Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1459
Статья научная
В статье предложена технология обнаружения аномалий динамики чистой первичной продукции растительности и сделан анализ полученных данных. Авторы представляют основанную на экологической теории концептуальную технологию, которая позволяет проводить мониторинг протяженной территории, используя оценки ЧПП (MODIS NPP) в качестве индикатора состояния растительного покрова. Для обнаружения территорий с аномальной динамикой ЧПП использовался метод STL (Seasonal-Trend Decomposition Procedure Based on Loess). Исследование проводилось на территории юга Красноярского края, обладающего большим разнообразием природных ландшафтов - от степей до высокогорных альпийских лугов Саянских гор. Для анализа полученных аномалий динамики ЧПП использовались спутниковые данные по температуре и влажности.
Бесплатно
Статья научная
Получен метод несмещенной оценки направления на источник излучения с минимальной дисперсией в условиях воздействия на линейную антенную решетку корреляционных помех с неизвестной функцией распределения. Решение задачи минимизации дисперсии и получения несмещенной оценки базируется на теореме Гаусса-Маркова. Представлена модель формирования дискретного пространственно-временного сигнала в виде обобщенного вектора. На основе анализа неравенства Рао-Крамера оценка направления производится путем гармонического разложения по пространственной координате, что позволяет проводить оценку без формирования традиционной характеристики направленности. Сформирован и представлен алгоритм реализации полученного метода.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено средство водяной очистки поверхностей нагрева тепловых электростанций при сжигании шлакующих топлив, выявлены последствия образования золошлаковых отложений, их влияние на работу котлоагрегата и способы устранения. Обдувка паром и водой является основным и наиболее распространенным средством очистки.Несмотря на большое количество отечественных аппаратов водяной обдувки, большая часть конструкций имеет ряд параметров, требующих повышения их технического уровня. В целях повышения технического уровня выпускаемых аппаратов обдувки АО «Красмаш» проводит исследование недостатков их конструкции на основе замечаний и предложений эксплуатирующих организаций. Проведенные исследования позволили выявить главные конструктивные параметры, определяющие надежность и эффективность средства водяной дальнобойной очистки. Определены параметры, позволяющие максимально снизить массу, габариты и энергопотребление аппарата обдувки.В результате проведенной работы был разработан новый модернизированный аппарат водяной обдувки дальнобойный КМЗЭ027, по техническим характеристикам не уступающий зарубежному аппарату обдува SMART CANNON фирмы Clyde-Bergemann. В процессе работы проведены расчеты и определены зависимости влияния конструкции соплового устройства и давления на формирование струи. Новый аппарат позиционируется как импортозамещающий товар, в конструкции аппарата применяются материалы и устройства отечественного производства.
Бесплатно
Технология переработки дезактивированных каталитических нейтрализаторов выхлопных газов
Статья научная
Разработан метод эффективного разложения дезактивированных автомобильных катали заторов для технологий извлечения и методик аналитического определения металлов пла тиновой группы (МПГ). Метод включает последовательное низкотемпературное щелочное сплавление для разложения устойчивых алюмосиликатов, удаления основной части матри цы кислотным выщелачиванием с дальнейшим окислительным автоклавным вскрытием МПГ и получением растворов с низким солевым фоном, удобных для последующего инстру ментального анализа и технологической переработки.
Бесплатно
Статья научная
Предложена технология обработки данных публичных каталогов спутниковых снимков для задачи обзорного картографирования, позволяющая автоматизировать процесс подготовки этих данных для разработки картографических Интернет-приложений. Сформирован архив растровых изображений высокого разрешения Красноярского края и Хакасии, на основе данных предоставляемых организацией NASA в рамках проекта WMS Global Mosaic. Разработаны программно-технологические решения и веб-интерфейсы для организации доступа к архиву.
Бесплатно
Технология строительства дорожных одежд с использованием отходов глиноземного производства
Статья научная
Проведены исследования по подбору составов комплексного неорганического вяжущего на основе производственных отходов глиноземного производства. Изучены прочностные характеристики дорожных смесей и структура вяжущих минеральных продуктов. Определены наиболее оптимальные и эффективные составы дорожных смесей. Разработана и испытана технология строительства основания дорожных одежд на основе использования нефелинового шлама, гипсоангидритовых отходов и пыли газоочистных сооружений, обеспечивающая, помимо частичной утилизации отходов глиноземного производства, увеличение прочностных свойств и морозостойкость дорожных смесей.
Бесплатно
Статья научная
Предложена новая технология построения «И/ИЛИ» дерева, позволяющая формировать базу знаний и «И/ИЛИ» дерево экспертной системы пользователем-природоведом без компонента «извлечение знаний». Разработан новый алгоритм построения обобщенного «И/ИЛИ» дерева, основанный на объединении решающих «И» деревьев класса задач. Доказана сходимость такого процесса. Экспериментально проиллюстрирован процесс формирования обобщенного «И/ИЛИ» дерева. Исследована сходимость процесса формирования «И/ИЛИ» дерева. Исследована скорость сходимости экспериментального процесса и сопоставлена с теоретической оценкой скорости сходимости.
Бесплатно
Токи внезапного короткого замыкания в синхронном генераторе с магнитоэлектрическим возбуждением
Статья научная
В статье представлена математическая модель торцевого синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов для исследования переходных процессов и влияния токов короткого замыкания на работу машины.
Бесплатно
Статья научная
В статье на основе теории многомерной линейной калмановской фильтрации разработан алгоритм распознавания в радиолокационной системе воздушного базирования режима полета вертолета для последующего выбора метода самонаведения носителя на него. Получены точностные и вероятностные характеристики алгоритма.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы, связанные с анализом точностных характеристик радиолокационного измерителя дифференциальной радиолокационной отражаемости применительно к задачам радиолокационного зондирования среды, заполненной гидрометеорами. С учетом того, что к числу факторов, ограничивающих эффективность метода дифференциальной радиолокационной отражаемости, относится его выраженная зависимость от угла ориентации собственного поляризационного базиса среды, заполненной гидрометеорами, относительно измерительного базиса, проводится определение погрешности в оценке величины данного параметра. Предложен подход для оценки точностных характеристик радиолокационного измерителя, основанный на использовании функциональной зависимости весового коэффициента матрицы рассеяния от дифференциального ослабления и дифференциального фазового сдвига. Особенностью предлагаемого подхода являются расчетные соотношения как для определения самой изменчивости величины дифференциальной радиолокационной отражаемости, так и для оценки погрешности ее измерения. Приводятся результаты расчетов величины дифференциальной радиолокационной отражаемости и погрешности в ее оценке. Полученные результаты анализируются.
Бесплатно
Трехмерное моделирование течения газа во впускной системе автомобиля "Формулы Студент"
Статья научная
«Формула Студент» - это международное соревнование по конструированию гоночных автомобилей для студентов университетов прикладных наук и технических университетов. Побеждает не та команда, которая создаст самый быстрый гоночный автомобиль, а группа, которая добивается наивысшего общего балла по конструированию, гоночным показателям. Например, расположение внутренних компонентов, прогнозирование аэродинамики системы впуска воздуха имеют решающее значение для оптимизации характеристик автомобиля на различных режимах работы. Система впуска воздуха состоит из впускного патрубка, дроссельной заслонки, ограничителя мощности (рестриктора), воздушной камеры и впускных каналов головки цилиндра. В статье рассматривается использование численного моделирования CFD при конструировании и оптимизации этих компонентов. Проиллюстрированы два основных шага, предпринимаемых для разработки конструкции воздушной камеры и сопоставления ее с длиной всасывающей трубы для оптимизации крутящего момента во всем диапазоне рабочих режимов. Также данная система впуска была оценена акустически и смоделирована с помощью 1-D газовой динамики с использованием программного обеспечения AVL Boost. Таким образом, перед созданием нового прототипа впускного коллектора проектировщик может сэкономить значительное количество времени и ресурсов. Результаты иллюстрируют улучшение качества протекания рабочего процесса двигателя при модификации его модели в AVL Boost.
Бесплатно
Тропосферные эффекты землетрясений в Туве, наблюдаемые с искусственных спутников Земли
Статья научная
В работе приведены результаты анализа параметров вертикальных профилей атмосферы по спутниковым данным над территорией, где произошли крупные сейсмически-активные события. Подробно представлены основные параметры анализируемых данных, кратко описаны основные характеристики землетрясений. Впервые выявлены тропосферные эффекты, проявляющиеся в преддверии крупных землетрясений, которые могут быть использованы для кратковременных прогнозов сейсмических событий.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена новая математическая модель с высокой степенью детализации описания изучаемых процессов. Проведены расчёты электролизёра Содерберга для модельной задачи, а также расчёты для многоанодного электролизёра. Для описания гидродинамики процесса электролиза используется система уравнений Навье-Стокса. Распределение электромагнитных полей описывается системой уравнений Максвелла. Рассматривается влияние распределения потенциала по аноду на МГД-стабильность электролиза, а также даётся сравнительный анализ численных экспериментов.
Бесплатно
Тяговые и топливно-экономические свойства автобусов, работающих на сжатом природном газе
Статья научная
Использование сжатого природного газа в качестве моторного топлива является наиболее доступным и современным решением энергоэкологических проблем автомобильного транспорта. Эксплуатация городских автобусов на сжатом природном газе способствует значительному снижению вредных воздействий на городскую окружающую среду. Известно, что тягово-скоростные, топливно-экономические и экологические свойства транспортных средств во многом зависят от эксплуатационных свойств используемого вида моторного топлива. В этой связи изучение сравнительных тягово-скоростных, топливно-экономических и экологических свойств транспортных средств может обосновать выбор того или другого типа (марки) городского автобуса, работающего на сжатом природном газе. В данной статье приведены результаты научных исследований тягово-скоростных, топливно-экономических и экологических свойств автобусов, работающих на сжатом природном газе.
Бесплатно
Угловое распределение отражательных характеристик агроценозов по наземным дистанционным измерениям
Статья научная
В статье представлены результаты исследования угловых спектрально-отражательных характеристик посевов сельскохозяйственных культур, полученные в полевых условиях оптическими дистанционными методами. Установлено, что в летний период вегетации основными факторами, влияющими на отражательную способность агроценозов, являются морфологические и физиологические параметры, архитектоника посева, высота Солнца h0 и угол визирования φ. Установлено, что минимум яркости посевов приходится на углы 25-30° относительно надира. При увеличении угла визирования проявляется эффект обратного блеска в красной и инфракрасной областях спектра. Это приводит к увеличению значений коэффициента спектральной яркости в этих областях. Установлено, что оптимальное время проведения измерений отражательных характеристик посевов агроценозов - период с 11 до 16 часов.
Бесплатно
Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии
Статья научная
Создание в зданиях производственных котельных небольших по мощности теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), обеспечивающих комбинированное производство электрической и тепловой энергии, позволяет повысить эффективность электроэнергетического производства. Сказанное в полной мере относится к стационарной энергетике железнодорожного транспорта. Однако из-за влияния однофазной и нелинейной тяговой нагрузки системы электроснабжения железных дорог (СЭЖД) переменного тока характеризуются пониженным качеством электроэнергии по отклонениям напряжений, несимметрии и гармоническим искажениям. Поэтому для обеспечения надежного функционирования генераторов мини-ТЭЦ требуется разработка специальных методов и средств, а также применение эффективных алгоритмов автоматического регулирования напряжения и частоты. Применение мини-ТЭЦ в системах электроснабжения позволяет эффективно регулировать напряжения и частоту в узлах нагрузки. Однако при этом возникает задача настройки автоматических регуляторов, предназначенных для управления возбуждением генераторов и частотой вращения турбин. Для ее решения могут эффективно использоваться прогностические алгоритмы, что позволяет ускорить процесс ввода в эксплуатацию мини-ТЭЦ. В статье приводится описание моделей самонастраивающихся прогностических регуляторов напряжения и частоты турбогенераторных установок, работающих в СЭЖД с двигательной нагрузкой. Результаты компьютерного моделирования показали, что применение таких регуляторов улучшает процессы регулирования параметров в переходных режимах; при этом дополнительно улучшается качество электроэнергии по несимметрии и несинусоидальности.
Бесплатно
Улучшение свойств серого чугуна кремнийдиоксид и углеродными наноструктурами
Статья научная
Повышение требований к эксплуатационным характеристикам в современной промышленности вынуждает использовать материалы, способные работать при повышенных нагрузках. Не стала исключением металлургическая отрасль, где производству все чаще требуются отливки из серого чугуна (СЧ) высоких марок. Улучшение свойств серого чугуна и сталей достигается только за счет эффективного легирования и модифицирования, позволяющего устранить дефекты, измельчить зерно. В настоящее время в промышленности используется свыше 500 действующих типов модификаторов, большинство из них многокомпонентные, количество различных добавок меняется от 2 до 15 компонентов. Очень часто основным компонентом является кремний - эффективный графитизатор и раскислитель. Добавки остальных компонентов служат для усиления эффекта модифицирования, повышения «живучести» модификаторов, а также для изменения формы включений графита в чугуне. Часто добавки для легирования представляют собой редкоземельные металлы и другие компоненты, значительно удорожающие конечный продукт. В настоящее время при высокой конкурентной составляющей требуется повышение эффективности модификаторов с учетом экономической составляющей. Для этого в данной работе проведено исследование влияния нанодобавок с повышенной химической активностью углерода и кремния. Рассмотрены теоретические аспекты модифицирования, основные сложности, не вписывающиеся в рамки теории зарождения центров кристаллизации. Произведено модифицирование чугуна тремя различными составами модификаторов, включающих в себя: - состав 1 - заменено 50 % стандартного металлургического графита на дисперсный графитизированный углерод с содержанием 0,20 % масс. углеродных многослойных нанотрубок; - состав 2 - наногранулы диоксида кремния (89-90 %) + аморфный углерод в разных концентрациях; - состав 3 - смесь составов 1 и 2 в пропорции 30 % на 70 %. Выплавка серого чугуна происходила в стандартном режиме плавки согласно действующей технологической инструкции. Разливка расплава производилась двумя способами: 1) заливка расплава на модификатор сверху; 2) «сандвич»-процесс. Действие модификатора оценивали с помощью испытаний прочности модифицированных образцовнаразрыв. Модификаторывсехсоставовпоказалиприроствременногосопротивления (HB). Испытанные образцы подверглись исследованию методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Приведено теоретическое обоснование эффективности использования дисперсных смесевых модификаторов.
Бесплатно
Улучшение теплофизических характеристик тепловых труб
Статья научная
Рассмотрена новая конструкция тепловых труб lkz увеличения максимально отводимого теплового потока. Приведена методика расчета максимально отводимой мощности. Рассмотрены варианты реализации высокоэффективных тепловых труб (ВТТ) с максимально отводимой мощностью. Показана возможность использовать их как высоконадежный элемент системы охлаждения военной и гражданской техники.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в мировой литературе начинает получать развитие применение ветроэнергетических установок с магнитной редукцией скорости. Особенности применения данных систем в сочетании с ветроэнергетической установкой позволяет решить вопрос ее сопряжения с электроэнергетической системой. Управляемая гибкая связь между турбиной и генератором дает возможность согласовать управление углом нагрузки синхронного генератора. В данной работе рассматривается разработанный контроллер, обеспечивающий комплексное управление ветровой турбиной с магнитным вариатором с переменным шагом угла заклинения лопасти и переменной скоростью вращения турбины ВЭУ. Перспективным направлением построения ветроэнергетических систем в настоящее время является применение электромагнитных вариаторов в составе ветроэнергетических установок. Исследованию электроэнергетических систем, в составе которых имеются ветроустановки с электромагнитными вариаторами, посвящена данная работа. Вариатор встраивается между ветровой турбиной и генератором вместо механического редуктора. Быстродействующее изменение вращающего момента электромагнитного вариатора позволяет удерживать частоту вращения генератора. Из-за присущей нелинейности ветровой турбины и вариатора был определен набор эксплуатационных и аварийных режимов, затем контроллер проектировался для каждой рабочей точки. Кроме того, аэродинамический момент и эффективная скорость ветра оцениваются онлайн и получается планируемый график переменной для реализации контроллера. Потенциал метода был проверен путем моделирования с помощью MATLAB/Simulink.
Бесплатно
Управление динамическим поведением протяженной балки посредством закреплений с учетом температуры
Статья научная
Динамическое поведение балочных конструкций при переменных нагрузках во многом определяется спектром их собственных частот изгибных колебаний, в котором обычно наиболее опасной является первая собственная частота. Изменение температуры закрепленной балки приводит к появлению продольной силы, которая смещает спектр собственных частот изгибных колебаний в опасную резонансную область и может даже привести к потере устойчивости при достижении ею критического значения. Эффективным способом управления динамическим поведением балки является обоснованный выбор системы опор, однако в известной литературе практически не рассматривается такой проектный подход. В данной работе предлагается методика обоснованного выбора схемы закрепления для прямолинейных многоопорных балок с целью обеспечения заданных значений первой частоты собственных изгибных колебаний и первой критической нагрузки от действия осевой силы, вызванной изменением температуры балки. Методика основана на известных положениях теории колебаний балок, теории устойчивости по Эйлеру и использует в качестве критерия выбора схемы закрепления коэффициенты опор, которые предварительно нормируются для достижения сопоставимых значений. Выбранная схема обеспечивает заданное значение первой собственной частоты колебаний, величину первой критической температуры или одновременно оба условия работоспособности. Согласно разработанной методике выполнены сравнительные расчеты прямого трубопровода методом конечных элементов для балочной и оболочечной моделей, которые показали хорошую сходимость результатов по всем контролируемым параметрам. Предложенный подход может быть использован при проектировании конструкций протяженных балочных конструкций для управления любой их собственной частоты спектра колебаний и критической силы (или температуры) посредством обоснованного выбора соответствующей системы опор.
Бесплатно
