Механика. Математическое моделирование. Рубрика в журнале - Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика
Статья научная
Рассматривается дискретная динамическая система, состоящая из набора управляемых объектов, динамика каждого из которых описывается соответствующим векторным нелинейным дискретным рекуррентным соотношением при наличии управляемых параметров и возмущений (помех). В системе выделены два уровня принятия управленческих решений - доминирующий (первый уровень) и подчиненный (второй уровень), имеющие различные критерии функционирования и объединенные между собой априори определенными информационными и управленческими связями. Рассматривается задача двухуровневого минимаксного программного терминального управления в дискретной динамической системе. Для исследуемой задачи в данной работе предлагается математическая формализация и общая схема ее решения.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется задача гашения экваториальной составляющей угловой скорости динамически симметричного твердого тела при заданных ограничениях на вектор управляющего внешнего момента. Предполагается, что осевая составляющая угловой скорости является известной функцией времени. В качестве критерия оптимальности используется функционал качества, который характеризует в заданной пропорции расход времени и энергетических затрат. С использованием принципа максимума Л.С. Понтрягина в аналитическом виде найдены минимальное значение функционала, оптимальные управления в форме синтеза, угловые скорости.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется задача оптимального по расходу топлива управления гашением экваториальной составляющей угловой скорости динамически симметричного твердого тела. Для построения оптимального решения применяются принцип максимума Л.С. Понтрягина и метод усреднения. В аналитическом виде найдены угловые скорости, оптимальные управления в форме синтеза, минимальное значение расхода топлива. Приводятся иллюстрирующие примеры.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется задача оптимального управления переориентацией сферически симметрично-го твердого тела в сопротивляющейся среде, при условии, что вектор управляющего внеш-него момента ограничен по модулю. В качестве минимизируемого функционала использу-ется функционал энергетических затрат. Для решения задачи применяются теория кватер-нионов и принцип максимума Л.С. Понтрягина.
Бесплатно
Модели амбивалентных эмоций роботов
Статья научная
Предложены формулы, позволяющие определять знак и единственное численное значение амбивалентной эмоции робота. Введено понятие превалирующей эмоции робота и дан способ ее определения.
Бесплатно
Модели восприимчивости робота к псевдовоспитанию
Статья научная
Предложены математические оценки способности роботов к псевдовоспитанию. Описан способ вычисления впервые введенной авторами психологической характеристики -способности человека к воспитанию, - основанной на теории роботов и компьютерной про -грамме постановки голоса оратора.
Бесплатно
Моделирование биоритмов в масштабах гена, клетки и всего организма
Статья научная
Выделяется три характерных масштаба описания биосистемы: микроскопический (размер гена), мезоскопический (размер клетки) и макроскопический (размер организма). Для каждого случая обсуждается подход к моделированию циркадианных ритмов на примере предложенной ранее модели с запаздыванием. На уровне гена использовалось стохастическое описание. Показана устойчивость механизма ритмов по отношению к флуктуациям. На мезоскопи-ческом уровне предложено детерминистское описание в рамках пространственно-распределенной модели. Обнаружен эффект групповой синхронизации колебаний в клетках. Макроскопические эффекты исследованы в рамках дискретной модели, описывающей коллективное поведение большого числа клеток. Обсуждается вопрос о сшивании результатов, полученных на разных уровнях описания.
Бесплатно
Моделирование дезаксиального двигателя для минимизации сил трения в паре "поршень - цилиндр"
Статья научная
На основании моделирования работы кривошипно-шатунной передачи показана зависимость величины работы силы трения между поршнем и цилиндром от смещения центральной оси поршня. При построении решения в модели учтены геометрические и кинематиче -ские характеристики реальной конструкции.
Бесплатно
Моделирование конвективных течений в CFD-пакетах
Статья научная
Проведено численное исследование формирования конвективных течений в цилиндрическом слое жидкости с локализованным нагревом в центральной части. Для численной реализации задачи использовался конечно-элементный программный комплекс ANSYS. Расчеты проводились двумя различными методами, реализованными в CFD-пакетах CFX и FLUENT. Получены интегральные характеристики, характеризующие временную эволюцию течений. Проведено сравнение решений, полученных различными решателями, с экспериментально полученными данными.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты численного моделирования процессов переноса продуктов горения, выделяющихся при комбинированном пожаре. Комбинированный пожар представляет собой точечный торфяной пожар и распространяющийся от него низовой лесной пожар. Лесной пожар перемещается с течением времени и является нестационарным источником примеси и тепла.
Бесплатно
Статья научная
Описана программная реализация приближенного моделирования пропускной способности дорожной сети города на примере города Березники Пермского края. В модели учтены ос-новные транспортные потоки, применен алгоритм поиска максимального потока. Посредст-вом модели рассмотрены малые возможные изменения дорожной сети с целью повышения пропускной способности всей дорожной сети города в целом; эффективность предложен-ных изменений оценена количественно.
Бесплатно
Моделирование процесса деформирования и разрушения образцов соляных пород при сжатии
Статья научная
Модернизированный деформационный критерий разрушения по предельной главной де-формации как функции коэффициента жесткости напряженного состояния использован при численном моделировании в пакете Ansys процесса сжатия образцов соляных пород Верх-некамского месторождения. Представлен анализ развития зон разрушения образцов различ-ной геометрии, а также соответствующие расчетные кривые напряжение-деформация, включая ниспадающую ветвь. Рассмотрены варианты образцов с включениями глинистых прослоев.
Бесплатно
Статья научная
Проведено теоретическое моделирование процесса коробления вентилятора из полиэтилена, наполненного наночастицами титаната-цирконата свинца Pb(Ti,Zr)O 3, имеющими отрицательный коэффициент температурного расширения. Показано, что при объемном наполнении порядка 30% удается практически полностью устранить эффект коробления, возникающий при остывании данной конструкции.
Бесплатно
Моделирование стохастических систем дифференциальных уравнений с переменными запаздываниями
Статья научная
Рассматриваются вопросы использования метода статистического моделирования (Монте-Карло) для численного исследования нелинейных систем стохастических дифференциальных уравнений с переменными запаздываниями. Приведены примеры анализа систем различного порядка. Произведено сравнение результатов расчетов для линейных систем с кусочно-постоянными запаздываниями, полученных рассматриваемым методом и на основе схемы расширения фазового пространства. Расчетные алгоритмы реализованы на входном языке пакета компьютерной алгебры Mathematica.
Бесплатно
Моделирование трехмерных конвективных течений с помощью пакета OpenFOAM
Статья научная
Проведено численное моделирование свободной тепловой конвекции в ячейке Хеле-Шоу при подогреве снизу. Расчеты выполнены в 3Б-постановке с помощью открытого пакета OpenFOAM, представляющего собой интегрируемую платформу для численного моделирования задач механики сплошных сред. В широком диапазоне управляющих параметров верифицировано приближение плоских траекторий, традиционно применяющееся для ячейки Хеле-Шоу при расчете конвективных движений. Для определенной геометрии продемонстрировано хорошее согласие данных ЗБ-моделирования, экспериментов и результатов двумерных расчетов. Обсуждены границы применимости приближения плоских траекторий.
Бесплатно
Моделирование управления иммунным ответом в условиях неопределенности на основе клинических данных
Статья научная
Цель работы заключается в численном решении задачи управления иммунным ответом в условиях неопределенности. Задача управления описана системой нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом. Условия неопределенности означают, что значения параметров неизвестны, а их оценка уточняется по мере поступления новых экспериментальных данных. Рассматривается иммунный ответ при острой пневмонии и вирусном гепатите B. Построены программы лечения, основанные на реализации иммунотерапии, которая заключается во введении готовых иммуноглобулинов или донорских антител. Представленные результаты основаны на реальных клинических данных.
Бесплатно
Модель амбивалентных эмоций робота
Статья научная
Дается определение амбивалентных эмоций робота. Выводятся основные формулы для описания этих эмоций. Вводится понятие "эмоциональное отношение" робота по паре амбивалентных эмоций, которое может выступать в качестве критерия достижения роботом поставленной цели воспитания.
Бесплатно
Модель аукциона с коррупционной компонентой
Статья научная
При распределении заказов в различных областях народного хозяйства для предотвращения коррупции широко используется практика организации тендеров, которые позволяют снизить завышенные затраты производства, возникающие вследствие коррупции. предлагается многошаговая теоретико-игровая модель аукциона первой цены с возможным возникновением коррупции.
Бесплатно
Модель взаимодействия антикоррупционных органов с коррупционными группами
Статья научная
Формализуется и исследуется нелинейная модель управления антикоррупционными мероприятиями в коррупционной среде с помощью аппарата теории управляемых марковских процессов. Для нахождения оптимальной антикоррупционной стратегии применяется итеративный метод Ховарда. Приведен численный пример.
Бесплатно
Модель взаимодействия прикладных облачных сервисов и суперкомпьютеров
Статья научная
Предложена полуформализованная концептуальная модель взаимодействия прикладных облачных сервисов и суперкомпьютеров. Отличительной особенностью модели является учет возможности запуска задачи на суперкомпьютер из графического интерфейса прикладного сервиса. Пилотная реализация модели выполнена в суперкомпьютерном центре Института математики и механики УрО РАН для интеграции программного обеспечения Matlab и Eclipse в облачной конфигурации с суперкомпьютером "УРАН". Данная реализация и ее практическое использование подтверждают адекватность предлагаемой модели.
Бесплатно
