Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института

Все статьи: 1049

Математическое моделирование трещин в твердых деформируемых телах с использованием гексаэдральных сеток

Математическое моделирование трещин в твердых деформируемых телах с использованием гексаэдральных сеток

Григорьевых Д.П., Хохлов Н.И., Петров И.Б.

Статья научная

Рассматриваются возможности моделирования трещин и неоднородностей в твердых деформируемых телах при использовании сеточно-характеристического метода на одной лагранжевой гексаэдральной сетке. Рассматриваются задачи прохождения упругих волн через постоянные флюидо-и газонасыщенные трещины и неоднородности, а также процессы образования новых трещин. За основу модели образования трещин взята широко известная модель Майчена-Сака.

Бесплатно

Межгосударственные инициативы в области профессионального образования и повышения квалификации: состояние и перспективы

Межгосударственные инициативы в области профессионального образования и повышения квалификации: состояние и перспективы

Краснова Г.А.

Статья научная

Статья посвящена межгосударственному сотрудничеству в области профессионального образования и повышения квалификации стран Европы, Азиатско-Тихоокеанского региона и БРИКС, которое стало следствием процессов регионализации мировой экономики и которое оказывает существенное влияние на мировой и региональный рынок труда.

Бесплатно

Междисциплинарный аспект в проектировании дистанционной образовательной системы

Междисциплинарный аспект в проектировании дистанционной образовательной системы

Лунев Ю.А., Хачатуров Л.А., Мороз Н.Н.

Статья научная

Рассматриваются возможности использования междисциплинарного подхода в разработке дистанционных образовательных систем. Выявлены закономерности влияния на эффективность обучения таких психологических факторов, как функциональные и дисфункциональные состояния, фазы освоения знаний и разработаны соответствующие математические модели управления образовательным процессом. Сформулированы требования для разработчиков дистанционных образовательных систем по стимулированию функциональных состояний учащихся, улучшению функции затрат учащихся, созданию аттрактивности учебного процесса, учету особенностей фаз освоения знаний.

Бесплатно

Меры на бесконечномерных пространствах, инвариантные относительно сдвигов

Меры на бесконечномерных пространствах, инвариантные относительно сдвигов

Сакбаев В.Ж.

Статья научная

Изучаются меры на банаховых пространствах 𝑙2 и 𝑙∞, инвариантные относительно сдвигов на произвольные векторы из рассматриваемого банахова пространства. В статье построен конечно-аддитивный аналог меры Лебега - неотрицательная конечноаддитивная мера 𝜆, определенная на минимальном кольце подмножеств бесконечномерного банахова пространства, содержащем все измеримые бесконечномерные прямоугольники (произведения длин сторон которых сходятся), и являющаяся инвариантной относительно сдвигов на произвольный вектор банахова пространства. Показано, что поскольку группа сдвигов на векторы пространства 𝑙∞ шире группы сдвигов на векторы пространства 𝑙2, то множество инвариантных мер на пространстве 𝑙2 шире множества инвариантных мер на пространстве 𝑙∞. Кроме того, показано, что применение процедуры продолжения Каратеодори-Лебега к рассматриваемой конечно-аддитивной мере на пространстве 𝑙∞ (см. [1]) порождает счетно-аддитивную меру, не совпадающую с исходной конечно-аддитивной мерой.

Бесплатно

Метод высокоточного сравнения изотопического состава СО2 в образцах выдыхаемого воздуха на основе лазерного спектрального анализа

Метод высокоточного сравнения изотопического состава СО2 в образцах выдыхаемого воздуха на основе лазерного спектрального анализа

Коваль Андрей Васильевич, Степанов Евгений Валерьевич

Статья научная

Предложен метод сравнения изотопного состава проб выдыхаемого воздуха, основанный на использовании лазерного спектрального анализа и позволяющий с высокой точностью детектировать диагностически значимые изменения относительных концентраций 13СО2/12СО2 в выдыхаемом воздухе при проведении изотопических дыхательных тестов. На основе компьютерного моделирования алгоритма обработки спектральных данных исследовано влияние шумов на результаты анализа, определены наилучшие для анализа спектральные области и предложены способы устранения помех различного происхождения.

Бесплатно

Метод емкостей в моделировании движения ионных ансамблей в ионных ловушках и системах транспорта ионов с электродами произвольной формы

Метод емкостей в моделировании движения ионных ансамблей в ионных ловушках и системах транспорта ионов с электродами произвольной формы

Рюмин П.А., Болдин И.А., Автономов Д.М., Николаев Е.Н.

Статья научная

Для вычисления электрического поля, действующего на индивидуальную заряжен- ную частицу cо стороны других ионов, электродов и зарядов изображений в ион- ных ловушках и устройствах транспорта ионов с электродами произвольной формы в масс-спектрометрических устройствах используется метод ёмкостей. Метод заклю- чается в замене реальных электродов, на поверхностях которых наводятся заряды изображения зарядами внутри области, ёмкостями бесконечно малого размера, на ко- торые помещаются заряды таким образом, чтобы сделать поверхности электродов эквипотенциальными. Было промоделировано движение облаков ионов внутри ло- вушки Кингдона (Орбитрэп) с использованием метода ёмкостей в рамках метода частицы в ячейке при количестве емкостей на поверхностях электродов 1600.

Бесплатно

Метод локализованного синтеза высокоориентированных углеродных нанотрубок для применения в вакуумной микроэлектронике

Метод локализованного синтеза высокоориентированных углеродных нанотрубок для применения в вакуумной микроэлектронике

Батурин Андрей Сергеевич, Кузин Артур Азатович, Лейченко Александр Сергеевич, Негров Дмитрий Владимирович, Стариков Павел Александрович

Статья научная

Рассматривается задача локализованного синтеза высокоориентированных углеродных нанотрубок на подложке методом химического газофазного осаждения, усиленного плазмой. Исследуется зависимость характеристик полученных массивов от параметров роста, локальные автоэмиссионные характеристики методом локального зондирования и характеристики полученных массивов в микродиоде.

Бесплатно

Метод нахождения приближенного решения задачи многочастотной акустооптической дифракции

Метод нахождения приближенного решения задачи многочастотной акустооптической дифракции

Захарченко Сергей Владимирович, Батурин Андрей Сергеевич

Статья научная

Многочастотная дифракция хорошо описывается при помощи системы связанных уравнений, однако выражение решения такой системы в явном виде связана с рядом осложнений. В данной работе рассматривается подход к описанию многочастотной дифракции, позволяющий получить решение в общем виде, которое в дальнейшем может использоваться для решения обратной задачи - получения фурье-образа акустического сигнала, необходимого для требуемого распределения интенсивностей в дифракционном поле.

Бесплатно

Метод нахождения состояний гонки в потоках, работающих на разделяемой памяти

Метод нахождения состояний гонки в потоках, работающих на разделяемой памяти

Кудрин М.Ю., Прокопенко А.С., Тормасов А.Г.

Статья

Бесплатно

Метод обобщенных источников в трехмерном сопряженном пространстве

Метод обобщенных источников в трехмерном сопряженном пространстве

Щербаков Алексей Александрович, Васильев Александр Юрьевич, Тищенко Александр Валентинович

Статья научная

Метод обобщенных источников точного решения задач рассеяния и дифракции электромагнитных волн сформулирован для базисного решения в виде функции Грина однородной изотропной среды в трехмерном фурье-пространстве. Получены уравне- ния, позволяющие сформулировать численный метод, сложность которого линейна по числу узлов расчетной сетки. Обсуждаются возможные применения метода. множителем exp(−𝑖𝜔𝑡) можно свести к уравнению Гельмгольца для электрического поля E(r), решение которого записывается в виде интегрального уравнения [6]: E(𝑟) = E𝑖𝑛𝑐(r) + 𝑖𝜔𝜇0 ′ (︀ r − r′ )︀ J (︀ r′ )︀ ′ (3) с тензорной функцией Грина (r − r′) = [︀ ^1 + (1/𝑘𝑏)∇∇ ]︀ (r − r′). Здесь = 𝜔√𝜀𝑏𝜇0 - волновое число волн в однородном пространстве, окружающем рассматриваемый объем, а скалярная функция Грина записывается как (︀ r − r′ )︀ = exp(𝑖𝑘𝑏 |r − r′|) 4𝜋 |r − r′|. (4) Рассмотрим уравнение (3) в трехмерном фурье-пространстве, а именно: получим на ос- новании (3) уравнение для фурье-гармоник электрического поля (r), где = 𝑥, 𝑦, 𝑧, а волновой вектор фурье-гармоник k = (𝑘𝑥, 𝑘𝑦, 𝑘𝑧). На основании = 1 (2𝜋)3 (r) exp (−𝑖kr) (5) имеем = + 𝑖𝜔𝜇0 exp (−𝑖kr) ′ [︂ + 1 (∇∇)𝛼𝛽 ]︂ (︀ r − r′ )︀ (︀ r′ )︀ ′ = = + 𝑖𝜔𝜇0 ′ (𝑘𝑏𝛿𝛼𝛽 − 𝑘𝛼𝑘𝛽) exp (︀ −𝑖kr′ )︀ (𝑘) (︀ 𝑟′ )︀ ′. (6) Фурье-образ функции Грина (4) есть [6] (𝑘) = 1 𝑘2 − 𝑘2 + (︀ 𝑘2 − 𝑘2 )︀, (7) где символ P обозначает интеграл в смысле главного значения. Подставляя (7) в (6), по- лучаем = + 𝑖𝜔𝜇0 (𝑘𝑏𝛿𝛼𝛽 − 𝑘𝛼𝑘𝛽) [︂ 1 𝑘2 − 𝑘2 + (︀ 𝑘2 − 𝑘2 )︀]︂ 𝐽𝛽𝑘. (8) Уравнение (8) есть базисное решение ℵ метода обобщенных источников для произвольного распределения источников. Неявное уравнение в трехмерном сопряженном пространстве Имея уравнение (8) в качестве базисного решения, можно перейти ко второму шагу метода обобщенных источников и подставить токи вида (1) в (8). На этом этапе необходи- мо рассмотреть два случая: когда 𝜀(r) есть непрерывная функция координат и когда эта функция имеет поверхности разрыва, соответствующие границе раздела различных сред. Такая необходимость возникает в связи с невозможностью определить произведение обоб- щенных функций, имеющих общие точки разрыва, возникающего во втором случае для тангенциальных к границе разрыва компонент электрического поля (подробное описание аналогичного случая приведено в [5]). Когда функция 𝜀(r) непрерывна, можно перейти к фурье-представлению (1), так что J𝑘 = −𝑖𝜔𝜀𝑏 [(𝜀/𝜀𝑏 − 1) * E]𝑘, (9) где в правой части стоит свертка фурье-образов соответствующих функций, обозначенная символом «*». Тогда, подставляя (9) в (8), приходим к неявному уравнению для фурье- гармоник компонент электрического поля: = + (𝑘𝑏𝛿𝛼𝛽 − 𝑘𝛼𝑘𝛽) [︂ 1 𝑘2 − 𝑘2 + (︀ 𝑘2 − 𝑘2 )︀]︂ [︂ Δ𝜀 ]︂ 𝑘𝑘′ * 𝐸𝛽𝑘′, (10)

Бесплатно

Метод оценки погрешностей округления решений задач вычислительной математики в арифметике с плавающей запятой, основанный на сравнении решений с изменяемой длиной мантиссы машинного числа

Метод оценки погрешностей округления решений задач вычислительной математики в арифметике с плавающей запятой, основанный на сравнении решений с изменяемой длиной мантиссы машинного числа

Бирюков А.Г., Гриневич А.И.

Статья научная

Статья посвящена вопросам анализа погрешностей округления решений задач вычислительной математики на ЭВМ в арифметике с плавающей запятой и переменной длиной мантиссы машинного числа. Предложен метод оценки погрешностей округления, основанный на сравнении решений с различной длиной мантисс, сформулированы правила достижения требуемой точности.

Бесплатно

Метод повышения помехозащищённости навигационного сигнала спутниковой радионавигационной системы

Метод повышения помехозащищённости навигационного сигнала спутниковой радионавигационной системы

Орл Д.В., Жук А.П.

Статья научная

В статье представлен метод повышения помехозащищённости навигационного сигнала спутниковой радионавигационной системы на основе повышения его структурной скрытности, за счёт стохастического использования увеличенного количества систем квазиортогональных кодовых последовательностей, получаемых путем функциональных преобразований псевдослучайных аргументов.

Бесплатно

Метод повышения эффективности голосового управления на основе комплементарной множественной декомпозиции на эмпирические моды

Метод повышения эффективности голосового управления на основе комплементарной множественной декомпозиции на эмпирические моды

Алимурадов А.К., Тычков А.Ю., Зарецкий А.П., Кулешов А.П., Чураков П.П., Квитка Ю.С.

Статья научная

Низкая точность распознавания речевых команд является одной из основных про- блем практической реализации систем голосового управления (СГУ). Это связано с ис- пользованием неэффективных и неадаптивных методов обработки речевых сигналов. В данной статье предложен усовершенствованный алгоритм распознавания речевых команд с использованием адаптивной технологии обработки - комплементарной мно- жественной декомпозиции на эмпирические моды (КМДЭМ). Представлена блок-схема и подробное математическое описание основных блоков алгоритма. Суть предложен- ного алгоритма заключается в выделении из исходного речевого сигнала информации об уникальных свойствах голоса. Результаты экспериментального исследования пред- ложенного алгоритма демонстрируют повышение точности распознавания речевых ко- манд и эффективности голосового управления по сравнению с известными аналогами«RWTH ASR», «Julius» и «CMU Sphinx».

Бесплатно

Метод построения определяющих соотношений для текучих анизотропных нелинейно упругих тел

Метод построения определяющих соотношений для текучих анизотропных нелинейно упругих тел

Губаев К.В.

Статья научная

Предлагается простой и эффективный метод построения определяющих соотношений для материалов, сочетающих в себе свойства текучести и анизотропии (иначе называемых жидкими кристаллами). Работа основана на теории определяющих соотношений Нолла и на применяемой в ней классификации материалов по присущим им группам равноправности. Текучие анизотропные материалы (ТАМ) не являются твердыми телами, но при этом не являются и жидкими (т.е. группа равноправности состоит не только из поворотов, но при этом содержит не все преобразования, сохраняющие объем). В предлагаемом методе любые исходные определяющие соотношения для твердых нелинейно упругих материалов преобразуются в нелинейно-упругие соотношения с заданной группой равноправности, в качестве которой может быть взята любая группа, соответствующая определению ТАМ. Дано строгое математическое обоснование метода. В качестве иллюстрации метода для двух различных групп равноправности построены определяющие соотношения ТАМ.

Бесплатно

Метод расчета дисперсионных кривых, волновых полей и упругих параметров среды в скважинах с радиально- неоднородной зоной нарушения

Метод расчета дисперсионных кривых, волновых полей и упругих параметров среды в скважинах с радиально- неоднородной зоной нарушения

Сыресин Денис Евгеньевич, Жарников Тимур Вячеславович, Петров Игорь Борисович

Статья научная

Радиальная неоднородность упругих свойств горной породы вблизи стенки сква- жины, возникающая вследствие бурения, тектонических напряжений или других фак- торов, значительно влияет на дисперсионные свойства собственных мод. Данная рабо- та посвящена изучению такого влияния на дисперсионную кривую изгибной моды и соответствующие этой моде радиальные профили компонент тензоров смещений и на- пряжений. Кроме того, предлагается метод расчета упругих свойств зоны нарушения на основании анализа дисперсионных кривых мод волновода. Возможности предложен- ных методов проиллюстрированы на примере расчета дисперсионных кривых изгибной дипольной моды и профиля медленности поперечной волны для модели скважины с различными радиально-неоднородными зонами нарушения.

Бесплатно

Метод расчета профилей распределения пористости и объемных долей материалов в пористой среде с помощью анализа данных рентгеновской микротомографии

Метод расчета профилей распределения пористости и объемных долей материалов в пористой среде с помощью анализа данных рентгеновской микротомографии

Рыжиков Н.И., Михайлов Д.Н., Шако В.В.

Статья научная

В статье предложен новый метод расчета профилей распределения пористости и объемных долей материалов в пористой среде, основанный на анализе формы гистограмм отдельных сечений трехмерного изображения рентгеновской компьютерной микротомографии. В отличие от широко используемого метода установления порога, доля различных веществ в образце вычисляется без задания какого-либо априорного отсечения. Представлены расчеты профилей пористости и концентрации слагающих минералов для двух различных искусственных пористых образцов. Полученные результаты хорошо согласуются с макроскопическими параметрами исследуемых образцов и расчетами, выполненными с помощью коммерческого программного пакета CTAn. На примере исследования образца после закачки слабоконцентрированного глинистого раствора, показано, что разработанный метод применим для анализа распределения веществ малой концентрации.

Бесплатно

Метод решения дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами в виде функции Хевисайда

Метод решения дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами в виде функции Хевисайда

Гук К.О., Мыльцина О.А.

Статья научная

Рассмотрен метод решения определенного типа дифференциального уравнения, содержащего переменные коэффициенты в виде функции Хевисайда. В качестве примера приведено решение задачи о безмоментном состоянии оболочки, состоящей из гладко сопряженных между собой сферы-цилиндра-сферы, находящейся под действием внутреннего давления.Для композиции получим обобщенный радиус-вектор, компоненты метрического тензора, главные кривизны. Система дифференциальных уравнений для усилий T11, T22 и T12 сводится к дифференциальному уравнению I-го порядка для T11 с коэффициентами в виде функций Хевисайда. Получено аналитическое решение системы и построены графики усилий T11 и T22.

Бесплатно

Журнал