Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1558
Получение экологически чистой энергии из биомассы экстремофильных организмов
Статья научная
Экологическая обстановка вынуждает искать альтернативу традиционным видам топлива. Интерес исследователей в последнее время направлен на микробные топливные элементы (МТЭ) и получение экологически чистой энергии с помощью микроорганизмов без загрязнения окружающей среды. Мало изученным, но перспективным направлением стало использование экстремофильных микроорганизмов, способных существовать в экстремальных условиях. Примером таких бактерий являются железобактерии, обитающие в почвах угольных отвалов. Субстратом для МТЭ могут служить компоненты сточных вод. Цель исследования - получение биоэнергии с помощью железобактерий. В результате выделено 5 изолированных культур железобактерий путем культивирования суспензии почвы угольного отвала «Моховский». Проведен ряд исследований по подбору оптимальных условий эксплуатации МТЭ. Установлено, что культуры № 1 и № 2 экстремофильные, так как генерировали максимальное напряжение (350,9 мВ и 346,8 мВ) в среде с pH=3. Подтверждено, что отобранные таким образом культуры биосовместимы. Составлен консорциум данных культур в соотношении 1:1, который использовали в дальнейших экспериментах. По итогам исследования установлено, что наиболее оптимальная температура для эксплуатации МТЭ - 37 °С, консорциум бактерий при этом генерировал напряжение 256,1 мВ. Наиболее оптимальным временем эксплуатации МТЭ определено 48 ч, по прошествии которого бактерии генерировали напряжение 212,3 мВ. Наиболее оптимальным субстратом для загрузки в МТЭ оказалась среда, содержащая в своем составе глюкозу и раствор микроэлементов. На этой подложке бактерии генерировали напряжение 403,4 мВ. По прошествии оптимального времени эксперимента зафиксировано осветление субстрата № 1 и выпадение осадка на дно камеры, что свидетельствует о том, что МТЭ может также использоваться для очистки сточных вод.
Бесплатно
Статья научная
В работе изучено влияние дополнительной модуляции навигационных сигналов данными на уровень помех множественного доступа в широкополосных радионавигационных системах с MSK-сигналами при кодовом разделении каналов системы. Наименьший уровень боковых лепестков ПВКФ сигналов опорных станций достигается при использовании циклических сдвигов М-последовательности, общей для всех каналов. При частотном разнесении каналов системы средневолнового диапазона в допустимых пределах уровень боковых лепестков возрастает намного больше и структура кода не оказывает заметного влияния.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты оценки помехоустойчивости запросного канала радиолокационного опознавания с широкополосными сигналами в условиях импульсных шумовых и внутрисистемных помех. Определяются оптимальные сигнально-кодовые конструкции ортогональных широкополосных сигналов с корректирующими кодами Рида-Соломона для различных характеристик воздействующих помех.
Бесплатно
Статья научная
Получены характеристики помехоустойчивости когерентного канала передачи данных с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), ортогональными сигналами и кодом Рида-Соломона при его мягком декодировании с использованием оценок спектральной плотности мощности помехи, представляющей собой совокупность двух гауссовских шумовых помех - заградительной и сосредоточенной в части полосы ППРЧ. Установлено, что при увеличении объема ансамбля ортогональных сигналов помехоустойчивость повышается за счет повышения точности оценки спектральной плотности мощности помехи, что в свою очередь обеспечивает повышение точности оценки апостериорной вероятности, используемой при декодировании мягких решений.
Бесплатно
Статья научная
Методом индикаторов решений о переданных элементах получены зависимости средних вероятностей правильного приема в оптимальном некогерентном приемно-решающем устройстве символа и двоичного элемента простого незамирающего сигнала с двукратной фазоразностной манипуляцией при воздействии фазоманипулированной или гармонической помех от отношения сигнал-помеха. Проведен анализ указанных зависимостей и выполнено сравнение помехоустойчивости оптимального некогерентного и когерентного приемно-решающих устройств сигналов с двукратной фазоразностной манипуляцией при воздействии фазоманипулированной, гармонической и гауссовской помех.
Бесплатно
Поршневой пневмодвигатель для гибридной силовой установки
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований поршневого пневмодвигателя с самодействующим впускным клапаном для гибридной силовой установки.
Бесплатно
Статья научная
В ходе проведенного исследования выполнена оценка изменений высоты растительности посевов сельскохозяйственных культур. Объектами исследования являлись яровая пшеница и ячмень, расположенные на территории учебно-опытного хозяйства “Миндерлинское” Сухобузимского района Красноярского края. Работа основывается на данных беспилотной съемки. Измерения выполнены камерой ZENMUSE X5S, установленной на беспилотном воздушном судне DJI Matrice 210 RTK V2. Построены карты пространственного распределения высот растений посевов ячменя и яровой пшеницы. Пространственное разрешение полученных карт составляет 2,7 см. Проведена оценка динамики роста и развития сельскохозяйственных культур методами дистанционного зондирования. Показана эффективность применения беспилотных воздушных судов для определения высоты сельскохозяйственных культур. Установлена возможность выявления внутрипольной неоднородности посевов на различных стадиях роста и развития культурных растений.
Бесплатно
Построение искусственных нейронных сетей в е-сетевом базисе
Статья научная
В данной работе предложена методика реализации искусственной нейронной сети, обеспечивающей возможность реконфигурации структуры и параметров сети в процессе ее работы. Результаты работы могут быть использованы в задачах построения многофункциональных компьютерных тренажеров для идентификации объектов управления, что в свою очередь позволит значительно снизить время настройки и калибровки аналитико- имитационной модели компьютерного тренажера, а также отследить и обучить искусственную нейронную сеть действиям оператора.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается оценка зенитной тропосферной задержки на основе данных спутникового зондирования атмосферы. Описана методика вычисления и построения карт тропосферной задержки. Получены карты задержки, охватывающие большие территории зимой и летом. Влажная составляющая тропосферной задержки распределена неравномерно по территории и существенно изменяется в течение дня.
Бесплатно
Построение полей перемещений природных объектов по данным космических спутников
Статья научная
В статье рассматривается технология построения векторных полей пространственных перемещений природных объектов (ледяных полей, водных масс, облачных образований в атмосфере) по разновременным многоспектральным спутниковым данным. Технология основана на нахождении максимумов коэффициента взаимной корреляции между объектами двух соседних изображений в серии последовательных изображений.
Бесплатно
Потенширование в методике управления электропотреблением техноценоза
Статья научная
Предлагается методику оптимального управления электропотреблением техноценоза (интервальное оценивание, прогнозирование и нормирование) дополнить процедурой потенширования, включающей ZP-анализ, ZP-нормирование и ZP-планирование.
Бесплатно
Практика применения дистанционных технологий в геоэкологических исследованиях
Статья научная
Рассматриваются основные направления применения дистанционных технологий в Республике Армения. Изложены базовые научно-технологические ресурсы для развития перспективных направлений, которые обеспечат надежную научно-методическую основу для совершенствования и разработки дистанционных методов и создания на этой основе мониторинговой системы.
Бесплатно
Преобразование структуры спеченной алюминиевой бронзы при свободной ковке
Статья научная
Спеченные материалы демонстрируют некоторое снижение механических свойств из-за остаточной пористости. Для устранения дефектов, возникающих при спекании, применяют операцию доуплотнения, совмещенную с формообразованием. В силу того, что усилия прессования ограничены, плотность прессуемого образца повышается только за счет уменьшения его площади, с возрастанием нагрузки на инструмент, или за счет нагрева заготовки до температуры, заметно снижающей прочность прессуемого материала. При этом возможно окисление материала в открытых порах. После схлопывания пор дальнейшая деформация материала невозможна, а величины испытанной может оказаться недостаточной для существенной проработки структуры во всем объеме спеченного материала. При свободной осадке образцов величина наложенной деформации ограничивается только мощностью прессового инструмента, поскольку во время осадки образцов происходит увеличение площади их сечения, а также деформационное упрочнение материала. Течение материала осуществляется сдвигом вдоль плоскостей максимальных сдвигающих напряжений. В ходе работы было исследовано влияние температуры на поведение при сжатии спеченной бронзы однофазного Cu-15 ат.% Al и двухфазного Cu-24 ат.% Al составов. Установлено, что осадка образцов из спеченных сплавов без разрушения может достигать 30 %. Повышение температуры прессования приводит к значительному снижению рабочего давления, однако заметное уплотнение материала наблюдается только при температуре выше 500 °С, когда деформация начинает распределяться по объему образцов относительно однородно.
Бесплатно
Статья научная
Двухпроводные симметричные линии специальной конструкции часто используются в качестве соединителей между дистанционно-удалёнными высокочастотными блоками или узлами аппаратуры, в частности для различных технологических модификаций цифровых абонентских линий, которые востребованы и развиваются из-за возрастающих требований к качеству услуг передачи данных. Приближённый анализ базируется на граничных условиях Леонтовича совместно с принципом пропорциональности электрических и магнитных составляющих квазистационарного поля. Приемлемость этого метода для анализа электродинамических изменений, обусловленных двухпроводной симметричной линией в искажениях спектра сигналов и в характеристических параметрах линии, составляет тему статьи. Некоторые численные результаты также представлены.
Бесплатно
Статья научная
Закрученные течения широко распространены в различных областях техники. При высокой степени закрутки течение осложняется распадом вихря и формированием крупномасштабных нестационарных структур. В гидроэнергетике проявлением неустойчивости закрученного потока служит прецессирующий вихревой жгут в отсасывающей трубе. Эти нестационарные структуры обладают значительной турбулентной кинетической энергией и характеризуются достаточно большим временем существования, что вызывает серьёзные затруднения при численном моделировании течений в тракте гидротурбин. Цель работы - построение гибридной PANS модели турбулентности на основе модели второго порядка замыкания. С помощью этой модели с разными значениями параметра разрешения выполнены численные расчёты нестационарного течения в отсасывающей трубе в режиме частичной нагрузки. Предложенный вариант PANS модели турбулентности позволяет хорошо воспроизводить характеристики сильно анизотропных течений, при этом менее требователен к сеточному разрешению, чем метод моделирования крупных вихрей, и в рассмотренной реализации не содержит явной зависимости от шага пространственной сетки.
Бесплатно
Применение ГИС-технологий для повышения эффективности имитационного моделирования каскадов ГЭС
Статья научная
В статье представлен алгоритм расчета водно-энергетического режима каскада ГЭС. Приведена блок-схема алгоритма для реализации имитационной модели и автоматизации процесса расчета режима. Предложенный алгоритм позволяет оценить эффективность работы каскада, а также провести оптимизацию режима по различным критериям. Дополнительно предложен вариант интеграции данных ГИС-мониторинга в алгоритм расчета. Приведены источники и характеристики данных дистанционного зондирования Земли, которые могут быть использованы при построении модели.
Бесплатно
Применение аддитивных технологий для разработки микрофлюидных чипов-моделей горных пород
Статья научная
В статье представлены результаты работы по апробации возможности применения современных и доступных аддитивных технологий на основе фотополимерного принтера для изготовления прототипов микрофлюидных устройств, пригодных для решения задач нефтегазовой индустрии. Исследовано два способа создания микрофлюидных устройств с помощью аддитивных технологий. Первый - изготовление мастер-формы для последующей отливки в ней ПДМС, второй - изготовление микрофлюидного чипа с полностью трехмерными каналами. Отработана методика создания мастер-формы с каналами необходимой геометрии для заливки ПДМС из фотоотверждаемого полимера методом стереолитографической печати. Данная методика была успешно протестирована на изготовлении микрофлюидного чипа с каналами минимальной ширины 100 мкм. Был спроектирован и изготовлен микрофлюидный чип с трехмерной структурой каналов. Показано, что с помощью печати мастер-формы для последующей отливки в ней ПДМС возможно изготавливать микрофлюидные чипы с шириной канала 100 мкм при высоте 50 мкм. Такие устройства могут найти своё применение при моделировании процессов нефтевытеснения из твёрдых горных пород.
Бесплатно
