Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института
Все статьи: 1090
Прогнозное моделирование автомобильного трафика Владивостока
Статья научная
В ходе реализации масштабных федеральных программ развития Дальнего Востока Рос- сии значительные средства вкладываются в инфраструктурные проекты совершенствова- ния транспортных сетей г. Владивостока и его непосредственного окружения. В настоящей работе на основе генерального плана развития города разработаны прогнозные модели из- менений транспортной ситуации и перераспределения транспортных потоков в результате реализации этих проектов. Описаны результаты вычислительных экспериментов по расче- ту транспортных потоков в существующей и создаваемой сетях с использованием теории экономического равновесия и модели стационарной динамики.
Бесплатно
Программная платформа и информационная модель ситуационного центра
Статья научная
В статье рассматриваются стандарты сообщений для передачи информации о чрез- вычайных ситуациях и программная платформа для обмена сообщениями между всеми государственными структурами и организациями, связанными с чрезвычайными ситу- ациями.
Бесплатно
Статья научная
С развитием вычислительной техники меняется как поведение участников дорожного движения, так и структура самого потока. На улично-дорожной сети появляются разные уровни автономности транспортного средства, вносящие свои корректировки в поведение водителя на дорогах. Устройство автомобилей становится более сложным, появляется много элементов электроники, которые, с одной стороны, помогают водителю, с другой - требуют последовательности в действиях, для реализации которых необходимо безошибочное выполнение маневров. В связи с этим возникает потребность в оценке не только опыта вождения, но и состояния, а также настроения водителя. Возникает надобность в классификации поведения водителя на дороге и разработке методов мониторинга и оценки опасного вождения. Психофизическое состояние во многом влияет на стиль вождения. Таким образом, актуальна разработка подходов к исследованию зависимости вероятности принятия решения водителем от собственного состояния. Предлагаемый подход основан на проведении тестов с использованием игровых технологий и статистического анализа результатов экспериментов. Такой анализ во многом может помочь при прогнозировании поведения на дороге полностью автономных транспортных средств. В настоящей статье предложен подход к исследованию психофизических свойств участника автодорожного движения, а именно водителя, при разработке информационной системы с использованием гейминг-технологий.
Бесплатно
Программная реализация физически неклонируемых функций
Статья научная
Рассматривается задача моделирования физически неклонируемых функций на основе схемы на полевых транзисторах. Предлагается метод программной интерпретации задержек прохождения сигнала через физическую систему и делается оценка стабильности и устойчивости полученных моделей.
Бесплатно
Программные средства для распознавания жестов руки
Статья научная
Рассматривается задача распознавания жестов руки. В качестве предобработки сцены выбирается метод разностных изображений и оконтуривание объектов. Описываются три уровня решения задачи. Описывается способ выделения признаков, функции позиционного расстояния. Приводится метод обучения системы.
Бесплатно
Статья научная
Во многих сложных практических задачах гидродинамики возникает необходимость моделирования течений с преобладанием конвективного переноса среды - таких, как многофазные, высокорейнольдсовые течения, задачи аэрогидроупругости и пр. Для их решения применение более узкоспециализированных методов зачастую эффективнее по сравнению с традиционными подходами, однако практическое применение новых перспективных методов напрямую зависит от наличия их программных реализаций. К таким методам относится метод конечных элементов с частицами PFEM-2. В его основе - процедура расщепления, обеспечивающая моделирование конвективного переноса путем перемещения лагранжевых частиц, а остальных процессов - решением задачи на эйлеровой сетке. До сих пор для PFEM-2 имелась единственная общедоступная программная реализация, выполненная коллективом создателей метода в рамках пакета Kratos. Автором разработан новый программный комплекс для моделирования вязких несжимаемых течений с помощью метода PFEM-2. Описанная в работе реализация обеспечивает более точные результаты при решении общепринятых тестовых задач. Программный комплекс опирается только на открытое свободно распространяемое программное обеспечение - библиотеки deal.II, p4est, Trilinos, пакет CMake, форматы UNV и VTK и др. Созданы параллельные реализации вычислительных алгоритмов с использованием технологий MPI и Nvidia CUDA, исследована эффективность распараллеливания расчетов на высокопроизводительных системах различных архитектур. Исходный код, а также описанные в работе тестовые задачи свободно доступны в репозитории github.
Бесплатно
Прогресс в области исследования и разработок органических и гибридных материалов для нанофотоники
Статья обзорная
В настоящем обзоре подробно рассмотрены главные направления нанофотоники - исследования и разработки солнечных батарей и электролюминесцентных устройств. В основе разработок лежат новые электропроводящие полимеры, производные фулле- ренов, углеродные нанотрубки, графены. Наночастицы полупроводников и металлов, получаемые методами коллоидного синтеза, в сочетании с вышеперечисленными орга- ническими материалами придают им новые уникальные свойства.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются задачи, решаемые человеко-машинным комплексом ФРТК МФТИ для разработки и применения больших гибридных моделей предприятий. Также представлена возможная инфраструктура данного человеко-машинного комплекса, объединяющая традиционные и новейшие инструменты для проведения сессий проектирования, дистанционного образования, развития компетенций.
Бесплатно
Статья научная
На примере компоновки крыла и горизонтального оперения пассажирского самолета излагается методика проектирования формы сечений крыла, обеспечивающих минимальные индуктивные и волновые потери в сбалансированном крейсерском полете при заданных коэффициенте подъемной силы, запасе продольной статической устойчивости и числе Маха. Форма в плане и распределение относительных толщин на крыле и оперении фиксированы. Методика состоит из прямого расчета компоновки крыло-оперение, основанного на решении уравнения для полного потенциала скорости, аналитического представления контуров сечений крыла и метода поиска экстремума. В качестве целевой функции выбрано произведение максимального локального числа Маха на поверхности крыла на индуктивное сопротивление компоновки крыло-оперение.
Бесплатно
Проектирование программно-аппаратного комплекса для запуска вредоносного программного обеспечения
Статья научная
Рассматривается создание автоматизированного программно-аппаратного комплекса (Sandbox) для запуска вредоносного программного обеспечения в целях сбора данных о поведении вредоносной программы для последующего анализа. Была разработана архитектура системы, схема развёртывания (deployment) и управления системой. Основное внимание было уделено производительности и безопасности Sandbox, а также её интеграции с системами автоматизации. На данном этапе работы был запущен прототип Sandbox, состоящий из семи тестовых серверов и управляющего сервера, расположенных в ЦОД. Был подготовлен и запущен в Sandbox тестовый набор образцов вредоносного ПО, состоящий из шифровальщиков-вымогателей (crypto-ransomware). Получаемые в Sandbox данные проходят предобработку и фильтрацию, а затем подаются на вход модели машинного обучения. В данный момент Sandbox используется также для автоматического тестирования ПО на способность детектировать вредоносное программное обеспечение и нейтрализовать его воздействие на операционную систему.
Бесплатно
Производственная функция с учетом ограничения производственных мощностей по возрасту
Статья научная
Изучается эндогенная производственная функция, представимая распределением производственных мощностей по технологиям. Технология выбирается в момент созда- ния мощности. На режиме сбалансированного роста и на переходном режиме получено аналитическое выражение для производственной функции при учете трех экзогенных механизмов технологического прогресса: 1) рост производительности труда на новых мощностях, 2) снижение коэффициента фондоемкости при создании новых мощностей,3) ограничение максимального возраста использования мощностей. Найдена оценка па- раметров производственной функции по данным российской экономики.
Бесплатно
Статья научная
В статье раскрываются особенности школьного курса стереометрии для классов физико-математического профиля в контексте обучения математической деятельности.
Бесплатно
Процедуры оптимального голосования в многоэкспертных бинарных системах
Статья научная
Рассматриваются два подхода для построения оптимальной многоэкспертной би- нарной системы голосования. В первом случае решение достигается при известных зна- чениях условных вероятностей принятия решений отдельными экспертами. Во втором случае оптимизация выполняется при неизвестных значениях условных вероятностей в режиме статистических испытаний. Оптимизация основывается на выборе оптималь- ного числа экспертов, принимающих ту или иную гипотезу. Показано, что решение системы в режиме статистических испытаний асимптотически приближается к точно- му решению, когда известны значения условных вероятностей экспертов.
Бесплатно
Проявление эффекта аномальной диффузии в поровых жидкостях
Статья научная
Влияние размера пор на характер процесса переноса вещества в пористых материалах исследовано методами ЯМР на примере заполненной водой и деканом плотноупакованной гранулярной пористой среды, образованной стеклянными шариками. Релаксация протонной намагниченности в однородном и градиентном магнитном поле изучалась с использованием импульсной последовательности Карра-Парселла- Мейбума-Гилла (КПМГ) с переменным временным промежутком t между импульсами. Обнаружено, что при размерах пор меньше 10 мкм скорость поперечной релаксации протонной намагниченности содержит слагаемое, линейно возрастающее с ростом t, а при размерах пор больше 10 мкм эта зависимость становится квадратичной, как в обычной объёмной жидкости. Дано теоретическое объяснение этого эффекта. Показано, что при размерах пор меньше 10 мкм перенос вещества осуществляется в режиме сверхдиффузии. При этом молекулы перемещаются вдоль поверхности шариков в результате кратковременных прыжков в объём жидкости («bulk mediated surface diffusion»).
Бесплатно
Пучково-плазменные технологии переработки целлюлозы и лигнинов
Статья научная
Рассмотрена возможность применения неравновесной низкотемпературной плазмы для обработки биополимеров (целлюлозы, лигнина и его производных). Разработаны следующие методики, основанные на плазменно-стимулированных процессах: - деструкция твердых порошков биополимеров в электронно-пучковой плазме (ЭПП), генерируемой при инжекции электронного пучка в плотные газообразные среды; - функционализация полисахаридных материалов и лигнинов в гибридной плазме (ГП), которая генерируется при инжекции электронного пучка в ВЧ газоразрядную плазму. При ЭПП-стимулированной деструкции целлюлозы наблюдалось образование олигосахаридов с молекулярной массой 800-2000 Да и степенью полимеризации, варьирующейся от димеров до гептамеров, также показана частичная деструкция лигниновых порошков. Обработка ЭПП и ГП полисахаридных губок изменяла морфологию поверхностей, улучшала гидрофильность и приводила к образованию химически активных полярных кислородсодержащих групп. В ГП была выполнена прививка белка крови тромбина и молочной кислоты на поверхность из целлюлозных губок, гидролизованного лигнина и лигносульфонатов соответственно.
Бесплатно
Пучково-плазменные технологии получения хитоолигосахаридов с фитостимулирующими свойствами
Статья научная
Экспериментально исследована возможность получения хитоолигосахаридов с помощью электронно-пучковой плазмы (ЭПП) и подтверждение их фитостимулирующей активности. В этом случае наблюдается пороговый характер зависимости, связывающей степень деструкции полимера с длительностью пучково-плазменного воздействия, что позволяет оптимизировать процесс обработки и исключить непроизводительные энергозатраты. Низкомолекулярные водорастворимые продукты ЭПП-деструкции хитозана обладают свойствами стимуляторов роста растений.
Бесплатно
Пылевые звуковые солитоны у поверхности Луны
Статья научная
Приведено описание плазменно-пылевой системы в приповерхностном слое освещен- ной части Луны, которая включает в себя фотоэлектроны, электроны и ионы солнечно- го ветра, а также заряженные пылевые частицы. Рассмотрены пылевые звуковые соли- тоны в приповерхностной лунной плазме. Показано, что при их описании следует учи- тывать эффект захвата электронов потенциальными стенками, существование которых обусловлено положительным электростатическим потенциалом солитона. Определены области возможных чисел Маха и амплитуд солитонов. Найдены солитонные решения для различных высот над лунной поверхностью. Показано, что солитоны у поверх- ности Луны могут обладать довольно большими амплитудами, что дает возможность наблюдать их в рамках будущих лунных миссий «Луна-25» и «Луна-27».
Бесплатно
Пятый инвариант линий тока для осесимметричных закрученных течений газа
Статья научная
Для осесимметричных изоэнергетических течений идеального газа с закруткой в окружном направлении, которые могут быть небаротропными и вихревыми, наряду с известными четырьмя инвариантами линий тока показано существование пятого инварианта. Этот новый инвариант линий тока представляет собой комбинацию давления с компонентами скорости и завихренности. В частном случае нулевой окружной скорости новый инвариант совпадает с известным инвариантом Крокко для незакрученных течений.
Бесплатно
