В данной работе рассматривается процесс разработки игры, наподобие поиска предметов, для мобильных устройств, работающих на базе ОС Android, с помощью MIT App Inventor. Разработан алгоритм игры, приведены блоки кода. Статья предназначена для школьников и студентов, увлекающихся программированием, и будет полезна для преподавателей информатики, при использовании на дополнительных занятиях или организации проектной и исследовательской деятельности школьников и студентов по информатике.

Ключевые слова: MIT App Inventor, мобильные приложения, обучение созданию мобильных приложений, дополнительное образование детей, поиск предметов

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье предложена методика автоматического распознавания типа застройки для системы экологического мониторинга. на базе свёрточных нейронных сетей. Для обучения нейронной сети была выбрана библиотека Keras, содержащая многочисленные реализации основных компонентов нейронных сетей, таких как слои, целевые и передаточные функции, оптимизаторы, и множество инструментов для упрощения работы с изображениями и текстом. Описаны процессы реализации сети с помощью облачной платформы Google Colab, подготовки обучающей выборки, обучения построенной нейронной сети, а также ее тестирования при обучении. Результатом работы является модель свёрточной нейронной сети, способная с точностью порядка 90-92 процентов определять, какой конкретно тип застройки показан на картографическом изображении, что позволяет автоматизировать этот процесс и использовать её в качестве подсистемы для системы экологического мониторинга атмосферного воздуха.

Ключевые слова: система экологического мониторинга атмосферного воздуха, распознание типа застройки, свёрточные нейронные сети, машинное обучение, компьютерное зрение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

В жилых зданиях появилось большое число электроприемников с нелинейными вольт-амперными характеристиками с импульсным режимом работы, что приводит к генерации в электрическую сеть 0,38 кВ высших гармонических составляющих токов, большие величины этих гармоник приводят к ухудшению формы кривой сетевого напряжения. Цель работы - исследование гармоник тока генерируемых электроприемниками жилых зданий, и их влияние на коэффициент несинусоидальности напряжения сети 0,38 кВ. Установлено, что наибольшее негативное влияние на электрическую сеть оказывают ЭП с импульсными блоками питания, такие как ПЭВМ, ноутбуки и нетбуки, а также посудомоечные машины и светодиодные лампы с цоколем E14 и Е27, суммарный коэффициент гармонических составляющих тока у которых составляет 85% ≤ THDI ≤ 205%. В программе Matlab Simulink смоделирована имитационной модели сети 0,38 кВ жилого дома, что позволяет проводить исследования суммарного коэффициента искажений тока KI и напряжения KU в ВРУ. При установленной мощности нелинейной нагрузки превышающей более чем в два раза линейную нагрузку, коэффициент несинусоидальности напряжения в сети 0,38 кВ может превышать установленные ГОСТ 32144-2013 значения.

Ключевые слова: система электроснабжения, электрическая сеть, качество электрической энергии, гармоники напряжения, гармоники тока, электромагнитная совместимость, электроприемник

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Статья посвящена решению актуальной задачи прогнозирования опасных зон ведения горных работ посредством определения положения локальных концентраторов напряжений в отрабатываемом угольном пласте. Актуальность данной задачи подтверждается тем, что интенсификация процессов горного производства неизбежно ведет к увеличению риска возникновения опасных производственных ситуаций, таких как горные удары, внезапные выбросы угля и породы и др. Наиболее опасными зонами проявления горного давления являются выступы краевых участков угольного пласта, пересечения и сопряжения выработок. Противоударные мероприятия, регламентированные нормативными документами, не всегда оказываются достаточно эффективными. Для решения поставленной задачи предложен подход, который позволяет оперативно определять положение локальных концентраторов напряжений с учетом влияния выработанного пространства. Авторами разработана интеграционная сетка, при построении которой деление всей площади на элементарные участки выполняется таким образом, чтобы влияние веса пород кровли над каждым участком было одинаковым. Для реализации такого подхода вводится функции влияния выработанного пространства в виде уравнения эпюры опорного горного давления. На основе результатов численного моделирования напряженно-деформированного состояния геомассива получена экспоненциальная зависимость, позволяющая определять коэффициент концентрации вертикальных напряжений для точек на эпюре опорного горного давления. По величинам вертикальных напряжений, рассчитанных для каждой точки интеграционной сетки, возможно прогнозировать напряженно-деформированное состояние геомассива и обосновывать необходимость проведения противоударных мероприятий. Применение предложенного подхода позволит оперативно осуществлять прогнозирование опасных зон и существенно сократить затраты на проведение противоударных мероприятий.

Ключевые слова: моделирование, геомассив, угольный пласт, интеграционная сетка, прогнозирование, вертикальные напряжения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассмотрен способ дистанционного определения угловой скорости вращения лопастей ветрогенератора, основанный на цифровой обработке видеопотока работы этого ветрогенератора. Анализируются основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться при таком способе измерения угловой скорости. Рассматриваемый способ определения скорости вращения лопастей ветрогенератора возможен при условии, что частота кадров в несколько раз больше определяемой частоты вращения. Найдена мини-мально возможная погрешность этого метода измерения, рассчитана на конкретном при-мере реальная погрешность измерения угловой скорости.

Ключевые слова: цифровая обработка видеопотока, стабилизация изображения ветрогенератора, нахождение контуров лопастей ротора, оценивание угловой скорости вращения ротора

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье приведено описание приближенного аналитического метода расчета влажностного режима многослойных строительных ограждающих конструкций. Новизна предлагаемого метода заключается в использовании аналитической зависимости для определения положения плоскости возможной конденсации, полученной в результате исследования функции, представляющей собой разность парциальных давлений водяного пара в рассматриваемом сечении ограждающей конструкции и парциального давления насыщенного водяного пара на экстремум. Представлены результаты расчета влажностного режима наружной стены жилого здания, строящегося в городе Самаре, с применением монолитного беспесчаного керамзитобетона плотностью, равной 600 кг/м3. Произведенная оценка влагонакопления в рассматриваемой наружной стене как за годовой период эксплуатации здания, так и за период в месяцев с отрицательными температурами, показала на соответствие нормативным требованиям, предъявляемым к отапливаемым помещениям

Ключевые слова: ограждающая конструкция, влажностный режим, влагоперенос, сопротивление паропроницанию, водяной пар, плоскость конденсациигибкости производства

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,

В статье представлены теоретические расчеты и исследования возможности возникновения параметрических колебаний и параметрического резонанса в полимерной самонесущей термопластической трубе «Фуранфлекс». Термопластический, полимерный вкладыш «Фуранфлекс» предлагается в качестве проектного решения устройства отдельного газоотводящего ствола при реконструкции городских котельных и ТЭЦ теплогенерирующими компаниями. Дано подробное описание и анализ возникновения параметрических колебаний. Рассмотрены пример возникновения симметричных параметрических колебаний. Сведения и выводы представленной работы рассчитаны на разнопрофильный круг читателей, преподавателей, конструкторов-проектировщиков, студентов инженерно-строительных специальностей. Данная статья так же может представлять интерес для компаний, управляющих коммунальным хозяйством и теплогенерирующих компаний.

Ключевые слова: дымовые трубы, периметрические колебания, конденсат, защита дымохода, футеровка, фуранфлекс, термопластический вкладыш, газоотводящий ствол

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

В статье представлена методика решения задач комплексного управления качеством производственных процессов на предприятиях по производству пищевой продукции. Для общей оценки качества продукции целесообразен расчет критериев правильности и точности с последующим определением отношения Г. Тагути «сигнал – шум». Для расчета критериев правильности и точности проводилась сравнительная оценка показателей качества продукции по сравнению с образцом-эталоном.

Ключевые слова: управление качеством, методы Г. Тагути, качество продукции, обобщенный показатель

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проблема создания полупроводниковых терморезисторов (ПТР), способных рассеивать большие количество тепла является актуальной задачей полупроводниковой техники. В статье проведен краткий анализ возможностей использования мощных ПТР, исследована картина распределения тепловых полей в массе терморезистора при определенных граничных и начальных условиях. Показано, что при подборе материала терморезистора необходимо особое внимание уделять удельной теплопроводности материала.

Ключевые слова: Терморезисторы большой мощности, плотность тока, теплопроводность, энергетический баланс, критерии подобия

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассмотрены результаты исследования применения различных видов аппроксимаций диаграмм деформирования бетона на примере расчёта большепролётной железобетонной фермы длиной 18 м. Были выполнены расчёты с учётом физической нелинейности бетона и арматуры. При этом были использованы следующие диаграммы деформирования бетона: билинейная, трехлинейная и криволинейная с нисходящей ветвью. Результатом расчёта стали усилия в стержнях фермы, перемещения и ширина раскрытия трещин. Были сделаны выводы о влиянии выбора диаграммы деформирования бетона на результаты расчёта.

Ключевые слова: бетон, диаграмма деформирования, аппроксимация, физическая нелинейность, напряжённо-деформированное состояние, продольная сила, изгибающий момент, перемещение, трещиностойкость, ферма

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,

На основе предложенного Тимошенко С.П. решения задачи чистого изгиба упругой прямоугольной пластины под действием моментов постоянной интенсивности, действующих на ее границе, впервые предлагается теория изгиба вязкоупругопластичных пластин, закрепленных в вершинах. Предлагаемое решение использует наследственную теорию с учетом гипотезы Арутюняна Н.Х. о постоянстве коэффициента поперечной деформации. Впервые предложен метод пересчета распределенной поперечной нагрузки, приложенной на поверхности пластины в эквивалентные моменты постоянной интенсивности, зависящие от времени и приложенные на краях. Впервые с помощью данной теории решена задача об изгибе пластины, защемленной в одной угловой точке, распределенной поперечной нагрузкой. В качестве примеров приведены расчеты прямоугольных пластин под действием собственного веса.

Ключевые слова: чистый изгиб, прямоугольная пластина, закрепление в угловых точках, наследственная вязкоупругопластичность, линеаризация, уравнение состояния, напряжение, деформация, нейтральный слой, перемещение

01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Для трех основных процессов предприятия, выделенных при декомпозиции его деятельности, разработана математическая модель в пространстве состояний с учетом их взаимосвязи и взаимодействия в системе менеджмента качества. Для полученной системы дифференциальных уравнений раскрыт структурный состав входящих в нее операторов. Рассмотрен пример применения созданной математической модели при исследовании функционирования системы менеджмента качества с использованием линейных и нелинейных операторов и действии случайных внешних возмущений. Приведено обсуждение результатов моделирования при различных значениях параметров с точки зрения функционирования выделенных процессов.

Ключевые слова: дифференциальное уравнение, пространство состояний, процесс, система менеджмента качества

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье на основе когнитивной методологии рассмотрены факторы внутри и межрегионального миграционного процесса в условиях регионального сообщества на примере Ростовской области. С использованием метода когнитивных карт визуализированы основные факторы двух форм миграции с позиции системного и структурного подходов. Представлена структура факторов прямого и обратного действия, усиливающие/ослабляющие влияние структурных и институциональных элементов на процессы перемещения населения, их адаптации к новым социальным условиям и интеграции в принимающее сообщество.

Ключевые слова: когнитивная модель, когнитивная карта, миграционный процесс, региональная миграция, межрегиональная миграция, факторы прямого действия, факторы обратного действия, Ростовская область

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье приведены результаты численного анализа прогибов монолитного безбалочного перекрытия при различной сетке колонн с преднапряженной арматурой без сцепления с бетоном. Исследовались перекрытия с различной сеткой колонн и толщиной плиты. В качестве инструмента исследования использовался программный комплекс ЛИРА САПР. Рассматривались ячейки перекрытия с расположением преднапряженной арматуры в надколонных полосах. Выявлено, что применение высокопрочной арматуры типа «моностренд» наиболее результативно при сетке колонн 5×9 м и более. Уточнено расположение напрягаемой арматуры и соотношение смежных сторон прямоугольных ячеек, для которых применение преднапряжения наиболее эффективно. Сделана оценка эффективности использования контурного армирования с целью уменьшения прогибов в центре ячейки для различных размеров ячеек и толщин перекрытия. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании плит с использованием предварительно напряженной арматуры без сцепления с бетоном типа «моностренд».

Ключевые слова: ванта, высокопрочная арматура, конечный элемент, моностренд, отпор, преднапряжение, постнапряжение, прогиб

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,

В статье ведется анализ сетевого трафика в операционных системах WINDOWS, а также описание его инструментов, позволяющих выявить определенную избыточность сетевой активности. Авторами также ведется сравнительный анализ наиболее распространённых программных продуктов, выполняющих функции мониторинга сетевого трафика.

Ключевые слова: операционная система, системы обнаружения, сетевой протокол, анализ сетевого трафика, сети, сниффер, трафик, сетевая активность

05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Тенденция перехода автономных транспортных средств с двигателей внутреннего сгорания на электропривод приводит к необходимости поиска промежуточных решений. Гибридный транспорт на данный момент является достаточно популярным компромиссом. Повышения его энергоэффективности возможно несколькими способами. В данной статье показывается программный способ на основе динамического программирования, которое позволяет оптимизировать потребление топлива за счет разделения использования двигателя внутреннего сгорания и электропривода. Также в данной работе проведено математическое моделирование схемы движения автомобиля и определение оптимального распределения скорости и заряда батареи в зависимости от разрядности системы.

Ключевые слова: Гибридный транспорт, математическое моделирование, динамическое программирование, программируемые логические интегральные схемы, двигатель внутреннего сгорания, электропривод

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Данная статья посвящена вопросам распространения радиоволн в условиях лесных массивов. Рассмотрен вопрос представления лесного массива как гетерогенной структуры с малой диэлектрической проницаемостью. Авторами проведен расчет и сравнение ослабления радиосигнала по нескольким эмпирическим моделям. Показано, что эмпирические модели учитывают гетерогенную структуру лесного массива при переходе радиоволн из свободного пространства в лесной массив.

Ключевые слова: распространение радиоволн, лесные массивы, эмпирическая модель, затухание радиосигнала, наземная подвижная связь, электродинамические характеристики гетерогенной структуры

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предмет исследования – медицинские флюорографические рентгеновские снимки грудной клетки. Обученная глубокая сверточная нейросеть осуществляет бинарную классификацию снимков и может быть использована в качестве помощника врача-рентгенолога. Для этого необходимо минимизировать ошибки первого и второго рода. Возможный подход к повышению эффективности применения нейросетей, по критериям уменьшение вычислительной сложности и качество классификации снимков – примене-ние вспомогательных подходов: предобработка изображений и предварительное вычисле-ние энтропии фрагментов. В статье представлен алгоритм предобработки рентгеновского изображения, его деления на фрагменты и вычисления энтропии отдельных фрагментов. В ходе предобработки из всего снимка выделяется интересующая область с легкими и по-звоночником, составляющая около 30-40% всего снимка, далее происходит деление сним-ка на матрицу фрагментов и вычисляется энтропия по формуле Шеннона, за счет анализа отдельных пикселей.

Ключевые слова: энтропия изображения, фрагменты, глубокая сверточная нейросеть, машинное обучение, рентгеновские снимки, вычислительный эксперимент, матрицы элементов, предобработка изображения, статистический анализ, бинарная классификация

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Публикация посвящена задаче разработки демо-генетической модели адаптации вредителей к трансгенным и гибридным агрокультурам с учетом вида таксиса. Вводится предположение о том, что динамику гибридных видов агрокультур можно исследовать с помощью демо-генетических моделей. Приводится описание задачи в соответствии с особенностями роста биомассы агрокультур и динамики вредителей, а также видов таксиса. Подробно описано моделирование процессов быстрого и медленного таксиса в зависимости от поведения вредителей в конкретный момент времени с учетом вида их генотипов, влияющих на приобретение мутаций. В работе описываются особенности физиологического строения и жизненного цикла насекомых-вредителей, отражающиеся на прогнозировании их пространственной концентрации и, соответственно, прогнозировании урожайности; возможности их применения при математическом моделировании.

Ключевые слова: демо-генетическая модель, таксис, трансгенная агрокультура, гибрид, вредитель, биомасса, диффузия

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Представлены результаты математического моделирования надежности системы солнечного горячего водоснабжения для условий Республики Марий Эл. Рассмотрены причины отказов элементов систем горячего водоснабжения с солнечными коллекторами, проведен анализ схемы системы солнечного горячего водоснабжения четырехквартирного жилого дома. С использованием логико-вероятностного метода были составлены выражения для определения вероятности длительного простоя, кратковременного простоя, вероятности отказа по причине снижения инсоляции, суммарной вероятности отказов. Проведен расчет потребности в тепловой энергии на горячее водоснабжение для рассматриваемого объекта с числом жильцов равным 14, а также расчет доли тепловой нагрузки, покрываемой только за счет применения солнечных коллекторов. В результате подстановки значений показателей надежности элементов системы получено значение суммарной вероятности отказа в течение года 4,03∙(10^(-5)).

Ключевые слова: солнечное горячее водоснабжение, надежность, солнечный коллектор, причина отказа, моделирование надежности

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Для расчета траектории и координат движения капель, времени их полета необходимо определить параметры испарения капель и их концентрации в потоке. После прохождения форсунки капли движутся по различным траекториям и образуют факел топлива. Траектория капель факела рассчитывается по заданным начальным параметрам капель, а также параметрам форсунки и с учетом их влияния на движение капли Целью данной работы является расчет температуры испаряющегося слоя капли, необходимой для расчета траектории и времени движения капли в зависимости от термодинамических параметров топлива. По полученным параметрам воздуха и паров топлива находится температура испаряющегося слоя капли, необходимая для расчета траектории, координат и времени движения капель топлива после форсунки.

Ключевые слова: топливо, центробежная форсунка, спектр распыливания, траектория, температура испарения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе описаны программные пакеты, которые способны работать с нелинейностью анализирующей структуры. Краткое введение в историю развития численного анализа. Также, поясняется различие линейного и нелинейного анализа, выполняемого на конструкции. Пояснены, какие программные пакеты предназначены для медиа и анализа структуры. Также, было проведено исследование, чтобы понять преимущества и недостатки основных ПО для анализа ANSYS, ABAQUS, SOLIDWORKS. Кроме того, в работе выявлено, какой из упомянутых инструментов имеет свои отличительные функции.

Ключевые слова: нелинейный анализ, численный анализ, ANSYS, ABAQUS, SOLIDWORKS

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматриваются наиболее распространенные в инженерной практике схемы прямого интегрирования уравнений движения, приводятся основные формулы. Выполнен анализ точности указанных методов на примере решения тестовой задачи.

Ключевые слова: динамика сооружений, строительная механика, прямые методы интегрирования уравнений движения, метод Ньюмарка, метод Хаболта, метод Вилсона.

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

Статья посвящена исследованию процессов управления энергосистемой электромобиля и процессов распределения энергии в ней с помощью широтно-импульсных преобразователей напряжения. Описывается общая структура энергосистемы электромобиля и элементы ее подсистем. Рассматриваются широтно-импульсные повышающие и понижающие преобразователи постоянного тока. На основе приведенной математической модели проведен синтез регуляторов с использованием методов синергетической теории управления. Выполнено математическое моделирование замкнутой системы управления преобразователями, обеспечивающих асимптотическую устойчивость и адаптивность к параметрическим возмущениям.

Ключевые слова: электромобиль, широтно-импульсные преобразователи, система управления, АКАР, синергетическая теория управления, интегральная адаптация

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Двигатели ММЗ Д-245 одни из наиболее широко применяемых в авто-и тракторостроении России и ближнего зарубежья. Турбокомпрессор оказывает значительное влияние на мощностные и экологические показатели этих двигателей. В статье представлены результаты расчета напряженно-деформированного состояния вала ротора турбокомпрессора, с учетом установки ремонтной детали в качестве втулки уплотнения турбины. Анализ созданной твердотельной модели проводился при помощи комплекса SolidWorks. Расчет проводился при различных диаметрах вала под подшипники. Было выявлено, что напряжения в опасных сечениях вала ротора с установленной ремонтной втулкой выше, чем без нее. Однако они значительно ниже допускаемых напряжений. Представленные данные позволяют применять данный метод ремонта при восстановлении работоспособности вала ротора турбокомпрессора ТКР-6.

Ключевые слова: двигатель, турбокомпрессор, дефект, технология ремонта, дополнительная деталь, ремонтная втулка, напряженно-деформированное состояние, твердотельная модель, опасное сечение, допустимое напряжение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ