Научный архив: статьи

В данной работе представлена математическая модель для анализа работы модифицированного радиального подшипника скольжения, функционирующего на истинно-вязком смазочном материале. Модифицированная конструкция подшипника отличается нестандартным профилем опоры подшипниковой втулки и наличием полимерного покрытия с осевой канавкой на поверхности вала. Разработанная математическая модель учитывает ключевые факторы, влияющие на работу подшипника: вязкость смазочного материала, параметры конструкции подшипника (включая геометрические характеристики полимерного покрытия с канавками и форму опорного профиля втулки), а также влияние тепловых и механических нагрузок на величину рабочего зазора. Для моделирования гидродинамических процессов в смазочном слое использованы методы вычислительной гидродинамики и численные методы, позволившие получить детальные данные о распределении давления и скорости. В основе математической модели лежат уравнение движения жидкого смазочного материала в приближении «тонкого слоя» и уравнение неразрывности. Валидация модели проведена путем сопоставления результатов расчетов с данными лабораторных испытаний, что подтверждает ее адекватность и применимость для анализа и оптимизации характеристик подобных подшипниковых узлов. Результаты исследования подчеркивают значительную роль ширины канавки в полимерном покрытии и адаптации профиля опорной поверхности под реальные условия эксплуатации. Полученные данные могут быть использованы для проектирования и оптимизации подшипниковых узлов с улучшенными характеристиками трения.

В настоящей статье представлены результаты, служащие методической основой при создании цифрового двойника маслоохладителя системы смазки дизельного двигателя. На первом этапе проведена декомпозиция маслоохладителя на отдельные узлы, а также созданы математическая и компьютерная модели узлов маслоохладителя системы смазки двигателя. На втором этапе проведено численное моделирование гидродинамических и тепловых процессов при работе узлов маслоохладителя с целью верификации и валидации моделей с привлечением экспериментальных данных. На основе результатов расчетов выработаны рекомендации по повышению точности построения математической и компьютерной модели цифрового двойника маслоохладителя, а также предложены подходы к усовершенствованию конструкции.

Рассмотрен вопрос идентификации математических моделей рабочих процессов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Для совершенствования методов управления данными системами необходимо иметь адекватное описание рабочих процессов, которые протекают в них. С точки зрения теории автоматического управления такие системы являются сложными объектами с распределенными параметрами, а рабочие процессы трудно поддаются четкой формализации. В этой связи актуальной является задача идентификации данных систем как объектов автоматического управления. Выполнен анализ методов структурной и параметрической идентификации сложных динамических систем. Показано, что системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха инерционны, в которых регулируемая переменная стабилизируется на некотором значении, а переходные процессы имеют не колебательный вид и характерное запаздывание. Рекомендована идентификация математических моделей рабочих процессов данных систем передаточными функциями апериодических звеньев первого и второго порядков с запаздыванием. Авторами представлен пример математической модели отопительно-вентиляционной системы в виде передаточной функции для температуры в значимой (рабочей) зоне помещения по мощности теплового потока приточного воздуха.

Данная статья посвящена анализу макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли. Сектор трубопроводного транспорта играет основополагающую роль для функционирования российских нефтегазовых компаний, поскольку системы нефтегазовых трубопроводов обеспечивают экономически эффективную, устойчивую, надежную транспортировку энергоносителей. Нефтегазовая отрасль РФ составляет отраслевую основу формирования ВВП РФ, экспортной выручки при транспортировке нефтегазовых ресурсов. При этом трубопроводные системы представляют собой ключевой инфраструктурный объект, с помощью которого можно объединить процессы добычи, переработки и экспорта нефтегазовых ресурсов. Тем не менее, современное развитие сектора трубопроводного транспорта обусловлено разнообразием макроэкономических детерминантов, которые целесообразно проанализировать в рамках данного научного исследования. Усиление международного санкционного давления на современное развитие нефтегазового сектора, топливно-энергетических компаний РФ предполагает переориентацию логистических маршрутов транспортировки энергоносителей, уменьшение зависимости российских нефтегазовых компаний от европейских рынков. Устойчивое развитие нефтегазовых трубопроводов зависит от стабильности рыночной конъюнктуры, проявлений воздействия международных санкций, скорости перехода к возобновляемым источникам энергии. Цель исследования - разработка стратегических направлений инвестиционной деятельности в секторе трубопроводного транспорта нефтегазовой отрасли РФ на основе результатов анализа макроэкономических детерминантов. Основные результаты исследования: 1) построена модель анализа макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли РФ; 2) приведены результаты анализа воздействия международных санкций на транспортную логистику в нефтегазовой отрасли РФ (переориентация экспортных потоков нефтегазовых ресурсов, результат которой состоит в уменьшении зависимости нефтегазовых компаний от европейских сырьевых рынков); 3) отражены результаты разработки стратегических направлений инвестиционной деятельности в секторе трубопроводного транспорта нефтегазовой отрасли РФ, исходя из действующих национальных проектов и программ бюджетного финансирования нефтегазовой отрасли РФ. Материалы исследования: статистические данные Росстата, отраслевых ассоциаций ТЭК РФ за 2015-2024 гг., крупнейших корпораций топливно-энергетического, нефтегазового сектора, угольной промышленности за период 2022-2024 гг.

Методы исследования: систематизация, сравнительный анализ, сопоставительный анализ, анализ статистических временных рядов, обобщение, экономико-математическое моделирование, абстрактно-логический метод, индукция, дедукция, системный подход к экономическому анализу, концептуализация и алгоритмизация данных, графическая и табличная визуализация данных. Основные выводы исследования: 1) представленная математическая модель анализа макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли РФ способствует количественной оценке воздействия значимых макроэкономических детерминантов на современное развитие сектора трубопроводного транспорта в РФ. Математическая модель анализа учитывает нелинейность пороговых значений цен на нефтяные ресурсы, является адаптивной к рыночной волатильности в нефтегазовом секторе, а также может быть интегрирована в отраслевую стратегическую концепцию современного и перспективного развития организаций топливно-энергетического сектора. Результаты построения математической модели показали, что региональная специфика в значительной мере воздействует на уровень инвестиционной привлекательности нефтегазовых трубопроводов, Восточное направление транспортировки энергоносителей отражает максимальную устойчивость сбыта, экспорта для отечественных организаций нефтегазового сектора РФ, при этом Европейское направление транспортировки энергоносителей наиболее чувствительно к международным санкциям; 2) воздействие на сектор трубопроводного транспорта нефтегазового сектора РФ международных санкций обусловливает потребность в переориентации экспортных потоков нефтегазовых ресурсов в целях уменьшения зависимости от европейских рынков энергоносителей. Авторами были представлены предложения по практической апробации новых логистических маршрутов экспорта нефтегазовых ресурсов в 2025-2027 гг.; 3) на основе результатов анализа макроэкономических детерминантов развития сектора трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли РФ авторы представили стратегические направления инвестиционной деятельности в секторе трубопроводного транспорта нефтегазовой отрасли РФ с учётом реализации направлений государственной поддержки по субсидированию процентных ставок привлеченных ресурсов частными инвесторами, национального проекта «Инфраструктура для жизни» на период до 2030 года: механизм совместного финансирования проектов строительства и эксплуатации нефтегазовых трубопроводов, их ориентация на Восточно-Азиатское направление в рамках необходимости обеспечения технологического суверенитета нефтегазовой отрасли.

В статье представлены основные компоненты математической модели, представляющей процесс работы при создании информационной системы. Разработка автоматизированных информационных систем требует значительных затрат как ресурсов, так и времени. Процесс разработки автоматизированной информационной системы состоит из ряда этапов, требующих тщательного планирования и управления, а именно анализа требований к системе, проектирования, программирования, отладки, внедрения и сопровождения. Оценка трудоемкости этапов программирования и отладки основана на подходе М. Холстеда и составляет 60–70 % от общих затрат на разработку информационной системы. Задачи, решаемые в данном исследовании, позволяют сделать шаг в направлении повышения уровня автоматизации информационных систем. Реализация математической модели оптимизации работ позволит повысить общий уровень автоматизации разработки

Целью нашего исследования является создание алгоритма дифференциальной диагностики легочного туберкулеза и саркоидоза на основе анализа фенотипических изменений клеток приобретенного иммунитета, циркулирующих в периферической крови.

Разработка компьютерных моделей ортопедических изделий позволяет добавить в арсенал травматологаортопеда цифровой инструментарий, позволяющий рассчитать биомеханические последствия выбранной тактики реконструктивно-восстановительного лечения. Так, при использовании метода наружной чрескостной фиксации с помощью цифрового двойника аппарата Илизарова модификации Багирова оперирующий хирург на предоперационном этапе может оценить влияние выбора компоновки аппарата на риск возможной дестабилизации взаимоотношений костных фрагментов. Клиническими показаниями к использованию аппарата Илизарова модификации Багирова являются переломы костей голени, которые составляют до 45 % случаев от всех переломов длинных костей скелета человека. Сращение переломов сопровождается большим числом осложнений, поэтому проблема улучшения результатов лечения пациентов с указанной травмой по-прежнему актуальна для современной травматологии и ортопедии. Использование аппаратов наружной фиксации позволяет также обеспечить стабильно-функциональную фиксацию костных фрагментов для устранения сложных деформаций костей конечностей. Применение компрессионно-дистракционных аппаратов позволяет расширить потенциальное использование аппаратов наружной фиксации для решения задач дистракционного остеогенеза. Биомеханические взаимоотношения в системе «кость – аппарат» являются значимым фактором, позволяющим объективизировать компоновку аппарата и режим двигательной реабилитации в раннем послеоперационном периоде. В рамках проведенного исследования была построена математическая модель аппарата Илизарова модификации Багирова и с помощью метода конечных элементов рассчитано напряженно-деформированное состояние компонент конструкции аппарата при модельных нагрузках. Для валидации построенной компьютерной модели был проведен натурный эксперимент на универсальной испытательной машине Walter+Bai AG LFM-50. Исследуемая конструкция была подвергнута осевому сжатию нагрузкой до 1000 Н. В результате проведенного сравнительного анализа резистентности аппарата осевому сжатию, выявлено, что результаты расчета методом конечных элементов с достаточной точностью описывают результаты эксперимента. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными позволяет утверждать, что предложенная компьютерная модель корректно описывает механическое поведение исследованного медицинского изделия и может быть использована при проведении вычислительных экспериментов для оценки функциональности различных компоновок аппарата

Разработана комплексная модель формирования вектора внешнего возмущения на осевой коронке исполнительного органа, учитывающая влияние горно-геологических условий и режимных параметров работы комбайна на процесс разрушения горного массива, которая состоит из моделей разрушаемого массива и поверхности забоя, нахождения координат вершины резца в забое, оценки условия контактирования резца с массивом, определения параметров процесса разрушения массива резцами коронки для определения усилий резания и подачи на резце с учетом выполнения условия контакта резца с забоем. Адекватность математической модели оценивалась путем сравнения показателей, полученных в ходе модельных и экспериментальных исследований: средней мощности на разрушение за цикл, теоретической производительности, удельных энергозатрат за цикл, длительности обработки забоя

В статье представлена математическая модель расчета времени дозирования рудного сырья как основа создания программного комплекса автоматизации работы смесителей дозировочных комплексов отечественных горнорудных предприятий. Применение разработанной модели дает возможность проектировать современные дозировочно-смесительные комплексы для получения необходимого качества рудного сырья при минимальном времени смешивания, что существенно снижает простой технологического оборудования и тем самым повышает энергоэффективность агломерационных фабрик. Отмечено, что представление формы смесителя в виде ячеистой структуры позволило обеспечить неизменность состава рудного материала в процессе смешивания и при этом определить оптимальный закон движения его частиц. При использовании разработанного программного комплекса брак в составе шихты снизился на 11 %, скорость ссыпания сырья увеличилась на 17,4 %, а время общего простоя оборудования сократилось в 1,37 раза

Рассмотрено создание перспективной математической модели для САПР в области электроснабжения с учетом надежности элементов электропитания технологического процесса, а также самостоятельного планирования программой линий электропитания на основе параметров «экономичность – надежность» и «секторы ограничения»

Статья посвящена разработке системы автоматической инспекции проблемных участков протяженных объектов с использованием автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), оснащенных системами технического зрения (СТЗ), в частности многолучевыми гидроакустическими сонарами. Предложенная система позволяет в режиме реального времени на бортовом ЭВМ АНПА динамически строить трехмерную модель трубопровода на основе облаков точек, получаемых от СТЗ. На основе указанной модели автоматически определяются положение протяженного объекта в пространстве и его кривизна, а также уровень погружения трубы в донный грунт. Вычисленные параметры позволяют выявлять потенциально опасные участки, подверженные деформациям или повреждениям. Полученные данные должны использоваться для корректировки миссии аппарата с целью проведения детального дообследования выявленных зон интереса, а также могут быть отправлены на пост оператора с использованием гидроакустического канала связи с аппаратом.

Программная реализация системы выполнена на языке Python с использованием открытых библиотек для обработки трёхмерных данных. Численное моделирование процесса инспекции трубопровода проводилось в среде CoppeliaSim, полученные результаты подтвердили работоспособность и эффективность предложенной системы.

Рассматривается проблема выбора оптимальных стратегий агентов рынка электронной торговли, осуществляемой ритейлерами через маркетплейсы. Анализ структуры и динамики рынка электронной торговли в России показал актуальность этой проблемы вследствие опережающего роста продаж через сеть Интернет по сравнению с динамикой традиционных каналов продаж. Исследован бизнес-процесс электронной торговли для ведущих маркетплейсов Wildberries и Ozon, на основе которого разработаны модели принятия решений для маркетплейсов и ритейлера, выбирающего наилучший канал продаж. Сформированы механизмы определения оптимальных объемов продаж, максимизирующих функции полезности маркетплейсов и ритейлера, доказаны условия оптимальности. Предложена методика оценки диапазонов взаимовыгодных значений объемов продаж на основе областей компромисса. Проведено статистическое моделирование функции спроса на смартфоны при электронной торговле в РФ, а также функций издержек маркетплейсов и ритейлера, на основе которого сформированы функции полезности (прибыли) агентов рынка и построены области компромисса. Сформулированы практические рекомендации по выбору оптимальных стратегий агентов рынка электронной торговли смартфонами, показан экономический эффект изменения стратегий продаж.