Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1579
Статья научная
Обеспечение безопасного обращения с облучённым графитовым замедлителем на этапе вывода из эксплуатации атомных энергоблоков с реакторами РБМК‑1000 является важной задачей. Для этого предлагается вариант разработки специального контейнера, предназначенного для вывоза облученного графитового замедлителя с площадок АЭС. Представлены результаты численного моделирования аварийных ситуаций, позволяющие оценить безопасность использования контейнера. В результате расчетов получено, что рассматриваемая конструкция контейнера соответствует требованиям безопасности и сохраняются его общая целостность и герметичность.
Бесплатно
Анализ подходов и методов локализации акустических источников
Статья научная
В данной статье представлен обзор традиционных методов локализации акустических источников, основанных на обработке сигналов, а также современных методов, основанных на применении глубоких нейронных сетей. Проанализированы и рассмотрены преимущества и недостатки приведенных методов. Несмотря на то что некоторые традиционные методы могут адаптироваться к наблюдаемым сигналам, все они зависят от принятых предположений и допущений о характере среды, о свойствах сигналов и т.д. Модели глубокого обучения явно не требуют ни одного из этих предположений, а вместо этого эффективно адаптируются к предоставленным обучающим данным. Однако это также является основным недостатком современных методов, поскольку они менее способны к обобщению и менее универсальны, чем традиционные методы. Дано обоснование необходимости развития новых методов локализации, а также интеграции традиционных и современных интеллектуальных методов локализации для объединения преимуществ каждого из этих групп методов.
Бесплатно
Статья научная
Анализ потокораспределения, устойчивости и токов короткого замыкания важен на этапе как проектирования, так и эксплуатации электроэнергетических систем (ЭЭС). В работе представлена модель электрической системы с электростанцией с комбинированным циклом Integrated Solar Combined Cycle (ISCC) мощностью 340 МВт в Южном Ираке, разработанная в программе анализа электрических переходных процессов Electrical Transient Analyzer Program (ETAP), также, помимо этого, произведен расчет режимов. Оценивается влияние нестабильности напряжения в энергосистеме на шинах электростанции. Используя расчетный модуль ЕТАР на основе метод Ньютона-Рафсона, определяем шины, работающие на пониженном напряжении из-за нестабильности в системе. Для повышения стабильности в системе использованы устройства регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой (РПН) и компенсация реактивной мощности. Оптимальное размещение конденсаторных батарей и значения мощности конденсаторов выбрано с применением встроенного модуля ETAP. Использование современных технологий и заблаговременное планирование оказывают большое влияние на снижение потерь. В статье показано, что отсутствие планирования является одной из основных причин потерь электроэнергии. В параметрах модуля указаны также ограничения по напряжению, напряжение на шинах и номиналы доступных конденсаторных батарей. Ограничение напряжения установлено на уровне 95 % ≤ V ≤ 110 %, и оно является глобальным для всех шин.
Бесплатно
Анализ применения комбинированных моделей при краткосрочном прогнозировании временных рядов
Статья научная
Доказано на примере модели Брауна нулевого порядка, что точность прогнозирования повышается при подборе длины адаптационного окна, а также при увеличении пределов допустимых значений параметра адаптации. На основе результатов вычислительного эксперимента показано, что точность прогнозирования увеличивается с применением алгоритмов комбинирования моделей.
Бесплатно
Статья научная
В представленной статье проведен анализ образования и механизмов формирования электромагнитных помех, обусловленных механизмами образования вторичных электромагнитных переизлучений, образующихся при эксплуатации реальных конструкций радиотехнических устройств. По результатам проведенных исследований предлагается методика прогнозирования спектральных характеристик контактных помех радиоприему. В работе рассмотрен и проведен анализ методики прогнозирования спектрального состава контактных радиопомех. В основу разработанной методики и математического аппарата положены детерминированные и вероятностные модели образования контактных радиопомех. Рассмотренные в работе предложения, основанные на детерминированных и вероятностных моделях образования контактных помех, дают возможность осуществлять прогнозирование контактных радиопомех на мобильных объектах связи при различных условиях эксплуатации, с учетом конструктивных особенностей. Представленные в работе результаты анализа механизмов образования контактных радиопомех направлены на обеспечение электромагнитной совместимости различных приёмопередающих устройств на мобильных объектах.
Бесплатно
Статья научная
На основе метода главных компонент за рассматриваемый период выявлены наиболее значимые переменные, оказавшие влияние на технико-экономические показатели алюминиевого электролизера. Получены статистические модели, связывающие расход анодной массы и электроэнергии с параметрами сырья и технологии для электролизеров с боковым токоподводом. Рассчитано изменение расхода анодной массы и электроэнергии при изменении отдельного анализируемого параметра на три среднеквадратичных отклонения.
Бесплатно
Анализ режима грунтовых вод при разработке обводненных месторождений полезных ископаемых
Статья научная
В статье изучены режимы водопритока грунтовых вод в течение года, на основе которых предлагается вести планирование горных работ. Разработана модель прогнозирования, динамики водопритока на открытых горных работах на примере Наталкинского золоторудного месторождения.
Бесплатно
Анализ результатов подсчета запасов месторождения «Герфед»
Статья научная
В статье приводятся сведения о геологическом строении, технологических типах руд месторождения «Герфед» в Красноярском крае. Изложены основные аспекты методики геологоразведочных работ и результаты оценки запасов за более чем 120-летнюю историю геологического изучения месторождения. Исследована экономическая эффективность выполненных геологоразведочных работ методом приведения их стоимости в цены 2011–2012 гг., рассчитаны удельные затраты. Проанализирована динамика оценки запасов по периодам.
Бесплатно
Анализ сезонной динамики растительного покрова на основе данных дистанционного зондирования Земли
Статья научная
РассмотренывопросыиспользованияданныхдистанционногозондированияЗемлиизкосмосадля изучения динамики растительного покрова. Предложены методы обработки данных среднего и высокого пространственного разрешения для картирования земель сельскохозяйственного назначения и лесных насаждений. Представлены результаты применения методов для сельскохозяйственных и лесных территорий Сибири.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы возросло применение малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), что вызвало необходимость их точного распознавания на фоне объектов с аналогичными радиолокационными характеристиками, прежде всего птиц. Несмотря на развитие методов машинного обучения, задача надёжного выделения признаков БПЛА остаётся актуальной. Целью работы является сравнительный анализ существующих отечественных и зарубежных подходов к распознаванию малоразмерных воздушных объектов, основанных на алгоритмах машинного обучения. В статье представлены результаты оценки эффективности традиционных методов (метод опорных векторов, случайные леса), глубоких нейронных сетей, а также трансформерных архитектур. Исследованы возможности выделения информативных признаков из микродоплеровских время- частотных спектрограмм, полученных в различных частотных диапазонах. Установлено, что свёрточные нейронные сети и трансформеры достигают точности распознавания до 97 % при низком уровне помех, однако их применение сопряжено со значительными вычислительными затратами и необходимостью больших объёмов обучающих данных. Выделены перспективы применения гибридных нейросетевых архитектур, интегрирующих преимущества различных методов, для повышения точности и устойчивости анализа. Результаты работы имеют практическое значение для разработки эффективных алгоритмов распознавания БПЛА в условиях реального времени и ограниченных вычислительных ресурсов. Представленные выводы расширяют существующие представления о потенциале и ограничениях современных алгоритмов машинного обучения в радиолокационных системах.
Бесплатно
Анализ состояния и динамики износа бортовой футеровки в катодах алюминиевых электролизеров
Статья научная
Для повышения срока службы бортовой футеровки электролизеров производства первичного алюминия, работающих на силе тока 300 кА, проведено исследование процессов разрушения SiC-блоков различных производителей. На основе результатов сухих выбоек электролизеров, рентгеноспектрального и фазового анализа выявлено, что в процессе работы между SiC-блоками и кожухами электролизеров образуются дефекты в виде зазоров и слоев окалины, которые препятствуют теплопередаче и сокращают срок службы электролизеров. Проведена оценка динамики максимального износа бортовых блоков различных производителей. Показано, что из-за конструктивного защемления фланцевым листом температурные деформации кожуха вызывают изгиб карбидокремниевых блоков и их повреждение на уровне расположения зеркала расплава электролита.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований поршневой гибридной энергетической машины с щелевым уплотнением ступенчатого вида. Представлена математическая модель рабочих процессов, протекающих в насосной секции машины. Проведен анализ влияния давления нагнетания в насосной секции на характеристики поршневой гибридной энергетической машины с щелевым уплотнением ступенчатого вида, который позволил доказать эффективность использования в ПГЭМ ступенчатого щелевого уплотнения в сравнении с гладким уплотнением, а также определить оптимальную работу ПГЭМ при давлении нагнетания насосной секции в интервале 3-4 бар.
Бесплатно
Анализ тепловых процессов в жидкопоршневом двигателе Стирлинга
Статья научная
Анализируются следующие особенности жидкопоршневых двигателей Стирлинга: возможность подвода тепла к рабочему газу путем капельной инжекции жидкого теплоносителя и более широкие, по сравнению с традиционными двигателями Стирлинга, возможности варьирования последовательности термодинамических процессов в рабочем газе. Сопоставление параметров эффективности традиционной и жидкопоршневой схемы проводится на основе результатов моделирования аэродинамики и теплообмена в рабочих объемах двигателя Стирлинга и регенеративном теплообменнике. Для жидкопоршневой схемы определена оптимальная временная зависимость рабочих объемов от времени. Показано, что подвод тепла к рабочему газу путем инжекции жидкого теплоносителя позволяет существенно повысить термодинамическую эффективность двигателя. На основании проведенных оценок можно сделать вывод о возможности создания эффективной и конкурентоспособной энергоустановки на основе жидкопоршневого двигателя Стирлинга.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты исследования теплообмена в почвах криолитозоны в пределах Норильского промышленного района на основе полевых измерений и методов математического анализа полученных данных. В качестве экспериментальных площадок выбраны фоновые и трансформированные вследствие антропогенного воздействия участки. В работе дана морфогенетическая характеристика почв. По данным долговременного мониторинга температур на основе амплитудного, фазового методов и решения обратной задачи теплопереноса были восстановлены значения коэффициентов температуропроводности исследуемых почв и проведено их сравнение с результатами прямых измерений в почвенных разрезах. Получено, что для трансформированной почвы температуропроводность выше более чем в два раза, чем для фоновой почвы, что согласуется с наблюдаемым различием в 1,5–2 раза для толщины сезонно-талого слоя этих почв.
Бесплатно
Анализ технологии озонирования в рамках подготовки воды питьевого качества
Статья научная
Очистка природной воды поверхностного водоисточника осложняется антропогенными факторами среды. Промышленная, бытовая, сельскохозяйственная деятельности человека негативно сказываются на качестве природной воды, так как увеличивается доля химических и органических соединений, которые существенно снижают эффективность очистки. Данная работа посвящена вопросам улучшения показателей качества очистки природной воды до питьевых требований. Экспериментальная часть проводилась на станции очистки воды, расположенной на берегу реки Оки. В основе экспериментальных исследований лежит поэтапная работа анализа действующей озонаторной установки с определением выходной концентрации озона в озоно-воздушной смеси, а также апробирование на лабораторной озонаторной установке первичного и вторичного озонирования. В рамках эксперимента определялись ключевые показатели качества воды для возможности интерпретирования влияния озонирования на различные типы вод с отличными дозировками. Наосновании полученных результатов сделаны выводы повозможности применения первичного озонирования для исследуемой воды, определена оптимальная дозировка. Учитывая специфику обработки озоном природной речной воды, описаны рекомендации по снижению концентрации побочных продуктов процесса озонирования. Также в рамках эксперимента определено влияние вторичного озонирования на органолептические характеристики очищенной воды.
Бесплатно
Анализ установившихся режимов в электрических цепях с коммутируемыми элементами
Статья научная
Рассмотрен метод анализа установившихся режимов в электрических цепях с периодически коммутируемыми элементами, основанный на представлении переменных цепи в виде ряда Фурье. Метод может быть использован как для аналитических, так и для численных расчетов. Точность результатов анализа можно контролировать, варьируя число гармоник, учитываемых при анализе. Предложен алгоритм автоматического формирования уравнений цепи в смешанном координатном базисе напряжений узлов и токов коммутируемых элементов. Приведены примеры расчета, иллюстрирующие предлагаемый метод.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена схема переработки стружки из сплава АД31 методом совмещенной прокатки - прессования с последующим волочением пресс-изделий до размеров проволоки. Исследовано формирование структуры материала по длине пресс-изделий.
Бесплатно
Анализ энергосиловых параметров экструдирования меди на установке "Конформ" с форкамерой
Статья научная
Объектом расчета послужил реальный технологический процесс непрерывного экструдирования медных профилей на установке «Конформ», оснащенной комплектом прессового инструмента с форкамерой на заводе по обработке цветных металлов в городе Каменск-Уральский. Для расчета длины разъемного контейнера, которая должна обеспечить на его подвижной поверхности силу трения, достаточную для экструдирования металла из форкамеры в очко матрицы, крутящего момента на приводном колесе и мощности электродвигателя, использована методика, основанная на определении полного усилия прессования, которая была предложена И.Л. Перлиным. Полученные уравнения отличаются простотой и удобством использования при техническом и технологическом проектировании процесса экструдирования металла способом «Конформ» с применением форкамер.
Бесплатно
Анализ эффективности применения нечеткого регулирования уровня напряжения в распределительных сетях
Статья научная
В статье предложена система регулирования напряжения в распределительных сетях на основе нечеткой логики. Нечеткий алгоритм регулятора управляет работой РПН силового трансформатора и отвечает за подключение или отключение батарей статических конденсаторов в зависимости от уровня напряжения у потребителя.
Бесплатно
Статья научная
Произведен анализ транспортировки электрической энергии по электрическим сетям филиала ПАО «Россети Волга» - «Оренбургэнерго» за период 2018-2023 гг. В статье приводится структурная характеристика компании, а также рассматриваются особенности основных элементов исследуемых электрических сетей. Дана оценка баланса по передаче электрической энергии в сети и из сетей компании. На основе опубликованной в открытой печати информации по уровню аварийности в электрических сетях компании оценено количество аварийных ситуаций, возникших за исследуемый период, а также величина недоотпуска электрической энергии, обусловленного этими перерывами. На основе данных за 2023 г. проанализированы основные причины повреждаемости элементов электрических сетей и произведена классификация отказов, рассмотрены их основные характеристики за этот период. Установлено, что основной группой причин, приводящих к аварийным отключениям, являются случайные события, обусловленные ветровой нагрузкой и атмосферными перенапряжениями. На основе использования статистических методов прогнозирования получены трендовые модели и уравнения авторегрессии, установлены превентивные значения количества аварийных отключений до 2026 г. Рассмотрено влияние сезонной составляющей на количество аварийных ситуаций за исследуемый период. При выполнении исследования использованы общенаучные методы, численные методы и методы регрессионного анализа. Для визуализации полученных результатов анализа использовались технологии графического редактора MATLAB. Полученные результаты могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.
Бесплатно
