача Шу и Ошера об ударной трубе) сравниваются с точным решением и данными статьи от 2022 г. Итерационный точный решатель Годунова определяет точность предлагаемого метода для разрывов потока. В расчетах использовалось условие завершения итерации менее 10-5 для нахождения разницы давлений между текущей и предыдущей итерациями.
Бесплатно
Математическое моделирование теплового состояния герметизированного отсека гиперзвукового самолёта
Статья научная
Разработан метод определения теплового состояния герметизированного отсека гиперзвукового самолёта, основанный на использовании математической модели теплового состояния отсека с металлическими сотовыми конструкциями. Математическая модель системы герметизированного теплоизолированного отсека с системой охлаждения обшивки представлена системой дифференциальных и алгебраических уравнений, описывающих конвективный и радиационный теплообмен наружной поверхности обшивки, конвективный теплообмен в канале системы охлаждения и теплообмен теплопроводностью сотовой конструкции. Проведена разработка стохастического метода решения прямой задачи теплообмена металлической сотовой конструкции с использованием стохастических дифференциальных уравнений методом Эйлера и методом случайного блуждания по сферам. Моделирование траекторий случайного процесса осуществлялось с использованием параллельного датчика гауссовских случайных величин из библиотеки Intel MKL. При решении жёсткой системы обыкновенных дифференциальных уравнений используется неявный метод Розенброка второго порядка. Обратная задача для металлической сотовой конструкции решена по стохастическому квазиградиентному алгоритму с переменной метрикой. Кроме этого параметрическую идентификацию модели теплового состояния отсеков предложено прводить композицией метода наискорейшего спуска, метода Ньютона и квазиньютоновского метода Бройдена-Флетчера-Гольдфарба-Шэнно. Вектор произведения погрешностей оценок коэффициентов нелинейной математической модели определён по выражению, являющемся функцией квантиль χ2 - распределения и матрицы Грамма. При этом используется метод проецирования совместной доверительной области оценок на координатные оси пространства коэффициентов. Исследования гиперзвукового самолёта проводились с использованием Норм лётной годности. Получены потребные значения толщины металлической сотовой конструкции герметизированного отсека, температуры и расхода хладагента системы охлаждения обшивки гиперзвукового самолёта. Оптимизация характеристик металлической сотовой конструкции герметизированного отсека гиперзвукового самолёт и системы охлаждения обшивки и проводилась для обеспечения надёжности работы самолёта, его бортового оборудования, комфортных условий в кабине экипажа и салоне пассажиров.
Бесплатно
Математическое моделирование терминологических систем документов в САПР
Статья научная
В данной статье рассмотрены математические модели терминологических систем и их использование в САПР.
Бесплатно
Математическое моделирование технических систем в нормальной форме пространства состояний
Статья научная
Приведена систематизация методов математического моделирования управляемых объектов машиностроения в нормальной форме пространства состояний. В качестве примера проведено математическое моделирование следящего электропривода постоянного тока.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается термодинамическая модель плоскошлифовального станка, полученная методом прямой аналогии и учитывающая взаимодействие динамической системы станка, включающей процесс шлифования, и тепловой системы. Данная модель позволяет исследовать колебание температур и взаимовлияние упругих и тепловых динамических процессов в процессе шлифования.
Бесплатно
Математическое моделирование экосистемы озера Байкал: вчера, сегодня, завтра
Статья научная
Кратко рассмотрены первые математические модели экосистемы оз. Байкал. Описана модель антропогенных возмущений экосистемы оз. Байкал, построенная на основе полевых натурных экспериментов. Результаты моделирования указывают на большую устойчивость летнего планктонного комплекса, чем подледного, качественное сходство реакции экосистемы планктона на атрофирование и токси- фикацию. способность сообщества справляться с разовыми повышениями концентраций загрязняющих веществ без необратимых последствий, но неизбежность перестройки сообщества при хроническом поступлении загрязняющих веществ. Экосистема оз. Байкал практически функционирует уже на другом уровне, отличном от невозмущенного состояния, хотя и характеризующемся пока орбитальной устойчивостью.
Бесплатно
Математическое моделирование эффекта «течь перед разрушением»
Статья научная
В статье рассматривается возможность математического моделирования развития сквозных дефектов в конструкциях трубопроводов, приводящих к нарушению прочности и течи продукта без нестабильного и быстро распространяющегося катастрофического разрушения.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена развитию теоретической базы метода определения технического состояния гидравлических систем на основе анализа параметров рабочей жидкости. Приведена обобщен- ная статистическая модель контроля работоспособности гидросистем по параметрам рабочей жидкости. Получена математическая модель состояния рабочей жидкости гидросистем, описы- вающая динамику изменения параметров жидкости и их взаимное влияние. Обе модели пред- ставлены в векторном и тензорном видах. Указана методология построения и алгоритм работы системы контроля технического состояния гидросистем по параметрам рабочей жидкости.
Бесплатно
Математическое описание и расчет шума системы шины автотранспортного средства - дорожное покрытие
Статья научная
Исследуются проблемы, связанные с моделированием и расчетом шума, создаваемого системой "шины автотранспортного средства - дорожное покрытие". Приводится математическое описание процесса формирования звука при движении шин. Описаны особенности и результаты акустического расчета системы "шины автотранспортного средства - дорожное покрытие".
Бесплатно
Статья научная
В статье выделяются характерные особенности описания математической модели теплогидравлических и химических свойств рабочих жидкостей. Авторами приводятся принципиальные аспекты построения модели рабочего процесса гидросистемы высокого давления для реальной жидкости. Особое внимание уделяется нестационарности гидродинамики системы и физико-химические процессов, протекающих в жидкой среде. Главным достоинством предлагаемой модели является возможность учета максимально возможного количества факторов, влияющих на реологический свойства исследуемой среды.
Бесплатно
Материалы к альгофлоре среднего и нижнего течения реки Алатырь
Статья научная
В статье рассмотрен видовой состав и количественные характеристики фитопланктона среднего и нижнего течения реки Алатырь по материалам многолетних исследований (2010-2013 гг.).
Бесплатно
Статья научная
Впервые приводятся сведения о гельминтах краснобрюхой жерлянки Bombina bombina (Linnaeus, 1761) из поймы р. Ока (Калужская область). В 2018 г. методом полного гельминтологического вскрытия исследовано 37 экз. земноводных. Всего зарегистрировано 6 видов гельминтов из двух таксономических групп: Trematoda (5) и Nematoda (1). Три вида трематод (Diplodiscus subclavatus, Strigea strigis, mtc., Tylodelphys excavata, mtc.) впервые отмечаются у амфибий данного региона. Доминируют биогельминты (трематоды); нематоды представлены единственным видом группы геогельминтов. Отмечается высокая зараженность метацеркариями Tylodelphys excavata. Данные обстоятельства объясняются особенностями биологии, экологии и, вероятно, физиологии хозяина.
Бесплатно
Статья научная
Впервые приводятся сведения о гельминтах краснобрюхой жерлянки Bombina bombina (Linnaeus, 1761) из природных биоценозов Саратовской области. В 2012 г. методом полного гельминтологического вскрытия исследовано 24 экз. амфибий из поймы р. Медведица в окрестностях г. Аткарск. Всего зарегистрировано 6 видов гельминтов из двух классов: Trematoda (5) и Chromadorea (1). Все виды гельминтов для данного хозяина в исследуемом регионе отмечаются впервые. Зафиксирована находка специфичного для жерлянок паразита - трематоды Pneumonoeces variegatus abbreviatus (Rudolphi, 1819) [=Haematoloechus abbreviatus (Bychowsky, 1932)]. Структура сообщества гельминтов - сложная: доминируют биогельминты (трематоды); нематоды представлены единственным видом из группы геогельминтов. Характерна высокая зараженность хозяина метацеркариями Tylodelphys excavata (Rudolphi, 1803) и Paralepoderma cloacicola (Luhe, 1909). Особенности состава, структуры и зараженности гельминтов объясняются особенностями биологии, экологии и, вероятно, физиологии хозяина.
Бесплатно
Статья научная
Впервые приводятся сведения о составе и структуре сообщества гельминтов, степени инвазии ими озерной лягушки Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) из бассейна р. Большой Черемшан на территории Самарской области. В 2018 г. методом полного гельминтологического вскрытия исследовано 23 экз. земноводных. Обнаружено 17 видов гельминтов двух классов: Trematoda (13) и Chromadorea (4). Состав гельминтов типичен для зеленых лягушек средней полосы Европейской части России. Структура гельминтофауны сложного типа; зараженность хозяина большинством видов трематод низкая. Отмечена высокая экстенсивность инвазии трематодами Opisthioglyphe ranae и Paralepoderma cloacicola, mtc., которые формируют «ядро» сообщества гельминтов озерной лягушки в бассейне р. Большой Черемшан. Структура гельминтофауны и особенности заражения трематодами определяют «речной» характер сообщества гельминтов, аналогичный данному хозяину в бассейнах р. Сок и Уса.
Бесплатно
Материалы к гельминтофауне озерной лягушки Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) в г. Самара
Статья научная
Представлены результаты исследований видового состава и структуры гельминтофауны озерной лягушки Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) в г. Самара. В период 2009-2013 гг. методом полного гельминтологического вскрытия исследовано 106 экз. амфибий из трех популяций. Обнаружено 19 видов гельминтов: Trematoda (15) и Nematoda (4). Доминируют половозрелые стадии (мариты) трематод; нематоды и личиночные стадии гельминтов - встречаются реже. Состав гельминтов типичен для средней полосы России, немногочислен и варьирует в разных популяциях хозяина. С ростом степени антропогенной нагрузки (разноуровневой застройки) на биотоп отмечается: 1) снижение видового разнообразия гельминтов; 2) уменьшение величины инвазии многими видами гельминтов; 3) уменьшение количества фоновых видов гельминтов; 4) изменение структуры сообщества гельминтов в сторону упрощения.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследования гельминтофауны прудовой лягушки Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) в водоемах г. Тольятти (Самарская область) и окрестностей. В 2005, 2009-2011 и 2014 г. методом полного гельминтологического вскрытия исследовано 95 экз. амфибий из четырех локалитетов. Обнаружено 24 вида гельминтов: Trematoda (20) и Nematoda (4). Впервые для данного хозяина указываются 4 вида гельминтов: трематоды Codonocephalus urnigerus (Rudolphi, 1819), mtc., Neodiplostomum spathoides Dubois, 1937, mtc., Pharyngostomum cordatum (Diesing, 1850), mtc. и нематода Icosiella neglecta (Diesing, 1851). Состав гельминтов типичен для средней полосы России и варьирует в разных популяциях хозяина. В структуре доминируют взрослые стадии (мариты) трематод; меньшинство представлено геонематодами; количество видов личиночных стадий гельминтов (трематод) возрастает по мере удаления от города.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся данные по фауне гельминтов двух видов бесхвостых амфибий, обитающих на территории Калужской области. В 2016 г. методом полного гельминтологического вскрытия исследовано 22 экз. прудовой лягушки Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) и 16 экз. серой (обыкновенной) жабы Bufo bufo (Linnaeus, 1758). Зарегистрировано 9 видов гельминтов из двух таксономических групп: Trematoda (5) и Nematoda (4). Шесть видов паразитических червей впервые отмечаются в изучаемом регионе. Состав гельминтов прудовой лягушки насчитывает 8 видов: Trematoda (5) и Nematoda (3). Преобладают мариты и метацеркарии трематод с низкими значениями инвазии. Нематоды представлены взрослыми стадиями из группы гео- и биогельминтов. Отмечается высокая зараженность бионематодой Icosiella neglecta. У серой жабы обнаружено 4 вида гельминтов: Trematoda (1) и Nematoda (3). Доминируют геонематоды Oswaldocruzia filiformis и Rhabdias bufonis с прямым циклом развития и максимальной степенью инвазии. Роль, циркулирующих по трофическим связям, взрослых стадий трематод незначительна.
Бесплатно
