Вестник Мурманского государственного технического университета @vestnik-mstu
Статьи журнала - Вестник Мурманского государственного технического университета
Все статьи: 2243
Статья научная
Выполнены расчеты магнитосферно-ионосферной конвекции для открытой модели магнитосферы с эллипсоидальной формой магнитопаузы и однородного межпланетного магнитного поля (IMF), проникающего в магнитосферу Земли. В качестве открытой модели магнитосферы использовалась модель Tsyganenko 96. Модельные расчеты сопоставлялись с данными ионных дрейфов в ионосфере. Расчеты правильно воспроизводят горловину в картине конвекции на дневной стороне, направление конвекции в полярной шапке в зависимости от знака компоненты IMF By и конвекцию в полуночном секторе ионосферы. В то же время модельные расчеты предсказывают положение фокусов конвекции для By By > 0 - в более ранних часах. В работе делается вывод о невозможности объяснить эти особенности конвекции в рамках данной модели магнитосферы.
Бесплатно
Моделирование механизмов рыночного регулирования спроса
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы моделирования механизмов рыночного спроса на специалистов с высшим образованием. Предлагается структурно-функциональная модель информационно-экономического механизма регулирования потребности в специалистах.
Бесплатно
Моделирование одномерных динамических процессов с целью предварительной обработки результатов
Статья научная
Разработана теория предварительной обработки одномерных рядов данных, основанная на линейной динамической модели. Показано, что на основе этого метода можно решать широкий круг задач, связанных с предварительным анализом и преобразованием информации, а именно: определение параметров шума и его фильтрация; создание базиса для аппроксимации, сглаживания и экстраполяции функций; надежное оценивание функций автокорреляции; спектральный анализ высокого разрешения и другие проблемы. Теория предназначена для анализа одномерных временных рядов. Возможности методики продемонстрированы на конкретном натурном материале. Разработанная методика имеет хорошее теоретическое обоснование и опирается на физическую сущность изучаемого явления.
Бесплатно
Статья научная
Предложена формулировка и способы решения задачи моделирования оптимальных сетевых структур на базе графов кодовых пересечений при объединении произвольного числа произвольных сетей. Разработанный подход позволяет существенно сократить алгоритмическую сложность оптимизационной задачи и требования к мощности вычислителя по сравнению с традиционным подходом.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является анализ эффективности модели MITgcm в моделировании изменчивости температурных полей в Таганрогском заливе. Авторами впервые рассмотрен вариант гидродинамического моделирования на базе MITgcm для этого залива. Данные о температуре воды in situ для сравнения с модельными данными получены в ходе двух совместных экспедиций Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН и Южного научного центра РАН летом и осенью 2005 г. Шаг расчетной сетки согласован с шагом сетки станций контактных измерений: данные о температуре и солености воды, полученные в ходе рейсов, покрывают акваторию Таганрогского залива с дискретностью 2' по широте и 3' по долготе (и с шагом 4' и 6' соответственно для заведомо однородных по термохалинным характеристикам областей). Шаг по глубине составил 0,5 м. Данные для инициализации MITgcm и атмосферного форсинга взяты из открытых баз данных реанализа и атласов, отмечены их недостатки применительно к решаемой задаче. С целью упрощения формулировки граничных условий моделирование выполнено для всего Азовского моря. Проведена серия вычислительных экспериментов для определения оптимальных стартовой даты имитационного моделирования и инициализирующего константного температурного поля. Ввиду существенных временных затрат на каждый эксперимент оптимизационная задача решалась для очень ограниченного числа вариантов и с удвоенным шагом сетки (4' по широте и 6' по долготе). Найденные значения параметров использовались для решения исходной задачи верификации модельных данных по измеренным. В соответствии с тем, что рассмотрены результаты, полученные авторами на конкретной рабочей станции (персональной ЭВМ), сделан вывод о возможности имитационного моделирования с помощью MITgcm для реальных акваторий без использования специализированных высокопроизводительных вычислительных комплексов.
Бесплатно
Моделирование профиля электронной плотности в нижней ионосфере высоких широт
Статья научная
По потокам протонов с энергией 1-500 Мэв выполнены расчеты ионного состава на высотах 50-90 км для условий ночи во время события солнечных протонов 23 октября 1989 г. Исследована зависимость профиля электронной концентрации от вариации концентрации атомарного кислорода и озона. Для объяснения полученных зависимостей выполнен анализ скоростей процессов, формирующих электронный профиль. Показано, что распределение электронной плотности, полученное радаром EISCAT в ночных условиях исследуемого протонного события, удовлетворительно описывается с помощью профилей атомарного кислорода и озона, измеренных во время возмущений в D-области.
Бесплатно
Моделирование процесса управляемого движения судна вдоль линии положения
Статья научная
Предложен способ управления движением судна, выполняющего швартовную операцию к борту другого судна. Способ основан на определении текущих значений отклонений носовой и кормовой точек судна от заданной траектории и на последующем формировании сигнала управления, пропорционального комбинации этих отклонений. Представлена оценка эффективности такого управления. Выполнено программное моделирование управляемого движения в соответствии с предложенным законом управления.
Бесплатно
Статья научная
Проведено моделирование процесса швартовки к борту судна-партнера на финальном этапе сближения судов "борт к борту" с использованием инновационного способа. Представлены результаты модельного эксперимента, подтверждающие возможность использования данного способа на практике.
Бесплатно
Статья научная
Предложен инновационный способ швартовки одного судна к другому в условиях открытого моря. Проведен модельный эксперимент первого этапа швартовки. Доказана возможность применения предложенного способа на практике.
Бесплатно
Статья научная
На основе численного моделирования двухфазной неизотермической фильтрации в пористой среде, насыщенной газом, водой и гидратом, проведён анализ депрессионного метода воздействия на газогидратную залежь.
Бесплатно
Статья научная
Предложена модель неравновесного испарения топлива, предназначенная для решения задач проектирования и эксплуатации дизеля. Сложная модель испарения представляет собой систему простых моделей, включающую модель осредненного движения неиспаряющейся струи, регрессионную модель турбулентности и модель конвективного переноса массы и теплоты при испарении. Показано, что учет турбулентных пульсаций особенно важен при расчете тепломассообмена в периферийных зонах поперечного сечения струи. Представлены расчетное и экспериментальное распределения температуры в испаряющейся струе.
Бесплатно
Моделирование процессов теплообмена, протекающих в пластинчатых теплообменных аппаратах
Статья научная
Разработана математическая модель водо-водяного пластинчатого теплообменного аппарата, которая учитывает передачу энергии от греющего контура к нагреваемому контуру. На основе данной модели исследованы возможности эффективной реализации нечетких методов управления, способствующих оптимизации работы систем отопления и горячего водоснабжения.
Бесплатно
Статья
Развитие электрического транспорта неразрывно связано с модернизацией сопутствующей инфраструктуры, и одним из факторов медленного внедрения электротранспорта в России является малое количество зарядных станций. У большинства существующих решений в области зарядных станций есть недостаток – отсутствие мобильных установок. Коллективом КГЭУ и ПО "Зарница" разрабатывается мобильная зарядная установка для заряда электротранспорта (МУЗЭ). На этапе проектирования возникла проблема с тем, что проводить постоянные испытания на полноценном прототипе мобильной установки заряда электротранспорта (МУЗЭ) будет затруднительно из-за массогабаритных параметров оборудования. При этом существует необходимость в предварительном подтверждении соответствия МУЗЭ группам климатического (УХЛ1) и механического исполнения (М3). Для выполнения данной задачи было принято решение о моделировании работы МУЗЭ в ПО COMSOL: необходимо смоделировать модуль из четырех аккумуляторных батарей (АКБ) с целью подтвердить параметры производителя, и таким образом верифицировать полученную модель. На этой основе можно реализовать полную модель МУЗЭ, состоящую из 1 200 АКБ, которую используют для проверки соответствия заданным условиям. Для тепловых расчетов необходимо проверить заранее выбранные параметры мощности кондиционирования и выбрать толщину теплоизоляции. В результате исследований получена 3D-модель в COMSOL, определены параметры всех используемых материалов, построены связи решений, выбрана физика процессов и вид решателя. На основе моделирования выбрана толщина изоляции, получены результаты моделирования работы системы кондиционирования для поддержания рабочей температуры аккумуляторных батарей, и продемонстрированы результаты, которые подтверждают механическую надежность МУЗЭ.
Бесплатно
Моделирование работы управляемых компенсаторов в электрических сетях
Статья научная
Произведен выбор управляемого статического компенсатора реактивной мощности для ПС 20 Никель. Выполнено моделирование участка энергосистемы с подключенным компенсатором с целью анализа характеристик энергосистемы.
Бесплатно
Статья
Скорость внедрения электротранспорта зависит от уровня развития зарядной инфраструктуры, к которой предъявляются все новые требования, в том числе по повышению удобства эксплуатации и снижению времени заряда. Решением проблемы может стать внедрение беспроводной зарядки электромобилей (устройство индукционное зарядное – УИЗ). Однако для изготовления эффективного УИЗ (без предварительного расчета и моделирования КПД устройства может не достигать 10 %) необходимо выбрать параметры катушек и провести моделирование частотных характеристик напряжения. Для этого в рамках реализации проекта по созданию мобильной установки заряда электротранспорта была решена задача по моделированию работы УИЗ. В соответствии с техническим заданием построена катушка в Excel, которую в качестве геометрии использовали в Comsol для оценки распределения магнитных полей. Для изучения частотных характеристик использовалась программа CST Studio. При помощи данных программ проведено моделирование разных методов реализации УИЗ с получением частотных характеристик. Подтверждено, что коэффициент связи растет с уменьшением расстояния между частями УИЗ. Проведены расчеты резонансных контуров, ожидаемого КПД для обоих типов резонансных контуров, сделан вывод, что уменьшение расстояния приводит к уменьшению резонансной частоты системы связанных контуров. Разработанная модель позволяет получить значения емкостей контура для образования резонанса, переходить к практической реализации и проводить верификацию полученных моделей.
Бесплатно
Моделирование сейсмической локации в трехмерных средах
Статья научная
Дано описание и представлен принцип работы программы "Сейсмоконфигуратор", разработанной в Кольском филиале Геофизической службы РАН (КФ ГС РАН). Показано, что данная программа позволяет задать трѐхмерную скоростную модель сейсмической среды, лоцировать в ней сейсмические события и моделировать ошибки локации, вызванные неточностью скоростной модели и погрешностями измерений времѐн приходов сейсмических волн на станции. Применѐн новый подход к моделированию, в котором проводящая среда заменяется стохастическим графом из большого числа вершин и рѐбер. Для описания моделей предложен простой язык задания параметров.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты численного моделирования теплового режима объекта долговременного хранения отработавшего ядерного топлива в варианте встроенной железобетонной конструкции. Приведены доказательства по обеспечению безопасного теплового режима объекта в условиях выбранной компоновки для широкого диапазона параметров модели.
Бесплатно
Статья научная
Проведено экспериментальное и расчетное исследование наведенного напряжения на отключенной воздушной линии электропередачи, вызванной влиянием контактной сети железной дороги переменного тока. Методом теоретического исследования при выполнении расчетов наведенного напряжения являлось математическое моделирование. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс ATP-EMTP, который позволяет моделировать линии электропередачи и тяговые сети железных дорог на основе их физических параметров с учетом изменения геометрии взаимного расположения и производить расчеты при различных режимах заземления ремонтируемой линии. Исходными данными для расчетов являлись измеренные значения токов и напряжений тяговой сети. Экспериментальное исследование значений наведенного напряжения и токов в тяговой сети проводилось на отключенной воздушной линии электропередачи и на проходящем вблизи однопутном участке железной дороги переменного тока. Для расчетного исследования наведенного напряжения были построены модели сближения исследуемых объектов в двух вариантах: когда на влияющем участке железной дороги находятся один и два электроподвижных состава. Сравнение результатов расчетного и экспериментального исследований наведенного напряжения на линии в большинстве рассмотренных случаев показало незначительные проценты относительной погрешности расчетных значений (4-7 %). Таким образом, результаты выполненного исследования позволяют рекомендовать программный комплекс ATP-EMTP для оценки уровня наведенного напряжения на отключенных воздушных линиях электропередачи, имеющих участки сближения с электрифицированными железными дорогами, с возможностью задания максимальных рабочих токов во влияющей контактной сети.
Бесплатно
Моделирование элементов энергетических систем при транспортировании тепловой энергии
Статья научная
Теплоснабжение промышленных предприятий и объектов жилого сектора является в последние годы экономической и технической проблемой. Следует учитывать, что эффективность работы теплогенерирующего оборудования зависит не только от его технического совершенства, вида топлива, но и работы распределяющей сети, учитывающей тепловые, гидравлические потери, характеристик и режимов использования объектов теплоснабжения - зданий и технологических процессов. Возможность отпуска из системы теплоснабжения максимального расхода теплоты с учетом несовпадения максимумов и видов потребляемого ресурса у отдельных потребителей должна обеспечиваться правильным выбором набора оборудования источников энергии, а также пропускной способностью транспортных систем и возможностью ее регулирования. Крайне важно настраивать систему на эффективную работу не только на расчетном режиме (обычно на режиме максимальной нагрузки), но и всем диапазоне нагрузок, ибо расчетный режим во времени зачастую занимает относительно небольшую часть эксплуатационного времени. Таким образом, эффективность работы систем теплоснабжения во многом определяется используемым методом ее регулирования, включающим возможности регулирования работы основных агрегатов и элементов системы. В статье определены управляющие факторы, влияющие на эффективность работы системы. Представлены математические модели элементов системы, позволяющие регулировать количество отпущенной потребителям тепловой энергии в функции от режима работы системы. Отдельно рассмотрена и реализована математическая модель системы управления работой приводов электрических машин, используемых в системе.
Бесплатно
Модель аналитической системы поиска повреждений на воздушных линиях вследствие грозовых разрядов
Статья
Проблема поиска повреждений на воздушных линиях (ВЛ) вследствие грозового разряда актуальна для потребителей электроэнергии и ее поставщиков. Прямое попадание молнии в элементы ВЛ приводит к разрушению изоляторов, обрывам проводов и тросов, отключению потребителя. Основной задачей обслуживающего персонала является поиск повреждений, которые возникают после грозового разряда. Обычно для этого применяются специальные, установленные на подстанциях устройства, основанные на волновом методе, также используется визуальный метод. Предлагается модель обнаружения вероятных повреждений элементов воздушных линий путем создания подробной базы данных ВЛ региона и объединение этой базы данных с пополняемым в реальном времени архивом грозовых разрядов. Такая модель в соответствии с предложенным алгоритмом позволит составить список опор, вероятно попавших под воздействие грозового разряда, выявить принадлежность этих опор к конкретным ВЛ, и оповестить обслуживающий персонал о координатах и опорах ВЛ, где возможны повреждения. Модель имеет низкие эксплуатационные издержки, легко разворачивается в любой энергосистеме, но требует достаточной точности обнаружения грозовых разрядов и определения их координат. Решение проблемы точности обнаружения сводится к установке в регионе некоторого количества грозопеленгаторов той или иной системы. В статье рассматриваются данные вопросы на примере энергосистемы Мурманской области и грозопеленгаторов системы Blitzortung.
Бесплатно
