Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1404
Моделирование потока заряженных частиц применительно к процессам газоочистки
Статья научная
В работе моделируется движение заряженных частиц в электростатическом поле и потенциалы электродов применительно к задачам газоочистки. Законы движения и траектории построены с помощью сплайнов второго порядка. Был разработан эмулятор для ЗD-моделирования потока частиц пыли в электрофильтре меди между коронирующим и осадительным электродами. Для построения графики использовалась библиотека для работы с ЗD-графикой OpenGL.
Бесплатно
Моделирование потоков ионов в процессе электролитического рафинирования
Статья научная
Статья посвящена моделированию потоков заряженных частиц в электростатическом поле в процессе электролитического рафинирования между поверхностью катода и анода. Большое значение такие исследования имеют для повышения эффективности металлургических процессов, в частности электролитического рафинирования меди и других металлов. Кроме того, моделирование электростатических полей между поверхностями электродов помогает исследовать природу взаимодействия катода с анодом. Приведен смешанный метод частиц, адаптированный к моделированию миграционной диффузии потока ионов в процессе электролитического рафинирования. На эйлеровом этапе с помощью уравнений Максвелла моделируются потенциалы электростатического поля. На лагранжевом этапе строятся законы движения и траектории ионов в виде квадратичных сплайнов. Приведены результаты компьютерного моделирования миграционных потоков ионов в процессе электролитического рафинирования меди.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрено компьютерное моделирование процессов литья электродов контактной сварки из композиционного материала Cu-MMNCr (медный металломатричный с армированием наноразмерным хромом) с использованием специализированной профессиональной программы ProCAST. Установлено в процессе заливки расплава в металлическую форму образование тороидального вихря, не позволяющего наноразмерным частицам хрома всплывать на зеркало расплава. Изучен процесс формирования твёрдой фазы при кристаллизации сплава, приводящий к образованию «теплового узла» (Hot Spots) на завершающей стадии. Исследованы особенности формирования макро- и микроструктуры и элементный состав литого композиционного материала Cu-MMNCr. Представлены результаты физико-механических свойств литого композиционного материала Cu-MMNCr на примере изделия - электрода контактной сварки типа D.
Бесплатно
Моделирование работы горизонтальных скважин в условиях неоднородности распределения свойств пласта
Статья научная
Рассмотрены подходы к математическому моделированию работы горизонтальных скважин в условиях неоднородности распределения свойств пласта-коллектора. Выполнен анализ влияния установки систем пассивного управления притоком на работу горизонтальных скважин. В качестве примеров рассмотрена работа горизонтальных скважин Ванкорского месторождения.
Бесплатно
Моделирование системы смазки редуктора хода экскаватора
Статья научная
Представлены результаты моделирования системы смазки редуктора хода экскаватора. Использовалось сетевое гидравлическое моделирование системы и 3-мерные гидродинамические модели некоторых ее узлов. Решена проблема балансировки расходов масла.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрено компьютерное моделирование стадии горячей штамповки объёмного теплового и напряженно-деформированного состояния для изделия - электрод контактной сварки с использованием специализированной профессиональной программы Deform 3D. Компьютерным моделированием установлено, что наибольшее влияние на твёрдость по сечению изготовленного электрода оказывают: среднее нормальное напряжение, интенсивность деформаций и скоростей деформации, способствующее генерированию большого числа дислокаций. Исследованы особенности формирования макро- и микроструктуры композиционного материала Cu-MMNCr в условиях совмещенного процесса литья и штамповки с последующей термообработкой. Описан механизм выявления границ зерен. Выведены взаимосвязи между распределением твёрдости и параметрами теплового и напряженно-деформированного состояния в объёме изделия из композиционного материала Cu-MMNCr при совмещённом способе литья - штамповки с последующей термической обработкой. Представлены значения физико-механических свойств композиционного материала Cu-MMNCr, полученного совмещённым способом литья - штамповки с последующей термической обработкой.
Бесплатно
Статья научная
Изложена усовершенствованная математическая модель тепломассообменных и гидродинамических процессов в суперкавитирующих испарителях, основанная на предположении локального кинематического и термодинамического равновесия между фазами и отсутствия поверхности раздела между паром и водой. В отличие от известных, предлагаемая модель позволяет на этапе проектирования и в период эксплуатации элементов энергетических систем комплексно оценивать влияние управляющих воздействий на режимы обработки и обеспечивает повышение точности расчетов характеристик процесса.
Бесплатно
Моделирование тепловой схемы станции с использованием программного продукта "Boiler Designer"
Статья научная
В данной статье приводятся обоснования для разработки математической модели тепловой схемы владивостокской ТЭЦ-2. На данной ТЭЦ установлено четыре типа турбин, котлоагрегаты работают на угле и природном газе. Это делает сложным процесс эффективного распределения нагрузки между турбоагрегатами. Применение упрощенных зависимостей, построенных на основе отчетных данных, позволяют проанализировать правильность распределения нагрузки между агрегатами. В статье выполнен пример сравнения фактических показателей работы ТЭЦ и расчета на основе предложенных упрощенных характеристик турбин, показаны потери условного топлива от неоптимального распределения нагрузки. Однако применение таких упрощенных характеристик имеет ряд недостатков. Эти недостатки не позволяют использовать данный подход как универсальный метод. С учетом вышесказанного вытекает необходимость создания полноценной математической модели ТЭЦ. В качестве основы для разработки модели применяется программный комплекс «Boiler Designer». Программа имеет модульную структуру и позволяет создавать математические модели каждой единицы оборудования, а затем через назначение связей собирать тепловую схему станции в целом. Данный подход актуален для ТЭЦ с поперечными связями, поскольку позволяет оценивать эффективность не только работы самого оборудования но и схемы его соединения. В статье приведена упрощенная модель станции, ее достоинства и недостатки.
Бесплатно
Моделирование теплообмена в ребрах охлаждения
Статья научная
В статье рассматривается процесс теплообмена оребренной стенки с теплоносителем. Температурное поле в объеме стенки определяли на основе численного решения двумерной задачи теплопроводности, по результатам моделирования проведен анализ особенностей распределений температуры. Рассчитаны значения коэффициента теплопередачи ребер охлаждения прямоугольного сечения для двух вариантов условий теплообмена на торце ребра в широком диапазоне безразмерных параметров. Определена погрешность расчета коэффициента теплопередачи в приближении тонкого ребра при использовании одномерной вычислительной модели.
Бесплатно
Моделирование теплопередачи в устройстве подвода теплоты термоэлектрического блока охлаждения
Статья научная
Рассмотрен процесс теплопередачи в устройстве подвода теплоты термоэлектрического блока охлаждения. Из численного решения двумерных задач теплопроводности получены значения термических сопротивлений теплораспределителя и воздушного теплообменника. Выполнен расчет зависимости холодопроизводительности от силы тока для двух характерных значений суммарного термического сопротивления устройства подвода теплоты. Проведен анализ режимов работы термоэлектрических модулей и выбор параметров электропитания для устранения теплового дисбаланса, вызванного различием термических сопротивлений частей воздушного теплообменника.
Бесплатно
Моделирование технологических схем производства автомобильных бензинов
Статья научная
Определены возможные и наиболее целесообразные направления развития технологической схемы нефтеперерабатывающего предприятия, обеспечивающие выпуск моторных топлив в соответствии с мировыми экологическими и эксплуатационными требованиями. Выход светлых нефтепродуктов при реализации схемы №1 в целом по заводу составит 86,8 %, а для схемы №2 - 87,2 % при глубине переработки нефти ~96 %.
Бесплатно
Статья научная
Одним из основных направлений развития электроэнергетических систем является внедрение устройств и технологий на базе силовых полупроводниковых ключей (HVDC (High Voltage Direct Current) технологий), в частности вставок постоянного тока на базе преобразователя источника напряжения (VSC). VSC-HVDC используются для решения таких задач, как соединение несинхронных электрических сетей различных частот, передача электроэнергии, повышение локальной и системной управляемости электроэнергетической системы, повышение пропускной способности элементов сети, содержащих «слабые» связи. Благодаря высокой степени управляемости преобразователей источника напряжения (VSC) в основном рассматривается работа HVDC. Однако внедрение и эксплуатация VSC-HVDC определяют необходимость в проведении широкого спектра анализа и исследований, которые можно провести только с помощью математического моделирования. Поэтому целью работы является: анализ поведения системы передачи HVDC на основе VSC с использованием различных режимов управления путем моделирования в программной среде MATLAB.
Бесплатно
Модель автоматизированного распределения в задаче группового преследования с защитниками
Статья научная
В настоящей статье рассматривается компьютерная модель квазидискретной игры группового преследования. В которой присутствуют преследователи, цели и защитники. В моделях статьи задачей преследователей является достижение статических целей. Достижение одной цели возможно несколькими преследователями в разное время. Задачей защитников является поражение преследователей. Выигрышем для преследователей можно считать достижение хотя бы одним из них своей цели. Выигрышем для защитников считается поражение всех целей. Для защитников количество преследователей не является определенным. В модели статьи формируется единая среда обнаружения преследователей. Единая среда обнаружения есть результат теоретико- множественных операций над точками пространства. В моделях статьи единая среда обнаружения является односвязным множеством. В случае многосвязных множеств были бы предложены алгоритмы моделей с иной логикой. Преследователь считается обнаруженным, если входит в данную область. Назначение обнаруженному преследователю защитника цели производится по нескольким оптимизационным критериям. Защитник может назначаться из предполагаемого времени достижения. В одной из реализаций модели это минимальное время из выборки для данного защитника. Как вариант фактора оптимизации, защитник для преследователя может выбираться по минимальному расстоянию до него. В статье также рассматриваются варианты локализаций защитников в одной точке. В статье к рассмотрению предлагается четыре модели. Модель группового преследования с оптимизацией по предполагаемому времени достижения преследователей защитниками. Модель группового преследования с оптимизацией по начальному расстоянию от момента обнаружения преследователей защитниками. Разработаны дополнительные алгоритмы вышеописанных моделей, учитывающих ограничения нахождения защитников в одной локации. Рассматривается различие алгоритмов в случае наличия или отсутствия информации для защитников о количестве преследователей, их целях и т.д. Результаты, полученные в статье, могут быть востребованы разработчиками робототехнических комплексов с автономным управлением. В идеале виделось бы следующее. Группа преследователей и группа защитников (каждый участник имеет свой алгоритм действий) имели бы свою программную среду, где каждый участник выполняет свою задачу, руководствуясь правилами. То есть данная программная среда напоминает сетевую игру стратегии реального времени.
Бесплатно
Модель живучести сложного объекта в условиях нанесения массированного авиационного удара
Статья научная
В статье приводятся основные положения математической модели живучести сложного объекта в условиях нанесения массированного авиационного удара, отражающей процесс выхода ударных авиационных комплексов противника в заданные районы и преодоления ими многофункциональной системы ПВО в условиях прикрытия объектов средствами комплексного (радиоэлектронного и огневого) поражения и с учетом двухстороннего характера ведения радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Модель построена на основе представления рассматриваемых процессов в виде полумарковских процессов, описываемых с помощью прямых интегродифференциальных уравнений, реализации принципа расширения пространства состояний и применения методов преобразования Лапласа.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена усовершенствованная марковская феноменологическая модель импульсной характеристики декаметрового канала связи. Модель позволяет осуществлять идентификацию разрешенных компонентов многолучевости путем анализа комбинаций возможных значений параметров корреляции. Полученная таким образом импульсная характеристика с фиксированными статистическими параметрами формирует адекватную модель канала связи в течение каждого периода квазистационарности.
Бесплатно
Статья научная
Воздушно-космические силы России способны выполнять широкий спектр боевых авиационных задач в различных метеорологических условиях. Это вызывает значительные изменения во взглядах на роль и место авиации в военных конфликтах, а также на формы, способы ее боевого применения и обеспечения, в том числе и метеорологического. Высокая чувствительность параметров функционирования авиационных систем к метеоусловиям зачастую приводит к невозможности использования традиционных математических методов при построении системы управления в сложных условиях погоды. Поэтому в работе построена модель метеорологического обеспечения авиационных систем с использованием основных элементов теории фракталов и теории детерминированного хаоса, что позволило учесть различные сочетания диагностических и прогностических метеорологических способов при поддержке принятия решений в условиях неопределенности метеорологической информации, а также выполнить учет степени хаотичности функционирования всей системы в целом.
Бесплатно
Статья научная
Повышение точности определения относительных координат при использовании СНС в стандартном режиме может быть обеспечено согласованными измерениями по единому созвездию навигационных спутников определенной СНС, чем достигается корреляционная зависимость погрешностей координат, близкая к 1. Цель данной работы - оценить влияние корреляционной зависимости погрешностей координат совместно маневрирующих кораблей на точность определения относительной позиции и возможность повышения точности определения относительной позиции совместно маневрирующих кораблей с использованием АИС.
Бесплатно
Модель представления информации о состоянии и динамике земель сельскохозяйственного назначения
Статья научная
Сформулирована модель, описывающая состояние и динамику земель сельскохозяйственного назначения (ЗСХН). Рассмотрены вопросы получения, классификации, представления и обработки измерений параметров модели, позволяющие осуществлять комплексное оценивание ЗСХН.
Бесплатно
Статья научная
В интересах обоснования характеристик комбинированных аэрозольных завес разработана модель процессов формирования и распространения в атмосфере инфракрасного излучения теплоизлучающего аэрозольного образования. Модель позволяет получить попадающую на вход фотоприемника мощность теплового излучения активной помехи, формируемой аэрозольным образованием специального аэрозолеобразующего состава, с учетом его энергетических, пространственных и количественных характеристик.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена модель расчета теплофизических параметров материалов по данным многоспектральной разновременной фотографической съемки земной поверхности. Проведен анализ использования данных теплофизических параметров материалов для идентификации объектов мониторинга; получены численные оценки погрешности определения теплофизических параметров испытуемых материалов, гистограммы распределения теплофизических параметров материалов по данным натурного эксперимента.
Бесплатно
