Главная – Журналы – Поиск по журналам

Применение микросетей является актуальным направлением развития энергетики как в России, так и за рубежом. При этом возникают проблемы выбора оптимальной структуры и параметров функционирования таких сетей. Проведение натурных экспериментов с реальным энергетическим комплексом обуславливает определённые риски, связанные с большими временны́ми и финансовыми затратами, а также надёжностью и безопасностью работы его оборудования. Поэтому, как правило, проводятся исследования на математической или физической моделях микросети. Физическая модель позволяет решить ряд важных задач, в числе которых анализ структуры сети, изучение её ключевых свойств (живучести, надёжности, регулирования спроса и предложения энергоресурсов, использования возобновляемых источников энергии и др.) и определение оптимальных режимов работы. Рассматривается система мониторинга физической модели микросети - имитационного стенда, моделирующего сеть с высокой долей возобновляемых источников электроэнергии.

Предложен метод и технические средства, позволяющие проводить оценку размеров вихревых структур, генерируемых в кольцевом пространстве системы Куэтта - Тейлора. Оценка размеров данных структур проводилась на основе анализа измеренных амплитудно-частотных спектров пульсаций радиальной составляющей динамического давления. Предложена простая модель генерации вихрей в кольцевом течении Куэтта - Тейлора под воздействием вращающейся поверхности внутреннего цилиндра. На базе этой модели и при использовании измеренных амплитудно-частотных спектров пульсационной составляющей радиального давления проведена оценка размеров генерируемых вихрей в кольцевом течении Куэтта - Тейлора. Показано, что в потоке присутствуют три типа вихрей: c диаметром, заметно меньшим ширины кольцевого зазора, диаметром, сопоставимым с шириной кольцевого зазора, и диаметром, заметно превышающим ширину кольцевого зазора системы, что приводит к их деформации (сплющиванию).

Представлена модель машинного обучения на основе градиентного бустинга, разработанная для прогнозирования возникновения дефектов (дроссов) на оцинкованных стальных листах, применяемых в автомобильной промышленности. Проведён анализ влияния технологических параметров на возникновение дефектов, что позволило определить ключевые факторы, влияющие на качество покрытия: скорость прокатки, удлинение и усилие в дрессировочной клети, толщина цинка сверху, температура цинкования и температура в носке печи. Разработан цифровой помощник для оценки рулонов в режиме реального времени, обеспечивающий симуляцию процесса принятия решений и помогающий оперативно управлять технологическим процессом.

Приведены модификации программного пакета Sardana для автоматизации экспериментальных станций синхротронного излучения, созданные для достижения номинальной точности работы позиционеров и меньших временны́х затрат при минимальном контроле со стороны оператора, а также для выполнения типовых экспериментов и гибкой конфигурации эксперимента. Данные модификации применены в автоматизированной системе управления системой окружения образца экспериментальной станции 1-1 «Микрофокус».

Рассматривается задача оптимального быстродействия для процесса, описываемого системой нелинейных дифференциальных уравнений. Для определения приближённого решения задачи предложено применить эволюционный метод искусственных иммунных систем, преимуществом которого является отсутствие чувствительности к выбору начального приближения. Для поиска численного решения задачи оптимального быстродействия сформулирован пошаговый алгоритм, работа которого апробирована на модельных задачах. Для каждой задачи получено субоптимальное по быстродействию управление и определены параметры алгоритма, при которых решение рассчитано с наименьшими вычислительными затратами. Продемонстрирована эффективность применения разработанного алгоритма путём сравнения результатов численных расчётов с результатами применения метода неподвижных точек и метода искусственных иммунных систем.

Рассматривается задача параметрической идентификации линейного динамического объекта с одним входом и выходом в условиях неполной априорной информации на основе метода наименьших квадратов. На этапе формирования системы уравнений относительно неизвестных параметров используется формирующая функция специального вида, позволяющая заменить операции численного дифференцирования измеренных сигналов входа и выхода идентифицируемого объекта операцией интегрирования по частям. Получены в аналитическом виде зависимости частотных свойств формирующей функции и её производных от корректирующих параметров данной функции. Приводятся результаты, иллюстрирующие практически полное совпадение частот, полученных экспериментально и по аналитическим соотношениям.

Промоделировано обращение спонтанной поляризации в сегнетоэлектрике с учётом проводимости доменных стенок. Конденсаторная геометрия рассмотрена применительно к ниобату лития. Показано, что полевая зависимость скорости нуклеации доменов подчиняется закону exp (-E_n/E ), где E - приложенное поле, а E_n≈ 10² кВ/мм - характеристическое поле, контролирующее процесс зародышеобразования. Для критических доменов продольный размер l^∗_c значительно превосходит поперечный 2l^∗_a ≈ 1 нм. Кинетическая модель включает в себя не только случайный процесс нуклеации, но и последующие элементарные события бокового роста, которые подчиняются закону Мерца exp (-E_l/E)с характеристическим полем E_l = E_n/ 3√3, определяемым симметрией кристалла. Численные расчёты показывают чёткие стадии нуклеации доменов, их бокового роста и коалесценции. В согласии с экспериментом время переключения поляризации подчиняется закону exp (E_∗/E) с E_∗ = (E_n+2E_l)/3, причём петли гистерезиса показывают обычное поведение с коэрцитивным полем E_c = (3-5) кВ/мм, слабо зависящим от периода приложенного поля.

Флуоресцентная спектроскопия, использующая сканирование длин волн возбуждения, представляет собой мощный химический, биологический и медицинский диагностический инструмент, позволяющий охарактеризовать распределение флуорофоров в образцах различной природы. Однако, когда флуорофоры изначально неизвестны, интерпретация больших наборов спектров флуоресценции, зависящих от длины волны возбуждения, значительно затрудняется, особенно если в измеренных матрицах возбуждения-эмиссии присутствуют потери данных вследствие случайных причин или систематических факторов. Предлагается использование метода главных компонент для восстановления повреждённых участков спектра, который, благодаря независимости спектров флуоресценции отдельных флуорофоров от длины волны возбуждающего излучения, позволяет делать это без потери данных.

С целью определения основных параметров, определяющих концентрацию ударно-индуцированных дефектов в металле, анализируются эксперименты по измерению электросопротивления медной фольги при ударном сжатии. По избыточному электросопротивлению металла оценена концентрация точечных дефектов кристаллической структуры в медных образцах, помещенных в различные обоймы (оргстекло, гетинакс, фторопласт). Обнаружено влияние материала обоймы на количество дефектов, возникающих при ударном сжатии металла. Обойме с бóльшим ударным импедансом соответствует меньшее значение концентрации дефектов в образце (при одинаковом давлении ударной волны в обойме). Для объяснения полученных экспериментальных результатов формулируется физическая модель генерации дефектов кристаллической структуры при ударно-волновом сжатии. Согласно модели дефекты образуются при сжатии вещества во фронте ударной волны, а при разгрузке остаются «замороженными». При вторичном сжатии вещества возникает новая порция дефектов, что приводит к их накоплению. Предположено, что определяющим параметром количества возникающих дефектов в процессе динамического нагружения является алгебраическая сумма деформаций металла на каждой стадии ударного сжатия. Данные, представленные в переменных концентрация дефектов --- деформация дают зависимость, которая нивелирует разницу в материале обоймы. Проведенный анализ позволяет утверждать, что сумму деформаций можно рассматривать как параметр, определяющий величину концентрации дефектов, генерируемых при ударном сжатии меди.

Расширение и разрушение металлического корпуса под действием внутренних взрывных нагрузок может привести к образованию большого количества осколков. Понимание того, как соответствующие параметры металлического корпуса влияют на распределение осколков по массе, необходимо для прогнозирования мощности взрывных устройств в металлическом корпусе и для эффективного проектирования систем защиты. В статье методом анализа размерности определены существенные факторы (механические свойства материала корпуса, геометрия корпуса, характеристики взрывчатого вещества), влияющие на распределение осколков. Проведено несколько тестов с полным сохранением фрагментов. Установлено, что вышеперечисленные основные параметры связаны линейным соотношением с модулем распределения фрактальной модели в двойных логарифмических координатах. Для прогнозирования модуля распределения получена формула, в которой параметры влияния представлены в безразмерном виде. Применимость метода оценки проверена на данных испытаний оболочки с нерегулярной осевой геометрией. Расхождение между результатами расчета и испытаний составило всего 6.9 %. Сравнение данных испытаний с прогнозами двух теорий показало лучшую точность фрактальной модели распределения естественных фрагментов по массе. Эта работа может стать основой для оценки опасности, которую представляют взрывные устройства в металлическом корпусе, и быть полезной при проектировании систем защиты.