Генерация длинных волн при движении подводного оползневого тела и сила волнового сопротивления
Генерация длинных волн при движении подводного оползневого тела и сила волнового сопротивления
М. В. Лебков
В рамках линейной теории длинных волн на основе точного аналитического решения одномерной задачи исследуются особенности генерации гравитационных поверхностных волн при движении недеформируемого оползневого тела. Получены явные выражения, описывающие энергию волн, а также силу волнового сопротивления. Установлено, что накачка энергии к волнам, а, следовательно, и действие силы волнового сопротивления, ограничены во времени. Показано, что расчёт силы волнового сопротивления по мгновенным параметрам движения тела невозможен в силу того, что величина этой силы определяется предысторией движения оползневого тела. Оценки величины силы волнового сопротивления позволяют утверждать, что она может быть сопоставима с силами «сухого» и турбулентного трения.
Показать АннотациюИсследование процессов фильтрации и разрушения в породах-коллекторах подземных хранилищ газа с использованием цифрового анализа данных компьютерной томографии
Исследование процессов фильтрации и разрушения в породах-коллекторах подземных хранилищ газа с использованием цифрового анализа данных компьютерной томографии
В. В. Химуля, С. О. Барков
В данной работе проведены исследования изменений фильтрационных свойств и внутренней структуры пород-коллекторов подземных хранилищ газа (ПХГ), вызванных воздействием неравномерного поля напряжений в ходе реализации способа повышения проницаемости пород призабойной зоны скважин - метода направленной разгрузки пласта (НРП). Исследования проводились с помощью высокоразрешающего рентгеновского микротомографа ProCon X-Ray CT-MINI Института проблем механики РАН. Проведены разномасштабные сканирования образцов ПХГ с развитой системой макротрещин, образовавшейся после геомеханического моделирования процесса реализации метода НРП. Получены 3D структуры внутреннего пространства пород, на базе которых проведено численное моделирование процессов поровой и трещинной фильтрации, выполнен гранулометрический анализ матрицы и продуктов разрушения, дана оценка изменений фильтрационных свойств. Результаты исследований подтверждают эффективность применения метода НРП для условий изучаемого месторождения, позволяют осуществить подбор внутрискважинного оборудования для решения проблем пескопроявления, а также призваны расширить существующие подходы к неразрушающему анализу кернового материала пластов ПХГ и могут быть использованы для создания и уточнения эксплуатационной модели ПХГ.
Показать АннотациюЧисленное решение задачи распада разрыва в случае частичного раскрытия перегородки между областями
Численное решение задачи распада разрыва в случае частичного раскрытия перегородки между областями
Е. З. Бирюлин, В. Ю. Цыбенко, И. М. Позняк, И. А. Алябьево, З. И. Новоселова, Е. Д. Федулаев
Численным методом получено решение задачи распада разрыва в случае неполного раскрытия перегородки между областями высокого и низкого давления газа в прямоугольном канале. Для верификации численной модели проведены эксперименты по измерению давления газового потока на стенде ударной трубы в ГНЦ РФ ТРИНИТИ. Продемонстрировано качественное и количественное соответствие расчетных зависимостей и экспериментальных данных.
Показать АннотациюЧисленное моделирование фазовой коррекции аберраций лазерного излучения системой из двух адаптивных зеркал под управлением СПГ алгоритма
Численное моделирование фазовой коррекции аберраций лазерного излучения системой из двух адаптивных зеркал под управлением СПГ алгоритма
Д. А. Саламатин
Проведено расчётно-теоретическое исследование работы адаптивной оптической системы с двумя последовательно расположенными 18-канальными адаптивными зеркалами размером 46x56 мм2 в рамках задачи коррекции фазовых аберраций лазерного пучка размером 15x22 мм2. Управление адаптивными зеркалами осуществлялось стохастическим параллельным градиентным алгоритмом. Для моделирования функций отклика адаптивных зеркал использовался набор из 36 функций Гаусса с шириной d=1.73 см. В качестве целевой функции алгоритма использовалась доля мощности в дифракционном угле. Рассмотрены два варианта работы системы, в первом из которых зеркала имеют общие блок управления и датчик целевой функции, а во втором каждое зеркало находится в своем независимом контуре. Подобные адаптивные оптические системы могут применяться для коррекции фазовых искажений излучения, обусловленных сильной турбулентностью атмосферы. Установлено, что эффективность коррекции фазовых аберраций такой адаптивной системой высока в случае независимых контуров при подаче на первое адаптивное зеркало относительно малых пробных случайных напряжений. Исследовано взаимное влияние адаптивных зеркал на работу друг друга в ходе коррекции.
Показать АннотациюЭлектронные и диэлектрические характеристики гидратов sI, sH и льдов Ih, III: результаты ab initio исследований
Электронные и диэлектрические характеристики гидратов sI, sH и льдов Ih, III: результаты ab initio исследований
М. Б. Юнусов$^1$, Р. М. Хуснутдинов$^{1,2}$
Методом ab initio моделирования для решеток льдов Ih, III, и решеток гидратов sI, sH получены плотности электронных состояний, рассчитаны электронные εel и ионные εion вклады в статический диэлектрический тензор. Льды Ih, III и гидрат sH демонстрируют выделенную ось диэлектрического тензора εel, а гидрат sI демонстрирует изотропию εel. Включение Xe и CH4 в гидрат sI стабилизирует решетку и повышает значения диэлектрических тензоров εel и εion, вследствие увеличения поляризуемости. Исследование диэлектрических функций ε'(ω) и ε"(ω) показывает наличие активного поглощения при энергиях излучения 5 ÷ 20 эВ, и оптической щели шириной EOG ≈ 5 эВ.
Показать АннотациюОб распределении заряда на поверхности монокристалла LiTaO$_3$ и его влиянии на характеристики пироэлектрического ускорителя.
Об распределении заряда на поверхности монокристалла LiTaO$_3$ и его влиянии на характеристики пироэлектрического ускорителя.
П. Г. Шаповалов$^{1,2}$, А. Н. Олейник$^2$, М. Э. Гильц$^2$, А. С. Кубанкин$^{2,3}$
В работе приводятся результаты конечно-элементного моделирования пироэлектрического ускорителя на основе монокристалла танталата лития. Рассматривается влияние распределения заряда на поверхности кристалла на характеристики потока электронов. Модель с использованием аксиально-симметричного распределения заряда, полученная путём интерполяции экспериментальной зависимости, приводит к возникновению ожидаемых эффектов самофокусировки и моноэнергитичности потока. Также уделено внимание модельному "треугольному"\; распределению. Такое распределение может быть вызвано структурой доменных стенок танталата лития при изменении его температуры. Обсуждаются результаты моделирования для обоих распределений.
Показать АннотациюМетод декомпозиции в задаче акустического зондирования анизотропной структуры атмосферы
Метод декомпозиции в задаче акустического зондирования анизотропной структуры атмосферы
М. Н. Закиров
В работе представлен метод декомпозиции сигнала на составляющие известной формы в виде N- и U-волн, получаемых при частичном отражении инфразвука от тонких неоднородных слоев атмосферы. Предложена математическая модель сигнала как сумма пришедших волн с разными амплитудами и фазами, а также случайного шума. Показана полнота системы функций, состоящих из таких волн. Метод позволяет выделять из сигнала компоненты известной формы и определять их параметры. Предложенный метод может использоваться для поиска в сигнале компонент произвольной формы.
Показать АннотациюРасчеты из первых принципов физических свойств орторомбического HfxA1-xO2 (A = Zr, Ti)
Расчеты из первых принципов физических свойств орторомбического HfxA1-xO2 (A = Zr, Ti)
А. А. Резник$^{1,2,3}$, А. А. Резванов$^{1,2}$, В. С. Константинов$^{1,2}$
В работе производится оценка структурных, электрофизических и механических свойств диоксидов IV-B и соединения HfxA1-xO2 (A = Zr, Ti) методом теории функционала плотности в программном пакете Quantum ESPRESSO. Установлено, что орторомбический TiO2 диоксид титана не проявляет сегнетоэлектрических свойств, обладает узкой запрещенной зоной и высоким значением диэлектрической проницаемости по сравнению с орторомбическими диоксидами гафния и циркония. Введение атомов циркония в элементарную ячейку диоксида гафния не вызывает существенных изменений в структуре, приводит к уменьшению запрещенной зоны и увеличению остаточной поляризации. Соединения типа HfxZr1-xO2 (x = 0.25, 0.5) обладают высоким значением объемного модуля упругости, по сравнению со стехиометрическими HfO2 и ZrO2.
Показать АннотациюПланирование траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями на основе модифицированного алгоритма оптимизации роя частиц
Планирование траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями на основе модифицированного алгоритма оптимизации роя частиц
Ш. -. Ян
В данной статье исследуется создание интеллектуальной системы для планирования траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями. Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать модифицированный алгоритм оптимизации роя частиц (PSO). Модификация включает в себя три аспекта. Первый аспект вводит два параметра в качестве детекторов для поиска частицы, которая не может улучшить свой личный оптимум и глобальный оптимум в заранее определенном количестве последовательных итераций, и заменяет на перестроенные. Второй изменяет ограничение скорости и таким образом увеличивает разнообразие популяции. Третий аспект вводит переменный параметр ω, который уравновешивает способности глобального и локального поиска. Эта модификация увеличивает разнообразие популяции, уравновешивая возможности глобального и локального поиска, и позволяет избежать стагнации и проблем локальной оптимизации без потери свойства быстрой сходимости PSO. Моделирование и анализ полученных данных позволяют сделать вывод, что предложенный модифицированный алгоритм PSO эффективен для планирования траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями.
Показать АннотациюМатематическое моделирование кинетики накопления наночастиц серебра в организме млекопитающего
Математическое моделирование кинетики накопления наночастиц серебра в организме млекопитающего
М. А. Логинова$^1$, А. А. Анциферова$^2$, П. К. Кашкаров$^2$
В работе предложена математическая модель биокинетики наночастиц серебра в организме лабораторных мышей с применением концепции физиологически обоснованного фармакокинетического моделирования и ранее полученных с помощью высокопрецизионного метода инструментального нейтронно-активационного анализа экспериментальных данных. Построены аналитическое и численные решения для данной модели. Рассмотрена и обоснована применимость различных допущений. Проведен анализ полученных решений и рассчитаны биокинетические константы скоростей перехода, времена выхода на плато, массовые содержания стабильного равновесия. Численные параметры сравнены с ранее полученными параметрами в другой работе по биокинетике наночастиц серебра такой же торговой марки. Сделан вывод о хорошей применимости предложенного подхода к моделированию биокинетики наночастиц серебра в живом организме.
Показать Аннотацию