Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института
Все статьи: 1090
Статья научная
Метод двойного машинного обучения был предложен Черножуковым и др. (2018) для оценки структурных параметров и эффектов воздействия в статистических моделях, содержащих мешающий параметр высокой размерности (например, контрольные переменные с неизвестной функциональной формой зависимости). В представленной работе анализируется применение такого подхода для оценки зависимости между степенью открытости экономики и отклонениями от непокрытого паритета процентных ставок, которая осложнена нелинейным влиянием мешающих переменных. Показано, что данный метод, несмотря на более слабые предположения о процессе порождения данных, позволяет получить более точные оценки, лучше согласующиеся с современными теоретическими представлениями, а также позволяет учитывать неоднородность эффекта. В частности, полученная в работе оценка связи является положительной для развивающихся стран и отрицательной для стран с наиболее высокими доходами, что соответствует механизму, предложенному в работе Ицхоки, Мухина (2017), который объясняет такой эффект различием эластичности стоимости чистого экспорта по цене.
Бесплатно
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
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
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
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
Статья научная
В рамках модели Лотки, записанной в форме уравнений Мак Кендрика - фон Ферстера, представлены имеющие вид принципа эволюционной оптимальности необходимые условия устойчивости решений, задающих выжившие популяции, в терминах избыточной смертности и максимальной продолжительности жизни. Разобраны два варианта зависимости индивидуальной смертности от структуры популяции: зависимость от общей и от относительной по отношению к числу новорожденных численностей. Представлены содержательные биологические интерпретации полученных математических результатов. В частности, обсуждаются парадокс бессмертия и необходимость «отрезания по-живому» для максимальной продолжительности жизни.
Бесплатно
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
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
Принцип максимума для решения уравнения эллиптического типа с неограниченными коэффициентами
Статья
Бесплатно
Принципы проектирования сетевых протоколов распределения ключей для квантовых сетей
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
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
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
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
Проблема интегрируемости и обобщённый непараметрическиймето Д анализа потребительского спроса
Ред. заметка
Бесплатно
Проблемы проведения экспериментов и воспроизводимости исследований в науках о данных
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
Прогнозирование посещаемости кафе методами машинного обучения
Статья научная
При развитии сферы обслуживания каждому владельцу ресторана важно максимизировать свой доход. Для этого нужно правильно распределять трудовые ресурсы и производить закупки. Чтобы это сделать, необходимо производить оценку потока покупателей. В данной работе было произведено исследование для предсказаний количества посетителей методами машинного обучения.
Бесплатно
Статья научная
В работе показана возможность компьютерного прогнозирования профиля побоч- ных эффектов ингибиторов обратного захвата серотонина и норадреналина (ИОЗСН), на основе анализа их мультитаргетного профиля. Были проанализированы побочные эффекты 10 лекарств, ИОЗСН, статистически значимо представленные в базе FDA AERS, а также данные по биомишеням, на которые действуют эти препараты. Расчеты коэффициентов попарного подобия с последующей иерархической кластеризацией по методу Варда позволили разбить соединения на кластеры по профилю подобия по- бочных эффектов, а также по профилю мишень-специфичного действия. Анализ двух иерархических структур выявил выраженное соответствие содержащихся в них кла- стеров. Работа позволяет количественно охарактеризовать профили побочных эффек- тов ИОЗСН, объяснить их существенное различие внутри группы и прогнозировать профиль побочных эффектов для новых ИОЗСН. Результаты работы также создают предпосылки для поиска более общих закономерностей, связывающих пространства побочных эффектов и мишень-специфического действия лекарств, относящихся к раз- личным фармакологическим группам.
Бесплатно
Прогнозирование развития Интернета вещей на горизонте планирования до 2030 года
Статья научная
Раскрывается суть концепции Интернета Вещей, приводится определение вещей. Анализируются тенденции изменения клиентской базы сетей связи общего пользования (ССОП). На основе ассоциативного метода и логистического закона проводится анализ развития существующих технологий и формируется прогноз развития Интернета Вещей на горизонте планирования до 2030 года. Рассматриваются изменения в бизнес модели для операторов связи при внедрении концепции Интернета Вещей.
Бесплатно
Прогнозирование структур белков методами полуопределенного программирования
Статья научная
Задача заключается в предсказании упаковки белковых молекул в мультимерный комплекс в приближении жестких тел. Для решения поставленной задачи предлагается использовать методы выпуклой оптимизации, например, полуопределенные релаксации. Недостатком большинства существующих алгоритмов (жадных алгоритмов и других) является их вычислительная сложность. В данной работе предлагаются алгоритмы меньшей вычислительной сложности. Основным результатом является оценка их качества, сравнение с алгоритмами, использовавшимися ранее.
Бесплатно
