Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1588
Статья научная
Введение. При управлении трафиком на уровне пакетов в современных телекоммуникационных сетях связи предлагается задействовать методы, преобразующие самоподобный стохастический поток пакетов в квазидетерминированный. Для этого нужно применить сложные вероятностные законы распределения самоподобных потоков. Из литературы известны методы балансировки сетевой нагрузки, которые при обозначенной выше проблеме способствуют повышению эффективности телекоммуникационных систем связи. Однако нет строго математического решения, позволяющего узнать оптимальные вероятностные характеристики выходного потока, ориентируясь на входной. Представленная научная работа призвана восполнить этот пробел. Ее цель - создать метод определения оптимальных вероятностных характеристик потока пакетов, используя минимальное значение меры близости самоподобного входного и квазидетерминированного выходного потоков.Материалы и методы. Для решения задачи исследования параметры распределения выходного потока выбирались так, чтобы функция аппроксимации была близка к 𝛿𝛿-функции. В качестве меры близости входных и выходных распределений временны́ х интервалов использовали дивергенцию Кульбака - Лейблера. Задействовали методы теорий множеств, метрических пространств, многомерной оптимизации и телетрафика. В алгоритм решения включили минимизацию дивергенции Кульбака - Лейблера и предельный переход к 𝛿𝛿-функции.Результаты исследования. Показано вероятностное распределение - приближение 𝛿𝛿-функции, обеспечивающей равенство временны́ х интервалов квазидетерменированного выходного потока пакетов. Представлен метод преобразования самоподобного входного потока в квазидетерминированный выходной. В качестве меры их близости использовали дивергенцию Кульбака - Лейблера. Минимум дивергенции Кульбака - Лейблера между входным и выходным потоками с нормальным распределением достигается в случае равенства математических ожиданий этих потоков. С помощью предельного перехода установлено, что интервал времени Т между пакетами квазидетерминированного выходного потока должен быть равен математическому ожиданию интервалов времени между пакетами входного самоподобного потока. С целью получения квазидетерминированного потока выполняется предельный переход для найденного значения математического ожидания при σ→0.Обсуждение и заключение. Применение данного метода уменьшит негативное влияние самоподобия сетевого трафика на эффективность телекоммуникационной сети. Использование квазидетерминированных потоков дает возможность прогнозировать нагрузку сетевых ресурсов, что может быть базой для повышения качества обслуживания пользователей. Устраняются две сложности, связанные с расчетами и практической реализацией решения. Во-первых, затруднительно использовать дельта-функцию в качестве функции плотности распределения выходного потока. Во-вторых, при эксплуатации телекоммуникационных сетей не бывает идеальных детерминированных потоков. Предложенный метод обладает большим потенциалом при проектировании и оптимизации сетей связи.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Предложенный в статье быстрый программный алгоритм арифметического кодирования предназначен для сжатия цифровых изображений. Показано, каким образом сложность алгоритма арифметического кодера зависит от критериев сложности (при этом размер входа не учитывается). В процессе работы определены наиболее вычислительно сложные части алгоритма арифметического кодера. Выполнена оптимизация производительности их программной реализации. Кодеки с новым алгоритмом сжимают без учета межкадровой разницы фото- и видеоматериалы, полученные при дистанционном зондировании водных объектов.Материалы и методы. В представленной научной работе использована подборка спутниковых снимков акватории Азовского моря. При этом оптимизирован программный алгоритм арифметического кодера, проведено теоретическое исследование, выполнен вычислительный эксперимент.Результаты исследования. Увеличена производительность программной реализации арифметического кодера на примере видеокодека VP9. Для измерения времени выполнения произведены многочисленные запуски эталонного и модифицированного кодеков...
Бесплатно
Оптимизация геометрических характеристик циклоидальных профилей героторных гидромашин
Статья научная
Введение. Производительность и надежность работы героторных гидромашин зависит от геометрических параметров профиля циклоидального зацепления. Существующие методики расчета и оптимизации параметров профиля громоздкие, многокритериальные, сложные для практического применения. Поэтому актуальной представляется проблема создания методики расчета параметров профиля рабочего органа героторной машины, пригодной для инженерных расчетов на этапе эскизного проектирования. В связи с этим целью данной работы являлась модернизация методики проектирования геометрии профилей торцевого сечения гипоциклоидальных зубчатых зацеплений, используемых в героторных гидравлических машинах, и анализ возможностей их оптимизации при предварительном проектировании. В ходе исследования была использована система компьютерной математики Mathcad, проведены численные эксперименты для изучения влияния геометрических параметров профилей на производительность и работоспособность героторной гидравлической машины. На основе полученных и проанализированных данных выработаны рекомендации по проектированию оптимальных профилей торцевого сечения героторных гидравлических машин.Материалы и методы. Материалы включают в себя известные методики расчета параметров профиля, основанные на применении классических формул эквидистант гипоциклоид, используемых для очерчивания профилей зубьев рабочих органов героторных машин. Основной метод исследования - моделирование профиля героторной машины с помощью системы компьютерной математики Mathcad. Получены расчетные данные для выбранных диапазонов варьируемых параметров, обработанные методом регрессионного однофакторного анализа.Результаты исследования. Разработан алгоритм анализа гладкости профилей зубьев. Определены два целевых параметра: площадь сечения торцевого профиля, влияющая на производительность, и наименьший приведенный радиус контакта, определяющий работоспособность рабочего органа. Предложена методика по расчету целевых параметров на ранней стадии проектирования. Получен ряд оптимальных значений параметров профиля по критериям производительности и работоспособности героторной машины. Построены зависимости, позволяющие установить оптимальные значения параметров профиля на стадии проектирования.Обсуждение и заключение. Разработанная авторами методика дает возможность на этапе проектирования рабочего органа получить оценку производительности и работоспособности героторной гидромашины. Результаты исследований могут быть использованы в машиностроении при проектировании героторных гидромашин для улучшения их технико-эксплуатационных характеристик.
Бесплатно
Оптимизация двухстадийного режима метаногенеза на основе принципа максимума Понтрягина
Статья научная
Введение. Статья посвящена решению задачи оптимального управления процессом получения биогаза при непрерывном режиме его переработки в двух метантенках. Цели работы: представить математическую модель данного процесса и разработать алгоритм выбора оптимального управления.Материалы и методы. Созданная математическая модель описывает получение биогаза из отходов животноводства при последовательной переработке субстрата в двух метантенках. Рассматриваются случаи одинаковых и различных температурных сред (мезофильной и термофильной). Для данной модели сформулирована задача оптимального управления в виде задачи Лагранжа. Ее управляющими параметрами являются скорости поступления субстрата в метантенки. Предложен алгоритм решения данной задачи, основанный на численной реализации принципа максимума Понтрягина. При оптимизации применялся гибридный генетический алгоритм с дополнительным поиском в окрестности лучшего решения методом сопряженных градиентов.Результаты исследования. Разработана новая математическая модель, описывающая процесс получения биогаза при последовательной переработке субстрата в двух метантенках...
Бесплатно
Оптимизация колебательных параметров ходовой системы уборочного комбайна
Статья научная
Анализируется использование вероятностных критериев при расчете оптимальности колебательных параметров мобильных сельхозмашин. Приводится пример.
Бесплатно
Оптимизация модели упрочненного слоя при поверхностном упрочнении
Статья научная
Проведены экспериментальные исследования распределения физико-механических и электромагнитных свойств по толщине изделия. Определены стандартизованные эпюры распределения свойств изделия. Определяются параметры имитационной модели многослойной проводящей ферромагнитной среды для получения оптимальной точности моделирования.
Бесплатно
Оптимизация операции глубокого сверления с учётом ограничения на величину крутящего момента
Статья научная
Рассматривается вопрос оптимизации процесса сверления глубоких отверстий под управлением адаптивной системы с контролем крутящего момента на инструменте.
Бесплатно
Оптимизация процесса электроакустического напыления по критерию микротвердости
Статья научная
Исследуется влияние акустических параметров (амплитуда ультразвуковых колебаний А, частота ультразвуковых колебаний и угол между осью волновода и направлением вектора продольно-крутильных колебаний ) процесса электроакустического напыления защитных покрытий на качество покрытия (микротвердость). На базе проведенных исследований предложена математическая модель зависимости микротвердости покрытия от акустических параметров процесса и проверена адекватность полученной модели.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано снижение энергоемкости дождевания применением на машинах низконапорных насадок. На основе математических моделей и экспериментальных данных о функциях распределения осадков по углу зоны дождевания и по ее радиусам f (α ) и f ( ρ ) рассчитаны оптимальные расстояния между насадками на трубопроводе при различных значениях давления, диаметра выходного отверстия насадки и высоты ее установки. Предложены способы размещения насадок на трубопроводе по условиям соблюдения заданной дозы и равномерности полива на всей длине трубопровода.
Бесплатно
Оптимизация себестоимости сварных нахлёсточных соединений, нагруженных продольной силой
Статья научная
Представлены результаты исследования функции стоимости сварного нахлесточного соединения на экстремум. Получены зависимости, позволяющие проектировать сварные нахлесточные соединения, равнопрочные основному металлу и минимальной стоимости. Представленные расчеты могут быть полезны при проектировании решетчатых конструкций.
Бесплатно
Оптимизация состава автомобильного антифриза
Статья научная
Проведено квантово-химическое изучение методом ab initio в базисе DZV структуры и стабильности компонентов антифриза: воды H2O, этиленгликоля CH2OH-CH2OH и их димеров различного состава. Показано, что при постепенном понижении температуры происходят самоорганизация на молекулярном уровне и структурирование водно-спиртовой среды, упорядочение и переход в твердое состояние при низкой температуре (-75оС), причем при определенном оптимальном соотношении воды и спирта в смеси.
Бесплатно
Оптимизация состава футеровки плавильных печей
Статья научная
Рассматривается задача нахождения состава футеровки, обладающей максимальной стойкостью. Приведены результаты исследования свойств футеровки тигельных печей для выплавки чугуна. Проведено моделирование процесса приготовления смеси для футеровки, и определён её оптимальный состав. Даны рекомендации подбора материалов и технологии приготовления состава футеровки, обладающей максимальной стойкостью.
Бесплатно
Оптимизация условий контактирования полимерпорошковых подшипников скольжения
Статья научная
Установлено оптимальное соотношение площадей полимера и металлокерамики в зоне трения для разработанной конструкции полимерпорошковых подшипников скольжения с комбинированной рабочей поверхностью, способной удерживать смазку в порах порошковой матрицы.
Бесплатно
Оптимизация форм геометрии раструба ветроэнергетической установки типа "ротор в раструбе"
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются метод и результаты аэродинамического исследования вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ) с осесимметричным статором. Цель работы - демонстрация перспективности использования вертикально-осевых ветроэнергетических установок указанного типа в народном хозяйстве. Материалы и методы. Для выполнения поставленных задач использовался метод виртуальной аэродинамической обдувки и соответствующей оптимизации конструкции по заданному критерию. В рамках указанного метода выполнены численные аэродинамические исследования одиночного ротора заданного типа, а также рассматриваемой системы «ротор + раструб» до и после оптимизации при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. При сопоставлении мощности полученной оптимизированной конструкции ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях использован метод аэродинамического подобия. Результаты исследования. Получены характерные картины аэродинамического обтекания исследованного типа ВЭУ до и после оптимизации. Рассмотрены характерные распределения скалярных и векторных полей при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. Построены графики зависимостей от линейной скорости набегающего потока для проекций момента на валу ротора (при стандартной и оптимизированной формах ВЭУ), а также для соответствующих полезной и побочной мощностей. Проведено сравнение по мощности рассматриваемой оптимизированной ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях. Обсуждение и заключения. Показана перспективность использования вертикально-осевых ВЭУ с осесимметричным статором, предназначенным для создания полезной интерференции с ротором с целью увеличения полезной мощности на валу. Такие ветроэнергетические установки не только не уступают, но и могут превосходить, по крайней мере в среднем, соответствующие классические вертикально-осевые конструкции.
Бесплатно
Опыт обеспечения эффективных механизмов инновационного развития малого бизнеса
Статья научная
Проведен анализ состояния развития малого бизнеса, особенностей и тенденций его развития в экономически развитых странах. На основе западного опыта в области создания структур поддержки и содействия становлению и развитию малого бизнеса сформулированы основные направления его адаптации к российским реалиям.
Бесплатно
Опыт создания оптимальных систем защиты воздушной среды в гальваническом производстве
Статья научная
Приведены результаты исследования режимных параметров работы технологической установки и опыт применения комбинированных средств защиты рабочей зоны от выбросов вредного электролита в сельхозмашиностроении.
Бесплатно
Организация бюджетирования в модуле управленческого учета
Статья научная
Предложен алгоритм взаимосвязи результативных показателей хозяйственной деятельности на уровне управленческого учета и бюджетирования. Рассмотрена технология бюджетирования на основе единой структуры бюджетно-учетных объектов управления. Разработан механизм формирования трансфертной цены для центров затрат и центров ответственности, позволяющий планировать внутренние цены для указанных объектов управления.
Бесплатно
Статья научная
Определено фактическое положение клинической психологии как вида предпринимательской деятельности и гуманитарной науки на рынке психолого-психотерапевтических услуг в Российской Федерации. Проведен анализ юридических и социокультурных препятствий деятельности клинического психолога в РФ. Предложен действенный механизм интеграции практических специалистов, участвующих в охране здоровья граждан.
Бесплатно
Организация исследовательской деятельности учащихся в компетентностном формате
Статья научная
Рассмотрены вопросы формирования и развития исследовательской компетенции учащихся в процессе их поисково-исследовательской деятельности. Представлены основные этапы организации учебной исследовательской деятельности и методические условия, обеспечивающие развитие мышления и становление исследовательской компетенции учащихся.
Бесплатно
Организация практической работы студентов при обучении информационным технологиям
Статья научная
Рассмотрены возможности формирования теоретических знаний, практических навыков, а также контроля с учетом уровней усвоения информационно-технологических курсов на каждой стадии обучения студентов колледжа.
Бесплатно
