ivdon3@bk.ru
В статье рассмотрена динамика ионного пучка в лазерные массы - спектрометре ЭМАЛ – 2. Реализована численная модель, построенная на методе «крупных - частиц», учитывающая влияние полей пространственного заряда и взаимодействие заряженных частиц с полем электродинамической системы. Программный комплекс, который реализует математическую модель движения ионного пучка, состоит из двух частей. Первая часть - программа, написанная на языке С++, в которой задаются начальные условия, рассчитывается кулоновское взаимодействие между крупными частицами с помощью метода «частица-частица», интегрируется система дифференциальных уравнений с помощью метода Рунге-Кутты четвертого порядка, а также запись и обработка результатов. Вторая часть — скрипт для пакета FreeFem++, в котором реализовано решение дифференциальных уравнений в частных производных методом конечных элементов. Проведена серия численных экспериментов и их сравнение с данными, полученными экспериментально.
Ключевые слова: метод «крупных частиц», лазерный масс – спектрометр, метод «частица – частица», электродинамическая система, метод Рунге-Кутты, лазерная плазма, магнитный анализатор, ионный пучок, фокусирующая система, триангуляция
01.04.02 -Теоретическая физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрена динамика ионного пучка в тандемном лазерном масс-рефлектроне. Программный комплекс, реализующий математическую модель движения ионного пучка, построен на методе «крупных - частиц», учитывает влияние поля пространственного заряда и взаимодействие ионов с полем электродинамической системы. Получено распределение потенциала в узлах прибора путем численного решения уравнения Лапласа с помощью математического пакета Freefem++, в котором реализовано решение дифференциальных уравнений в частных производных методом конечных элементов. Показано отсутствие неоднородности электрического поля внутри рефлекторов. Проведена серия численных экспериментов, которая показала удобство применения метода конечных элементов для численного решения задач электростатики и ионной оптики, а также эффективность использования численного моделирования для разработки и оптимизации параметров масс-спектрометров.
Ключевые слова: метод «крупных частиц», лазерный масс-спектрометр, метод «частица- частица», электродинамическая система, метод Рунге-Кутты, лазерная плазма, ионный пучок, фокусирующая система, триангуляция, газообразующие примеси, времяпролетный масс-спектрометр
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассмотрены процессы модификации стекла для элементов микрофлюидики путем локального теплового нагрева электронным лучом сопровождающиеся десорбцией элементного состава поверхности стекла. Исследовались образцы силикатного стекла, подготовленные по стандартной технологии полировки и после электронно-лучевой обработки. Проведенные оценки показали, что глубина обеднения поверхностного слоя слабосвязанными щелочными элементами достигает 20-50 нм. При этом температурный фронт обработки достигает глубины 50 мкм.
Ключевые слова: микрофлюидика, электронно-лучевая обработка, элементный состав стекла, диффузия, десорбция, уравнение Френкеля–Андраде
В статье рассматривается актуальная задача построения алгоритма, основанного на взаимодействия параллельно работающих компонентов. В работе приводятся элементы разработанной авторами методики параллельного функционирования алгоритмов на базе теории графов. Показано, что построение алгоритма с параллельным функционированием компонентов невозможно без учёта времени, для чего было введено понятие временной оси, а последовательностный алгоритм представлен в виде двудольного графа путём его доопределения. Показанные в статье методы представления параллельных алгоритмов, реализованные в виде дуальных графов или матрично-предикатном виде, дают возможность использовать их при описании сложных управляющих и измерительных систем. Сделан вывод, что преимущество подобного представления параллельного функционирования алгоритмов заключается в том, что становится возможным работать с параллельными иерархическими структурами, отслеживая изменения в каждой из них при помощи вводимых временных осей.
Ключевые слова: алгоритм, параллельная обработка данных, алгоритмизация параллельной работы объектов, последовательностные алгоритмы, предикативный блок, временная ось, дуальный граф, взаимодействие параллельных алгоритмов, граф-схема алгоритма, функционально-предикатный
Методом просвечивающей электронной микроскопии исследована морфология продуктов гидратации модифицированного портландцемента. Обнаружено, что одновременное присутствие в системе поливинилового спирта и сахарозы по своему влиянию на морфологию наночастиц гидросиликатов носит синергетический характер и аналогично кратному повышению концентрации сахарозы.
Ключевые слова: Модифицированный цементный камень, просвечивающая электронная микроскопия, морфология наночастиц гидросиликатов, сахароза, ПВС, синергетический эффект.
В работе приведены результаты ординационного анализа растительного покрова степей бассейна Дона
Ключевые слова: ординация, бассейн Дона, степи
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе на основе уравнений Навье-Стокса, уравнения неразрывности с учетом зависимости вязкости от давления, уравнения Дарси с учетом зависимости проницаемости пористого слоя от давления дается метод формирования точного автомодельного решения задачи гидродинамического расчета радиального подшипника, работающего на трехслойном смазочном материале. В результате найдено поле скоростей и давлений в смазочных слоях и получены аналитические выражения для компонент вектора поддерживающей силы и силы трения. Найдены рациональные по несущей способности значения параметров характеризующих различные аспекты функционирования рассматриваемого узла трения, а именно: профиль опорной поверхности; особенные взаимодействия смазочной жидкости с поверхностями узла трения с учетом зависимости вязкости от давления (образование промежуточных слоев смазки с разными вязкостями).
Ключевые слова: трехслойная смазка, поддерживающая сила, адаптированный профиль, стратифицированное течение.
05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.02.04 - Трение и износ в машинах
Рассмотрены вопросы создания математических моделей многообмоточных трансформаторов (МТ), входящих в состав трансформаторно-тиристорных регуляторов напряжения (ТТРН). Математические модели МТ формируются на основе метода структурного моделирования. Приведена структурная схема МТ, с помощью которой произведено исследование коммутационных режимов работы однофазных ТТРН.
Ключевые слова: трехфазный трансформатор, тиристорный регулятор напряжения, моделирование, Simulink
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассматривавются проблемы уборки и вывоза снега с городских дворов. Анализируются тенденции развития снегоплавильных пунктов, как способ сокращения трудовых и экономических затрат. Приведены рекомендации по модернизации снегоплавильных пунктов.
Ключевые слова: Снегоплавильный пункт, растепление, тепловой баланс, теплопроводность, интенсификация, фазовый переход.
05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины
В работе на основе уравнений Дарси, определяющих течение смазки в пористых слоях, и модифицированного уравнения Рейнольдса в рамках модели короткого подшипника решается задача о неустановившемся движении вязкой несжимаемой смазки в зазоре двухслойного пористого подшипника. Здесь рассматривается случай, когда проницаемость в пористых слоях в осевом направлении меняется по нормальному закону, а комбинированная подача смазки производится одновременно в осевом и перпендикулярном оси подшипника направлениях.
В результате найдено поле давлений в пористых слоях и в смазочном слое и получены аналитические зависимости для усилий масляной пленки. Составлено уравнение движения шипа и решена задача об устойчивости нестационарного движения шипа в подшипнике, Установлено, что в случае комбинированной подачи смазки подшипник работает более устойчиво по сравнению со случаями осевой или перпендикулярной оси направлениях подачи смазки. Полученные в работе результаты могут быть предложены для разработки цилиндрических демпферов с двухслойной пористой обоймой, эффективно ослабляющих передаваемые усилия дисбаланса при комбинированной подаче смазки.
Ключевые слова: двухслойная пористая втулка; проницаемость пористых слоев; несущая способность; уравнение движения шипа; устойчивость
05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.02.04 - Трение и износ в машинах
В статье рассмотрены основополагающие критерии рациональности и эффективности. Проведен анализ состояния природохозяйственной деятельности Воронежской области по трем основным критериям. Раскрыты и проанализированы данные критерии, обоснованы их системные решения.
Ключевые слова: критерии эффективности и рациональности, система комплексного взаимодействия,экономические,социальные и экологические критерии, комплексная связь.
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
Сведения об авторах выпуска №1 (2014)
Ключевые слова: авторы
Как известно, в настоящее время в качестве модели гидродинаимческой смазки в подшипнике скольжения широко используется микрополярная смазка. Существенным недостатком существующих рабочих моделей подшипников скольжения, работающих на микрополярной смазке заключается в том, что здесь не учитывается зависимость вязкостных характеристик микрополярной смазки от давления. Естественно, возникает необходимость не только учета зависимости вязкостных характеристик от давления при разработке аналитического метода прогнозирования оптимальных по несущей способности характеристик, присущих микрополярным смазкам, но и прогнозирование оптимального профиля опорной поверхности радиального подшипника [1-3].
Решению данной задачи посвящена данная работа.
Ключевые слова: радиальный подшипник, режим трения, проницаемость пористого слоя, микрополярная смазка.
05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.02.04 - Трение и износ в машинах
Умение правильно выбирать противоизносные присадки [1–6] позволяет создать смазочные материалы, которые в тонких слоях обладают иными свойствами, чем в больших объемах. Обычно принято считать, что присадки функционируют лишь в зоне граничной смазки и не входят в область гидродинамической теории смазки. Однако, благоприятное влияние присадок как указывается во многих работах [1-5] имеет место в режиме «тонкого слоя» гидродинамической смазки.
Как известно, подшипники жидкостного трения работают на разных видах смазочных материалов, которые состоят из масляной основы и композиции присадок, обеспечивающих маслу необходимые функциональные свойства. Добавки полимеров с высоким молекулярным весом придают маслам вязкоупругие свойства. Анализ существующих работ [7–9], посвященных расчету подшипников скольжения, работающих на вязкоупругой смазке, показывает, что в них не учитывается зависимость вязкости и модуля сдвига от давления и температуры, а режим трения предполагается ламинарным. Как известно [10], высокоскоростные подшипники работают в турбулентном режиме трения, более высоким повышенным давлением и температуры и поэтому разработка методов расчета подшипников скольжения, работающих на вязкоупругой смазке требует учета выше указанных факторов.
В связи с выше написанным приведем сначала разработку расчетной модели упорных подшипников, работающих на микрополярной смазке с учетом вязкостных характеристик этих смазок от давления в отличие от существующих расчетных моделей, не учитывающих этих зависимостей (задача 1).
А затем рассмотрим расчетную модель упорного подшипника повышенной несущей способности, работающего на вязкоупругой смазке с учетом зависимости ее характеристик от давления (задача 2).
Ключевые слова: упорный подшипник с адаптированной упорной поверхностью, неньютоновские смазочные материалы
05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.02.04 - Трение и износ в машинах
Приведено описание метода, позволяющего построить иерахию криетриев для решения задач принятия решения при управлении сложными многопараметрическими системами на основе функциональной декомпозиции. Результат функциональной декомпозиции оформляется в виде онтологии, построенной на основе дескриптинвых логик, позволяющих выстраивать иерархию концептов.
Ключевые слова: онтологический анализ, системный анализ, онтология, дескриптивные логики
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)