Механика. Математическое моделирование. Рубрика в журнале - Вестник Пермского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика

Оптимальное торможение жесткого цилиндра неоднородной преградой при ударе по нормали с учетом трения

Аптуков Валерий Нагимович, Хасанов Александр Ренатович

Статья научная

Впервые постановка задачи поиска оптимального распределения механических характеристик неоднородной преграды минимального погонного веса при динамическом проникании в нее жесткого ударника была выполнена в работах [1, 2]. В настоящей статье, следуя [3, 4], рассмотрена новая постановка задачи оптимизации материала преграды при ударе жесткого цилиндра с учетом трения. Получены критерии оптимальной структуры таких преград.

Бесплатно

Оптимальное управление антикоррупционными ресурсами

Малафеев О.А., Алферов Г.В., Рединских Н.Д.

Статья научная

Рассматривается модель многоагентного взаимодействия между коррупционными структурами и антикоррупционными подразделениями. Решается задача оптимального использования антикоррупционных подразделений для случая компромиссного решения, выбранного в качестве критерия оптимальности.

Бесплатно

Особенности конвективного теплопереноса в магнитных наножидкостях

Божко А.А., Путин Г.Ф.

Статья научная

Экспериментально исследовано влияние внешнего однородного вертикального магнитного поля на конвективную неустойчивость в плоском горизонтальном слое магнитной наножид-кости, подогреваемом снизу или сверху. Изучены особенности конвективного теплообмена в зависимости от приложенного магнитного поля и перепада температур для жидкостей с различным содержанием магнитной фазы. Показано, что теплоперенос в магнитных наножидкостях увеличивается благодаря термомагнитной конвекции в несколько раз. При подогреве слоя снизу обнаружено не согласующееся с предсказаниями теории стабилизирующее влияние магнитного поля на конвективную неустойчивость.

Бесплатно

Особенности моделирования и оптимизации баллистических свойств многослойных преград при высокоскоростном ударе

Аптуков В.Н., Дубинский А.В., Хасанов А.Р.

Статья научная

На основе обобщения опыта исследования соответствующих проблем авторами рассматриваются особенности задач сравнения монолитных преград со слоистыми, а также слоистых преград (СП) различной структуры между собой с точки зрения наилучшего обеспечения защиты против высокоскоростного удара. Под СП понимаются как преграды со слоями в контакте, так и с воздушными зазорами между ними. Большое внимание уделяется обсуждению характерных подходов к проблеме. Кратко изложены основные результаты исследований.

Бесплатно

Особенности реализации алгоритма многомерного взвешивания наблюдений

Чечулин В.Л., Кичв А.С.

Статья научная

Описана реализация алгоритма многомерного взвешивания наблюдений, использующая исходную функцию взвешивания, основанную на неравенстве Чебышёва, и итерационный подход, - результаты взвешивания наблюдений предназначены для получения устойчивых оценок в многомерных методах (корреляции, регрессии и т. п.), приведены примеры вычисления таких оценок. Приведенный алгоритм используется при итерациях перенормировки по одномерным подпространствам, т. е. не зависим от выбора масштаба измерений по отдельным осям исходных многомерных данных.

Бесплатно

Откатные строительные пушки от прошлого до настоящего

Остапенко Е.Н.

Статья научная

Кратко рассказана история создания математической теории и эксплуатация артиллерийских орудий, предназначенных для застреливания строительных элементов в грунт. Приведена историческая справка, охватывающая временной период от 30-х гг. до середины 90-х гг. XX в. Показаны созданные в России установка для застреливания анкеров УВА-2, успешно эксплуатировавшаяся в Тюмени при креплении трубопроводов от всплытия на болотах, и многофункциональная установка для застреливания анкеров и свай УЗАС-2 (фотографии УЗАС-2 при вертикальном застреливании свай и горизонтальном проколе возвышенностей см. на рис. 1 и 2). В статье опписан способ импульсного вдавливания свай в грунт, предложенный в середине 90-х гг., приведены численные характеристики эффективности и производительности УЗАС-2, полученные в результате промышленной эксплуатации установки при обустройстве нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири и промышленном строительстве на Урале. Описаны особенности конструкции одноствольных орудий, которые можно применять при проведении строительных работ на воде, а также обосновывается использование способа импульсного вдавливания длинных строительных элементов в донный грунт из пушек, расположенных на водной поверхности. Приведены основные результаты современных исследований, начинающиеся с 2000 г. В частности, приведена принципиальная схема конструкции многоствольных строительных артиллерийских орудий. Численные эксперименты, проведенные на основе математических моделей многоствольных строительных пушек, позволяют предполагать, что многоствольные пушки при решении задач строительства будут также эффективны, как и одноствольные, так, например, численными экспериментами показана возможность застреливания свай в грунты средней плотности из многоствольных пушек на глубину свыше 30 м.

Бесплатно

Оценка напряженно деформированного состояния вязкоупругой крупногабаритной оболочечной конструкции, нагруженной внутренним давлением

Кашин Н.Н., Пестренин В.М., Пестренина И.В.

Статья научная

Рассматривается вязкоупругая крупногабаритная оболочечная конструкция под внутренним давлением. Материал конструкции - ортогонально армированный углепластик. Изучается влияние вязко-упругих свойств материла конструкции на ее поведение во времени, опреде­ляются зоны концентрации напряжений.

Бесплатно

Параллельные вычисления в задаче анализа движения механической системы в случайной термовязкоупругой среде

Полосков И.Е., Полосков И.И., Soize C.

Статья научная

В данной статье представлена техника применения параллельных вычислений для приближенного вероятностного анализа поведения одной динамической механической системы с учетом термовязкоупругости среды. Для изучения указанной системы, описываемой линейными стохастическими интегро-дифференциальными уравнениями, использовались модификации итерационного метода аппроксимации функций Грина и полунеявного метода Эйлера-Маруямы в сочетании с методом статистического моделирования. Представлены общее описание модели, схема использования известного пакета компьютерной алгебры Mathematica для подготовки вычислений, описаны алгоритмы и методология использования параллельных вычислений, приведены некоторые результаты экспериментов на компьютере с процессором, имеющим четыре ядра, и полученные выводы и рекомендации.

Бесплатно

Перестройка волнообразного рельефа упругого слоя под действием нагрузки

Комар Л.А., Свистков А.Л., Беляев А.Ю.

Статья научная

Перспективной идеей на пути создания биосовместимых полимерных имплантатов является предложение использовать ионно-плазменную обработку поверхности, которая находится в контакте с биологической тканью. В результате этой обработки возникает карбонизированный нанослой, который не отторгается организмом. Если для изготовления медицинского изделия будет использован мягкий полимерный материал (например, биоинертный полиуретан), то возникает ряд проблем. Материал может сильно деформироваться при движениях биологической ткани. При этом будут возникать изменяющиеся во времени напряжения в нанослое. Кроме того, возникающий при ионно-плазменной обработке карбонизированный слой имеет волнообразную поверхность, что свидетельствует о существовании напряжений в исходном состоянии. Целью данного исследования является математическое моделирование возможных перестроек тонкого упругого слоя. Полученные аналитические решения позволяют объяснить возможное поведение упругого слоя и условия потери устойчивости того или иного деформированного состояния. Показано, что в результате изменения нагрузок возможно появление новой ориентации волнообразного рельефа. Полученное решение может быть использовано для понимания возможных явлений, связанных с геометрическими изменениями нанослоев на мягких материалах.

Бесплатно

Переходы между электроконвективными режимами слабопроводящей жидкости при инжекции заряда в горизонтальных ячейках с разным аспектным отношением

Ильин В.А., Рушинская К.С.

Статья научная

Изучены нелинейные режимы электроконвекции неизотермической слабопроводящей жидкости в постоянном электрическом поле горизонтального слоя при униполярной инжекции заряда с катода. Рассмотрены прямоугольные ячейки разной длины с условиями периодичности. Построены бифуркационные диаграммы режимов электроконвекции.

Бесплатно

Перманентные вращения гиростата в комбинированном силовом поле

Макеев Н.Н.

Другой

Рассматриваются перманентные движения относительно неподвижного полюса гиростата, несущего поверхностные электрические заряды в однородном стационарном магнитном поле. Установлены свойства этих движений, условия их существования и характеристики осей перманентных вращений. Определено множество скоростей перманентных вращений и зависимость структуры этого множества от геометрических параметров движения. Рассмотрены частные случаи движений, критические случаи и случай кинетической симметрии гиростата.

Бесплатно

Перманентные вращения гиростата-магнетика в магнитном поле

Макеев Н.Н.

Статья научная

Рассматриваются свойства перманентных вращений гиростата, движущегося вокруг неподвижного полюса и обладающего магнитными свойствами, в стационарном однородном магнитном поле.

Бесплатно

Перманентные вращения твердого тела в обобщенном силовом поле

Макеев Н.Н.

Статья научная

На основе обобщенной модели динамики твердого тела проведено исследование свойств его перманентных вращений, реализующихся в силовом поле общего вида. Рассмотрены некоторые частные случаи перманентных движений.

Бесплатно

Поле интегралов динамики гиростата в световом потоке

Макеев Н.Н.

Статья научная

Приводятся условия существования частных полиномиальных первых интегралов динамиче­ской системы гиростата, движущегося в поле сил светового давления.

Бесплатно

Полиномиальное соотношение для представления полной реакции одного класса двоичных 4D-модулярных динамических систем

Фейзиев Ф.Г., Абаева Н.Б.

Статья научная

Рассматривается вопрос представления полной реакции одного класса двоичных 4D-модулярных динамических систем в виде двухзначного аналога полинома Вольтерры. Приводится рекуррентное соотношение для определения неизвестных коэффициентов этого полинома при известных входной и выходной последовательностей рассматриваемой системы.

Бесплатно

Построение компромиссного набора стратегий в одной линейной дифференциальной игре трех лиц

Лутманов С.В.

Статья научная

Приводится модельный пример, иллюстрирующий алгоритм построения компромиссного набора стратегий в линейной дифференциальной игре трех лиц с существенно более сложной динамикой, чем "простое движение". Показана эффективность этого алгоритма для рассматриваемого случая.

Бесплатно

Построение наилучшей гарантирующей стратегии игрока в одной антагонистической игре с недифференцируемой ценой

Лутманов Сергей Викторович

Статья научная

Рассматривается дифференциальная игра "наведения-уклонения" на гладкой горизонталь- ной плоскости в классе позиционных стратегий. Показано, что не для всех позиций ее цена является непрерывно дифференцируемой функцией. Для реализации оптимальной стратегии первого игрока в работе строится стабильный мост этого игрока, сечение которого в фи- нальный момент времени совпадает с целевым множеством. Оптимальное управление осу- ществляется игроком в форме экстремального прицеливания на построенный мост.

Бесплатно

Построение спектральной плотности решения линейного стохастического дифференциального уравнения в частных производных с постоянными запаздываниями

Полосков И.Е.

Статья научная

Данная работа посвящена распространению схемы Гийюзика (S.Guillouzic), предложенной для вычисления спектральной плотности решения линейного стохастического дифференциального уравнения первого порядка с постоянными коэффициентами и запаздыванием, на новое семейство уравнений - стохастические эволюционные дифференциальные уравнения в частных производных с несколькими постоянными запаздываниями. Задача исследования состояла в построении спектральной плотности стационарного случайного поля - решения гиперболического уравнения с постоянными коэффициентами и случайным входом.

Бесплатно

Построение филогенетического древа славянских языков методами многомерного статистического анализа

Русаков Сергей Владимирович, Нурбакова Диана Магдановна

Статья научная

Рассмотрены различные методы построения филогенетического древа славянских языков и оценки близости языков. Произведено сравнение с традиционной классификацией.

Бесплатно

Представление преобразования "генотип - фенотип" для генетических вычислений

Макарычев Петр Петрович, Слепцов Николай Владимирович

Статья научная

Рассмотрен способ повышения эффективности эволюционно-генетического поиска. Предложены конкретные механизмы кодирования модульных сетевых структур, описаны процедуры прямых и обратных преобразований.

Бесплатно