Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Статьи журнала - Вестник Красноярского государственного аграрного университета
Все статьи: 5795
Моделирование и оценка электротермического воздействия ОВЧ-излучения на биоткани
Статья научная
В статье рассмотрено электротермическое дей-ствие электромагнитного поля (ЭМП) очень высокой частоты (ОВЧ) на биоткани (на примере левой челове-ческой голени). ОВЧ-излучение в настоящее время ши-роко используются в различных областях техники (те-левидение, радиовещание, радиосвязь тропосферная и прямой волной, рации), в связи с чем высок фоновый уровень загрязнения окружающей среды данным видом излучения. Особенностью действия ЭМП ОВЧ-диапазона на биоткани является относительно высо-кая глубина его проникновения, степень отражения от границ раздела между тканями, диэлектрическая про-ницаемость и электрическое сопротивление тканей среди всего высокочастотного диапазона. Также разме-ры человека сопоставимы с длиной волны ОВЧ-излучения. Предложена математическая модель и при-ведены результаты расчетов электрической и маг-нитной составляющей ЭМП, поляризации, электриче-ского смещения, плотности тока, выделяющейся теп-лоты от электропрогрева и метаболизма, температу-ры в левой человеческой голени под действием плотно-сти потока мощности излучения 10 мВт/см2 на часто-те 100 МГц. Выполнен анализ полученных результатов с точки зрения воздействия на организм человека. В рамках данной модели биоткань считается однородной изотропной средой, без учета влияния биотоков. На-правлениями дальнейшей работы будут являться учет влияния процессов на клеточном уровне, энтропийные потери при превращении электрической энергии в теп-ло. Результаты исследования имеют перспективы практического использования при эколого-гигиени-ческой оценке действия ЭМП высоких частот на живые организмы, проектировании радиоэлектронного обору-дования, проведении гипертермийной терапии, физио-терапии в медицине и т. д.
Бесплатно
Статья научная
Авторами статьи разработана учебная программа для расчёта рентабельности бизнес-процесса при возделывании пшеницы. Метод технологической карты позволил создать программный продукт информационной технологии «Пшеница», эффективный в учебной и производственной областях.
Бесплатно
Моделирование изменчивости характеристик пожаров на территории национального парка "Тункинский"
Статья научная
В данной статье проанализирована много-летняя изменчивость различных характери-стик лесных пожаров на территории нацио-нального парка «Тункинский» по данным 1974-2016 гг. Статистические свойства количе-ства пожаров, связанные с цикличностью и наличием значимых автокорреляционных свя-зей, позволили предложить методику модели-рования этой характеристики с прогнозиро-ванием на 1 год. На основе анализа многолет-ней динамики частоты пожаров, относитель-ных площадей пожаров и индексов горимости леса, а также климатических данных примене-ны следующие методы математического мо-делирования: регрессионный анализ, метод скользящей средней, создание тренда, авто- корреляция, авторегрессия. Метод скользя-щей средней с усреднением 5 лет позволил выявить два основных цикла (1975-1985 и 1986-2014 гг.), характеризующие количество пожаров. Предложены два метода прогнозиро-вания числа лесных пожаров с упреждением 1 год: по полиномиальному тренду, характери-зующему спад второго цикла и точку перело-ма к новой тенденции, и авторегрессионной модели с предшествующими значениями за семилетний период. Выявлена слабая значи-мая связь количества пожаров с суммами осадков за май, средними июньскими темпе-ратурами и суммами температур за апрель -август. На основе полученных факторных свя-зей и наличия автокорреляции в последова-тельности количества пожаров приведена авторегрессионная модель с учетом значимых метеорологических факторов для прогнозиро-вания результативного признака. Результа-ты моделирования с помощью этих моделей могут быть дополнены прогностическими оценками авторегрессионной модели с учетом значимых метеорологических факторов, к ко-торым, прежде всего, относится средняя температура воздуха за июнь.
Бесплатно
Моделирование интегрированных логистических сетей с учетом стохастической составляющей
Статья научная
В статье рассмотрены существующие способы моделирования интегрированных логистических сетей, приведен анализ моделей оптимизации перевозочного процесса, предложен новый способ построения математической модели перевозок с учетом стохастической составляющей, включающей в себя факторы неопределенности внешней среды, оказывающие влияние на деятельность интегрированного предприятия.
Бесплатно
Моделирование кинетики химических реакций методом второго порядка для неявных систем
Статья научная
Построен двухстадийный L-устойчивый метод второго порядка для решения неявных систем. Метод отличается от классических схем приближенным нахождением производной решения. Приведены результаты численного моделирования кинетики химической реакции.
Бесплатно
Статья научная
Проведено математическое моделирование перенапряжений, возникающих при отключении двигательной нагрузки. Установлены зависимости уровней перенапряжений от параметров системы электроснабжения, момента коммутации, мощности нагрузки.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено математическое моделирование перенапряжений, возникающих при отключении двигателя, в зависимости от начальных условий коммутации.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуется поведение толстого ле-дяного поля, плавающего на поверхности воды, вблизи плоского вертикального участка берега или сооружения при перепадах уровня воды в водо-еме. Ледяное поле рассматривается в рамках мо-дели плоской деформации как толстая полубеско-нечная упругая пластина на основании винклеров-ского типа при различных вариантах контакта с берегом. Натурные наблюдения и эксперименты свидетельствуют, что даже при небольшом, по-рядка 10 см, понижении уровня воды в водоеме либо повышении его (подпоре) вблизи берега в толстом ледяном поле возникают значительные напряже-ния. При этом существенным оказывается влия-ние льда (толщиной порядка метра и более) на береговые сооружения, опоры мостов и др. При понижении уровня воды вблизи берега возникает так называемый «зависающий участок» - область сильно напряженного льда. Дальнейшее изменение уровня воды (20 см и более) обычно приводит к хрупкому разрушению в этой области - возникно-вению трещин. Оценка этой «опасной зоны» чрез-вычайно важна для планирования различных работ со льда, прокладки зимников и т.д. С помощью рас-четов, натурных наблюдений и экспериментов возможно моделировать природу контакта ледя- ного поля с берегом или сооружением. Сформули-рована и решена приближенно методом, основан-ным на аппроксимации неизвестных функций поли-номами Лежандра, стационарная задача о напря-женно-деформируемом состоянии полосы льда вблизи берега при понижении уровня воды. Рас-смотрены случаи полосы, свободной от внешних нагрузок и нагруженной внешней силой. Полученное решение вполне удовлетворительно качественно и количественно согласуется с натурными наблю-дениями и экспериментами. А именно - прослежи-вается возможность появления трещины в месте контакта льда с берегом. Натурный эксперимент проводился в порту Дудинка. Во время разгрузки барж, вмороженных в толстый (0,6-0,8 м) лед, фиксировалось изменение профиля ледяного поля во время всплытия баржи до и после возникновения трещины.
Бесплатно
Моделирование многоуровневой динамики урожайности сельскохозяйственных культур
Статья научная
Цель исследования - разработка алгоритма моделирования урожайности сельскохозяйственной культуры на основе динамико-стохастических и циклических свойств многолетних рядов характеристики. Задачи: выделение свойств временных рядов биопродуктивности сельскохозяйственных культур на основе их рассмотрения в виде многоуровневых структур с циклическим колебаниями; использование свойств изменчивости многолетних рядов характеристики для построения моделей прогнозирования или стохастической оценки; реализация алгоритма моделирования на примере урожайности зерновых и зернобобовых культур России и биопродуктивности пшеницы в США. Объект исследования - многолетняя изменчивость урожайности сельскохозяйственной культуры. Создан алгоритм построения динамико-стохастической многоуровневой модели для прогнозирования изменчивости урожайности сельскохозяйственных культур в разных условиях сочетания состояния природной среды и технологических процессов с учетом циклических колебаний характеристики. Алгоритм реализован для моделирования эмпирических рядов. При описании многолетней изменчивости характеристики и оценки благоприятных и неблагоприятных событий использованы тренды, гистограммы распределения относительных частот циклов локальных минимумов и максимумов и вероятностные распределения потерь и прироста урожайности. Многоуровневое моделирование позволяет оценивать динамику биопродуктивности сельскохозяйственных культур в разных условиях деятельности товаропроизводителей: определять потери в неблагоприятных условиях природно-технологической среды, выявлять прирост урожайности в благоприятных ситуациях. С помощью стохастических методов предложено оценивать редкие события, соответствующие очень высокой и очень низкой урожайности сельскохозяйственных культур, а также переходы уровней ряда в события. На основе выделенных многоуровневых трендов и частоты циклов локальных экстремумов получен ретроспективный прогноз характеристики с упреждением 3 года.
Бесплатно
Моделирование показателей качества зерна пшеницы с помощью систем эконометрических уравнений
Статья научная
В статье приведены результаты моделирования технологических свойств зерна мягкой яровой пшеницы районированных сортов. Даны рекомендации по составлению систем эконометрических уравнений в условиях недостатка данных. Решена актуальная задача, которая позволяет рассчитывать показатели качества пшеницы без проведения дополнительных исследований. Результаты исследований имеют важное значение при отборе селекционного материала.
Бесплатно
Моделирование привода виброуплотняющего оборудования
Статья научная
Авторами приводятся разработанная ими программа моделирования привода виброуплотняющего оборудования, а также схемы агрегатов гидропривода с поступательным движением и их математические модели.
Бесплатно
Моделирование признаков посевных качеств семян пшеницы под влиянием электромагнитной обработки
Статья научная
Построенная модель влияния электромагнитного поля сверхвысокой частоты на зерно пшеницы свидетельствует, что для улучшения посевных характеристик семян с влажностью 14 % экспозиция обработки СВЧ-полем не должна превышать 6-7 секунд, с влажностью 18 % - 6-12 секунд.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы высоко-частотного диэлектрического нагрева при сушке древесины в вакуумно-диэлектрических сушильных камерах. Так как размеры загрузки обычно соизмеримы с длиной электромагнит-ной волны, распределение электромагнитного поля приобретает волновой характер. Неод-нородность поля является причиной неравно-мерности температуры по длине загрузки. В результате неравномерного нагрева и сушки образуются дефекты, снижающие качество высушенного пиломатериала и увеличиваю-щие брак продукции. В итоге увеличиваются удельные затраты электроэнергии на сушку, которые и так высоки для данного типа ка-мер. Конечной целью исследования является повышение энергоэффективности вакуумно-диэлектрических камер, для чего необходимо более глубокое изучение процессов высокоча-стотного нагрева и сушки. Для теоретиче-ского изучения нагрева древесины в вакуумно-диэлектрической камере разработана двух-мерная математическая модель, которая учитывает указанные волновые явления и за-висимость теплофизических и диэлектриче-ских свойств материала от температуры и влагосодержания. При численном моделирова-нии принято, что токопроводы подключены к электродам посередине, поэтому расчет про-изводится только для одной симметричной части. В статье иллюстрируются результа-ты решения разработанной модели методом конечных элементов при разном влагосодер-жании материала и разной частоте поля. Распределения внутренних источников теп-лоты и температуры проводятся для различ-ных моментов времени нагрева в диапазоне от 0 до 30 мин. Анализ результатов показы-вает, что наиболее равномерный нагрев мож-но осуществить на частоте 1,73 МГц, но низ-кая интенсивность процесса технологически нежелательна. Высокая интенсивность до-стигается на частоте 13,56 МГц, но сопро-вождается неравномерностью нагрева.
Бесплатно
Моделирование процесса осаждения пыли электрофильтрами на зерноперерабатывающих предприятиях
Статья научная
Приводятся результаты моделирования процесса осаждения пыли и определения оптимальных параметров электрофильтров для очистки воздуха рабочих мест операторов технологических линий мукомольных и зерноперерабатывающих предприятий.
Бесплатно
Моделирование процесса ультразвуковой окорки лесоматериалов
Статья научная
В статье рассматриваются основные принципы окорки лесоматериалов ультразвуком в водной среде. Процесс представлен принципами математического описания элементов технических систем и физических явлений ультразвуковой окорки.
Бесплатно
Моделирование процесса уплотнения щебеночно-песчаной смеси методом укатки
Статья научная
Разработана модель состояния щебеночно-песчаной смеси. Составлены блок-схемы уравнений динамического равновесия системы в программе MATLAB SIMULINK. Приведены результаты моделирования процесса уплотнения щебеночно-песчаной смеси методом укатки.
Бесплатно
Моделирование процессов вакуумной сушки меда
Статья научная
Цель исследования – изучение влияния условий в вакуумной сушильной камере на интенсивность испарения при вакуумной сушке меда. Задачи: получить зависимость интенсивности испарения при сушке от времени; рассчитать максимальные значения интенсивности испарения при изменении теплового потока, толщины слоя, остаточного давления. Объект исследования – процессы вакуумной сушки меда. Исследована динамика изменения относительной массы меда при вакуумной сушке. Представлены результаты расчета максимальных значений интенсивности испарения при сушке при изменении теплового потока, толщины слоя, остаточного давления, температуры. Определены максимальные значения интенсивности испарения меда во время вакуумной сушки при изменении: относительного теплового потока, относительной толщины слоя, относительного давления, относительной температуры. Описана динамика изменения интенсивности испарения при вакуумной сушке меда с разным давлением при изменении относительного давления, относительной температуры, динамика изменения интенсивности испарения при вакуумной сушке меда с разным давлением, динамика изменения относительной массы меда при вакуумной сушке с меда с разной температурой. Графики изменения интенсивности испарения при вакуумной сушке меда имеют ярко выраженные максимумы, соответствующие оптимальному времени сушки. Масса меда стабильно уменьшается с разной скоростью, имеются три ярко выраженных участка. Предложена формула, позволяющая применить разработанную математическую модель для оценки влияния интенсивности испарения при сушке на газодинамические процессы. Вакуумная сушка является эффективным современным процессом, хорошо управляемым, удобным для полной автоматизации процесса. Этот процесс доказал свою пригодность для разных продуктов, включая мед. При этом сохраняется питательная ценность меда. Предложенные математические модели будут способствовать дальнейшему прогрессу в использовании технологий вакуумной сушки.
Бесплатно
Моделирование процессов охлаждения и формирования твердости экструдата
Статья научная
Цель исследования - раскрыть закономерности процессов охлаждения и формирования твердости экструдата в технологической линии получения текстурированной муки. Задачи: выявить причинно-следственные связи и определить результатные и факторные показатели охлаждения и формирования твердости экструдата; разработать теоретические и расчетные схемы определения состояния исследуемой системы и получить модельное представление ее результатных показателей. Использованы методы математического моделирования, организации и планирования эксперимента, аппарат дескриптивной статистики, корреляционно-регрессионного анализа, теории случайных процессов, статистические тесты Пирсона, Стьюдента и Дарбина-Ватсона, а также методы математического анализа, реализованные в компьютерном пакете Statistics системы Maple. Предложены теоретические и расчетные схемы определения состояния исследуемой системы «охлаждения и формирования твердости экструдата», а также получены модельные представления высокой точности для прогнозирования значений результатных показателей и сопряженных биофизических свойств полуфабриката. На основе анализа существующих и применяемых в пищевых системах экструзионных технологий переработки растительного сырья в текстурированную муку определена перспектива использования физических свойств, определяющих структуру получаемого экструдата пшеницы. Обоснована теоретическая проблема модельного представления температуры и твердости экструдата, изменяющихся в процессе охлаждения в заданном технологическом времени. Такая физическая величина, как твердость экструдата, зависящая от влажности исходного сырья, температурного режима обработки и конструктивных особенностей охладителя, существенно влияет на содержание протеина, пищевых волокон и другие биотехнологические характеристики полуфабриката, которые могут быть использованы для прогнозирования трансформации пищевого сырья в текстурированную муку с высокой точностью. Исследованы закономерности изменения твердости и температуры экструдата в процессе его охлаждения, а также получены модельные представления для прогнозирования данного технологического процесса, которые обобщают известный эмпирический закон Ньютона на объектах системы «охлаждения и формирования твердости экструдата».
Бесплатно
Моделирование процессов переноса массы сырья при обработке кедровых орехов
Статья научная
В статье рассматриваются результаты исследований по моделированию процесса переноса массы сырья на технологической линии для обработки кедровых орехов, начиная от начального звена линии - машины для шелушения шишек - до конечного звена - этапа получения готового продукта кедрового сыра. Полученные результаты позволяют настроить линию в соответствии с требованиями поточного бесперебойного производства продукта и отладить режимы работы всех составляющих звеньев для бесперебойной и качественной обработки сырья.
Бесплатно
Моделирование процессов получения настоек на семенах кедровой сосны сибирской
Статья научная
В статье представлены исследования по моделированию процесса получения спиртосодержащих функциональных продуктов из обработанных кедровых семян и скорлупы на предлагаемой технологической линии. Полученные результаты позволяют сократить количество технологических операций, создать технологию с оптимальными режимами по производительности и качеству.
Бесплатно
