Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института

Все статьи: 1123

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 выявления аномальных движений людей на видеозаписях без предварительного обучения

Метод выявления аномальных движений людей на видеозаписях без предварительного обучения

Воробьев Н.Д.

Статья научная

В данной статье представлен метод автоматического выявления аномальных движений человека на видеозаписях без предварительного обучения. Предлагаемый подход включает предобработку входных данных, сегментацию движения с использованием алгоритма PELT и кластеризацию сегментов методом DBSCAN. В качестве входного датасета используется набор данных подготовленных с помощью нейросетевых детекторов. Автоматический подбор параметров кластеризации с применением метода локтя позволяет разделить типичные и аномальные паттерны. Результаты экспериментов, проведённых на наборе данных MOT-17, демонстрируют возможность выделения аномальных движений даже при наличии шумов и пропусков. Оценочные метрики (индекс Калински -– Харабаша, индекс Дэвиса – Болдина и коэффициент силуэта) свидетельствуют о приемлемом качестве кластеризации, что подтверждает перспективность предлагаемого метода для применения в системах видеонаблюдения.

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 измерения частоты максимального согласования радиочастотной метки с помощью векторного анализатора цепей и разработанных калибровочных и измерительных плат

Метод измерения частоты максимального согласования радиочастотной метки с помощью векторного анализатора цепей и разработанных калибровочных и измерительных плат

Эпов И.В., Резник А.Ю., Соболев А.С.

Статья научная

Разработаны калибровочные и измерительная платы, выполненные в виде специальной микрополосковой линии передач, волновое сопротивление которой составляет 50 Ом. Каждая плата имеет соединение с гнездом «SMA-female» (сопротивление 50 Ом) для возможности подключения к измерительному устройству. Калибровочные платы представлены в трех видах: в первой плате электрическое соединение между проводниками линии передач отсутствует (режим холостого хода), во второй плате проводники линии передач на ее конце соединены проводящей полоской из меди методом пайки (режим короткого замыкания), в последнем случае электроды соединяются через резистор номиналом 50 Ом (режим нагрузки). Измерительная плата рассчитана на подключение к измерительному устройству, например, к векторному анализатору цепей. Предлагаемая конструкция плат может быть применима для измерения входного импеданса антенн различных форм или RFID-чипов с помощью векторного анализатора цепей.

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 порождения графов с контролем статистических свойств

Метод порождения графов с контролем статистических свойств

Бишук А.Ю., Зухба А.В.

Статья научная

В работе предлагается метод условного порождения графов, учитывающий статистические характеристики графов. Данные характирстики разделяются на две группы. Первая группа, называемая простыми статистиками, может быть вычислена эффективными детерминированными алгоритмами со сложностью не более квадратичной от числа вершин. Такое разделение диктуется дороговизной использования вычислительно сложных алгоритмов на графах, по размеру приближенных к реальным. Вторая группа характеристик порождается в скрытом пространстве и отвечает за закономерности графа, которые невозможно описать «простыми статистиками». Этот подход позволяет порождать графы с точно заданными статистическими характеристиками, при этом сохраняя их разнообразие. Более того, данный метод может быть применен для порождения графов, имеющих схожую структуру с исходным. Работоспособность предложенного метода подтверждается вычислительным экспериментом, проведенном на датасетах Citeseer и Cora.

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

Журнал