Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института

Все статьи: 1049

Применение методов глубокого обучения для анализа флуктуаций напряжения литий-ионных источников тока

Применение методов глубокого обучения для анализа флуктуаций напряжения литий-ионных источников тока

Попов Л.Т., Мозговой Н. А., Сущеня Г. Н., Пиджаков В. А., Ульянов С. А.

Статья научная

Рассматриваются подходы к улучшению метода контроля состояния литий-ионных источников тока по шумам их напряжения при помощи численных методов и алгоритмов в виде комплексов проблемно-ориентированных программ. Для этого проведено измерение электрических параметров литий-ионных источников тока в различных режимах работы. Методами математической обработки данных решена задача разделения сигнал-шум. Проведен анализ стохастического состава шумов источников тока при помощи кластеризации. На основе полученных данных о флуктуациях напряжения обучена нейронная сеть, определяющая зарядовое состояние элемента по выделенным шумам. Показана эффективность использования слоев с долгой краткосрочной памятью для решения данной задачи.

Бесплатно

Применение методов кластеризации узлов на графах с разреженными матрицами смежности в задачах логистики

Применение методов кластеризации узлов на графах с разреженными матрицами смежности в задачах логистики

Солнцева М.О., Кухаренко Б.Г.

Статья научная

Рассматривается решение задачи оптимального расположения логистических центров в сети поставок на графе транспортной сети с помощью различных алгоритмов кластеризации. Разбиение узлов транспортной сети на кластеры выполняется после предварительного анализа данных, представляемых сильно разреженной матрицей смежности графа этой сети. В качестве альтернативного подхода к кластеризации узлов на графе рассматриваются процедуры построения и усечения минимального дерева Штейнера.

Бесплатно

Применение методов критериев оптимальности и последовательного квадратичного программирования для решения задачи минимизации веса конструкции

Применение методов критериев оптимальности и последовательного квадратичного программирования для решения задачи минимизации веса конструкции

Чедрик В.В., Аркар Пхио

Статья научная

Проведены численные исследования по оптимизации конструкций с использованием одного из наиболее развитых алгоритмов последовательного квадратичного программирования. Разработано программное обеспечение оптимизации конструкций, включающего различные типы функциональных ограничений и проектных параметров. Показано, что метод последовательного квадратичного программирования может быть эффективно использован в задачах многодисциплинарного проектирования при наличии достаточно большого количества проектных параметров.

Бесплатно

Применение методов статистического анализа для решения задачи оценки влияния различных факторов на риск выкатывания самолета со взлетно-посадочной полосы при посадке

Применение методов статистического анализа для решения задачи оценки влияния различных факторов на риск выкатывания самолета со взлетно-посадочной полосы при посадке

Стрелков В.В., Хайруллин Н.Г., Бутырин О.А.

Статья научная

Работа связана с решением актуальной проблемы из области безопасности полетов, а именно с предотвращением выкатывания самолета со взлетно-посадочной полосы (ВПП) при посадке. Целью работы является оценка значимости внешних факторов риска и выявление предпосылок к выкатыванию самолета с ВПП на основании анализа текущих параметров полета и другой доступной информации. Предметом исследования являются фактические данные о посадках пассажирского самолета и архивы METAR с информацией о погоде и состоянии ВПП.

Бесплатно

Применение моделей с марковcким переключением для моделирования номинального обменного курса рубля к доллару США

Применение моделей с марковcким переключением для моделирования номинального обменного курса рубля к доллару США

Горская Е.В., Куликов А.В., Бедин А.Ф.

Статья научная

В настоящей работе представлено исследование зависимости номинального обменного курса рубля к доллару от цены на нефть при помощи модели коррекции ошибок с марковскими переключениями режимов и индексов потребительских цен и цен производителей. Показано, что для номинального обменного курса в течение 2003-2019 годов можно выделить два разных режима: с высокой и низкой скоростью реверсии для стремления процесса номинального обменного курса рубля к долгосрочному равновесию в ответ на нефтяные шоки. В ходе исследования на основе информационных критериев выявлена оптимальная марковская модель. Не отвергается гипотеза о равном тренде для двух указанных режимов. В последнее время преобладает первый режим, в котором зависимость обменного курса от нефтяных цен ниже, а время сходимости к долгосрочному равновесию больше. Рассмотрено поведение модели в 2020 году и выявлено, что, несмотря на существенное падение цены на нефть в марте-апреле 2020 года, обменный курс с большой вероятностью находится в первом режиме с низкой скоростью реверсии в отличие от, например, ситуации в 2014 году.

Бесплатно

Применение нейронных сетей для определения аэродинамических характеристик малых космических аппаратов

Применение нейронных сетей для определения аэродинамических характеристик малых космических аппаратов

Дорофеев Ф.Е., Дорофеев Е.А.

Статья научная

Показана возможность применения искусственных нейронных сетей для моделирования аэродинамических характеристик малых космических аппаратов, движущихся на околоземной орбите и испытывающих воздействие потока молекул разреженной атмосферы. Разработанные нейронные сети позволяют определять как интегральные характеристики аппарата, такие как максимальный момент относительно выбранной оси, так и аэродинамические характеристики (Cx, Mx, My, Mz) заданного аппарата, как функции его ориентации относительно потока.

Бесплатно

Применение оптико-электронной аппаратуры космических аппаратов для предварительного определения параметров орбит околоземных объектов

Применение оптико-электронной аппаратуры космических аппаратов для предварительного определения параметров орбит околоземных объектов

Трещалин Андрей Петрович

Статья научная

Рассматривается задача предварительного определения орбиты космического объекта (например, космический мусор) с помощью аппаратуры, установленной на борту космического аппарата, находящегося на околоземной орбите. Необходимые начальные данные могут быть получены с приборов, входящих в систему навигации и ориентации большинства современных космических аппаратов - приемника системы глобального позиционирования (ГЛОНАСС, GPS) и звездного датчика. Разработана модель системы и с ее помощью получены оценки достижимой точности предварительного определения параметров орбиты объекта при реально достижимой точности исходных данных.

Бесплатно

Применение радиопередатчиков на основе сверх- широкополосных хаотических радиоимпульсов для решения задачи позиционирования

Применение радиопередатчиков на основе сверх- широкополосных хаотических радиоимпульсов для решения задачи позиционирования

Дмитриев Юрий Александрович, Клецов Андрей Владимирович

Статья научная

Рассматривается задача позиционирования с помощью сверхширокополосных ха- отических радиоимпульсов. Предлагается и исследуется метод определения разности времен прихода сигнала на основе кросскорреляционной функции огибающей хаотиче- ских радиоимпульсов. Показывается, что такой подход обеспечивает точность оценки разности времен прихода, пропорциональную полосе частот огибающей радиоимпульса. Устойчивость метода по отношению к шумам растет с увеличением базы хаотического радиоимпульса.

Бесплатно

Применение сетей Петри для диагностирования проблем синхронизации в вычислительных системах с общей памятью

Применение сетей Петри для диагностирования проблем синхронизации в вычислительных системах с общей памятью

Бабичев Сергей Леонидович, Коньков Константин Алексеевич, Коньков Александр Константинович

Статья научная

Рассматриваются аспекты, связанные с применением сетей Петри для обнаружения проблем синхронизации в параллельных программах, использующих общую память. Приводятся схемы преобразования основных примитивов синхронизации в модель сети Петри, рассматриваются механизм сифонов для определения активности сети Петри, а также сведение решения задачи об отсутствии тупиков в сети Петри в задачу мате- матического программирования.

Бесплатно

Применение сеточно-характеристического метода для моделирования распространения упругих волн в геологических средах с наличием трещин с использованием наложенных сеток

Применение сеточно-характеристического метода для моделирования распространения упругих волн в геологических средах с наличием трещин с использованием наложенных сеток

Митьковец И.А.

Статья научная

Исследование зон геологических разломов важно для определения запасов нефти и газа в месторождениях. Для моделирования рассеяния волн в зонах трещиноватости используют численные методы на структурированных вычислительных сетках для оптимизации вычислительных ресурсов. Однако эти методы позволяют рассчитать рассеяние волн на трещинах только в направлении координатных осей. Чтобы моделировать более реалистичные трещиноватые поля, используют численные методы на неструктурированных вычислительных сетках или структурированных криволинейных вычислительных сетках, требующих больших вычислительных мощностей и важных при решении обратных задач. В данной работе предлагается численный метод с использованием наложенных сеток, где расчеты проводятся на структурированных регулярных вычислительных сетках с наложенными сетками, повернутыми вдоль трещин. Основным фактором является аналитическое задание якобиана вращения объектов, описывающих трещину, и малый локальный размер наложенных вычислительных сеток для экономии вычислительных ресурсов.

Бесплатно

Применение схем расщепления потока ROE и AUSM в задачах сверхзвуковой аэродинамики

Применение схем расщепления потока ROE и AUSM в задачах сверхзвуковой аэродинамики

Рахманин Д. А.

Статья научная

В рамках верификации программного пакета ANSYS FLUENT (лицензия ЦАГИ №501024) рассмотрена задача о распаде произвольного разрыва параметров невязкого одномерного газового потока в нестационарной постановке, проведено сравнение с точным аналитическим решением. Рассмотрены две схемы дискретизации конвективных потоков, а именно ROE FDS (Roe Flux--Difference Splitting Scheme) и AUSM (Advection Upstream Splitting Method). Выполнена оценка влияния порядка пространственной аппроксимации на точность и устойчивость численного решения, в том числе с использованием MUSCL (Monotone Upstream--Centered Schemes for Conservations Laws) подхода. С учётом того, что номинальный порядок аппроксимации может достигаться только в неразрывных решениях, а в местах разрывов точность снижается, согласно сделанным оценкам, сеточный порядок точности, полученный в данной работе, не превышает 1.5. Выполнен сопоставительный анализ работоспособности рассмотренных схем в задаче практической аэродинамики, а именно: сверхзвукового обтекания плоского воздухозаборного устройства (ВЗУ) при числе Маха Мто = 2.41. Показано, что в расчётном пакете ANSYS FLUENT целесообразно использовать схему ROE со вторым порядком аппроксимации, так как затрачиваемое время на расчет на 5-9 % меньше по сравнению со схемой AUSM второго и третьего порядков аппроксимации при одинаковом уровне погрешности численного решения.

Бесплатно

Применение технологий параллельного программирования для систем с общей памятью при решении гиперболических систем уравнений

Применение технологий параллельного программирования для систем с общей памятью при решении гиперболических систем уравнений

Иванов А.М., Хохлов Н.И.

Статья научная

Рассматривается применение технологий параллельного программирования OpenMP и POSIX Threads для решения гиперболических систем уравнений. Данные технологии предназначены для систем с общей памятью. Кроме этого, рассматривается увеличение производительности при использовании векторных инструкциий процессора. Решается задача распространения динамических волновых возмущений в геологической среде в упругой постановке в двумерном случае. Для численного решения используется сеточно-характеристический метод. Исследуется влияние привязки потоков к определенным ядрам процессора в NUMA-системах.

Бесплатно

Применение формул Галкина для исследования эффекта смены знака коэффициента подъемной силы осесимметричных тел

Применение формул Галкина для исследования эффекта смены знака коэффициента подъемной силы осесимметричных тел

Дорофеев Ф. Е., Дорофеев Е.А.

Статья научная

Для тела вращения со степенной образующей исследовался эффект изменения знака подъемной силы, при котором подъемная сила становится отрицательной для интервала углов атаки [0, п/2], при удлинениях тела меньше некоторого критического. Этот эффект проявляется как для свободномолекулярного потока, так и в случае высокоскоростных течений газа при любых числах Кнудсена. Для исследования эффекта используется метод вычисления аэродинамических сил, основанный на гипотезе локальности с помощью квадратурных формул для осесимметричных тел. Вычислено критическое удлинение степенного тела вращения в зависимости от степени образующей в широком диапазоне чисел Рейнольдса и для разных температурных факторов. Проведено сравнение результатов с результатами численного суммирования по триангуляциям тел. Результаты, полученные в данной работе, могут иметь практическое применение при создания летательных аппаратов в области авиакосмической промышленности.

Бесплатно

Принципы проектирования сетевых протоколов распределения ключей для квантовых сетей

Принципы проектирования сетевых протоколов распределения ключей для квантовых сетей

Уривский А. В.

Статья научная

В работе рассматриваются вопросы проектирования протоколов выработки общих ключей в квантовых сетях на основе доверенных промежуточных узлов. Невозможность на практике выработки в таких сетях квантовых ключей для произвольных пар абонентов определяет необходимость к переходу к так называемым квантовозащищенным ключам. Базовый протокол для выработки квантовозащищенных ключей - защищённая передача случайных ключевых компонент, из которых с помощью подходящей функции выработки формируется итоговый общий ключ, причём защита при передаче реализуется с использованием квантовых ключей, доступных на каждом сегменте пути передачи ключевых компонент. Для борьбы с дополнительными угрозами базовый протокол симметризуется, обеспечивая равноправное участие в протоколе обоих абонентов. Повышение надежности реализуется путём процесса гибридизации итогового общего ключа, при котором в выработке участвуют не только компоненты, переданные под защитой квантовых ключей, но и переданные с помощью альтернативных каналов, не использующих квантовые ключи.

Бесплатно

Принципы создания легких металло-композитных стыковочных узлов на основе механических метаматериалов для перспективных авиаконструкций

Принципы создания легких металло-композитных стыковочных узлов на основе механических метаматериалов для перспективных авиаконструкций

Кондаков И.О., Шаныгин А.Н., Марескин И.В., Ведерников Д.В., Кудров М.А.

Статья научная

Рассмотрена актуальная тема разработки «гибридных» конструктивно-силовых схем, в которых используются как металлические, так и композиционные отсеки кон- струкции планера. Исследования, проведенные в данной работе, посвящены поиску ре- шения задачи снижения веса металло-композитного соединения путем создания рацио- нальных силовых структур для металлических частей стыка, позволяющих гармонизо- вать локальные жесткостные свойства металлической и композитной частей металло- композитного стыка. В результате исследований был предложен ряд эффективных по весу конструктивных решений для композитных конструкций отсеков на основе сетча- тых и рамных конструктивно-силовых схем.

Бесплатно

Приоритеты инновационного развития: конкурентное преимущество и общие интересы

Приоритеты инновационного развития: конкурентное преимущество и общие интересы

Клочков В.В., Болбот Е.А.

Статья научная

С помощью упрощенных экономико-математических моделей проводится сравнительный анализ стимулов к совершенствованию собственных технологий предприятий и к улучше- нию общих условий (например, к повышению доступности общих ресурсов). Выявлены усло- вия осознания общих интересов конкурирующими участниками инновационного развития. Даны рекомендации в области государственного регулирования инновационного развития.

Бесплатно

Пристенная модель переноса напряжений Рейнольдса на основе данных прямого численного моделирования

Пристенная модель переноса напряжений Рейнольдса на основе данных прямого численного моделирования

Усов Л.А.

Статья научная

Решается задача калибровки модели тройных корреляций скорости из состава дифференциальной модели для напряжений Рейнольдса на основе данных прямого численного моделирования (DNS) развитого турбулентного течения в канале. С использованием известных моделей тройных корреляций составляется тензорный базис. На основе изучения корреляции векторов тензорного базиса и вектора турбулентного переноса выделяются три калибровочные области. Предлагается процедура модификации коэффициентов модели для уменьшения их зависимости от числа Рейнольдса. Проводится сравнение профилей тройных корреляций скорости из данных DNS с профилями, полученными с помощью новой модели турбулентного переноса и одной из стандартных моделей.

Бесплатно

Проблемы проведения экспериментов и воспроизводимости исследований в науках о данных

Проблемы проведения экспериментов и воспроизводимости исследований в науках о данных

Воронцов К.В., Игловиков В.И., Стрижов В.В., Устюжанин А.Е., Хританков А.С.

Статья научная

Приводится тезисное изложение результатов круглого стола по проблемам проведения экспериментов и воспроизводимости исследований в науках о данных. Указывается на различие форматов результатов научных и прикладных исследований, поясняется, в чем суть воспроизводимости результатов. Рассматриваются критерии качества результатов обоих видов исследований, в чем суть воспроизводимости результатов в каждом случае. Определяются направления дальнейшего развития методологии разработки предсказательных моделей, разработки алгоритмов и проведения экспериментов. Сформулированные рекомендации полезны для развития программ учебных курсов по машинному обучению.

Бесплатно

Журнал