Главная – Журналы – Поиск по журналам

Триангуляция Делоне и разбиение Вороного используются для построения расчетных сеток в численных методах, таких как метод конечных элементов и метод конечных объемов. Рассматривается двухсеточная технология, которая одновременно использует узлы триангуляции Делоне и вершины разбиения Вороного. Это позволяет строить операторно-разностные аппроксимации операторов векторного анализа (градиента, дивергенции и ротора) на объединенной сетке Вороного-Делоне (MVD, merged Voronoi-Delaunay), которая состоит из ортодиагональных четырехугольников. В работе исследуется применение MVD-сеток для конечно-элементного анализа двумерных краевых задач на примере задачи Дирихле для эллиптического уравнения в анизотропной среде. Рассмотрены два подхода: использование триангуляции Делоне с добавлением вершин Вороного в качестве дополнительных узлов и прямое применение MVD-сеток. Приведены результаты расчетов на последовательности сгущающихся сеток с использованием различных типов конечных элементов

В данной работе рассматриваются вопросы построения верхних границ для компонент среднеквадратических погрешностей для таких вычислительных конструкций приближения неизвестной вероятностной плотности по заданной выборке, как компьютерные функциональные ядерные и проекционные алгоритмы, а также для их важного частного случая - многомерного аналога полигона частот. Эти границы используются затем при решении задачи выбора таких версий ядерных и проекционных алгоритмов, которые обеспечивают заданный уровень погрешности приближения плотности.

В данном исследовании предлагается численный подход к построению математической модели распространения загрязняющих веществ на лесные ресурсы с использованием смещенных ортогональных многочленов Бернулли (ОМБ). Модель основана на системе обыкновенных дифференциальных уравнений, которая преобразуется в алгебраическую систему с использованием подхода коллокации, основанного на смещенных OМБ. Метод Ньютона используется для получения численных решений и результаты сравниваются с результатами, полученными с использованием метода Рунге-Кутты четвертого порядка (РК4) для демонстрации эффективности предлагаемого метода. Результаты демонстрируют хорошее соответствие с методом РК4, показывая, что предлагаемый метод может использоваться для моделирования распространения загрязняющих веществ на лесные ресурсы.

В статье изучается задача оптимального управления нагревом для однородной полупрямой. Задача нагрева состоит из уравнения теплопроводности, заданного на полупрямой, где на бесконечности температура стремится к нулю, а в нуле пространственной координаты задан поток тепла, т.е. неоднородное второе краевое условие. Тепловой поток моделируется с помощью функции нагрева, представляющей собой непрерывную ломаную линию. Такой выбор функции объясняется свойствами технического устройства. В статье доказано существование решения такой задачи и единственность её классического решения в рамках определённой погрешности. Оптимальность управления нагревом в настоящей работе предлагается в том, что на границе x=0 температура в любой момент времени должна быть максимально допустимой (или, на первом временном промежутке, максимально возможной) и в то же время не превышать некоторого критического значения, которое выбрано равным 1. Для оптимального управления найдена рекуррентная формула в разные моменты времени, доказано, что это именно оптимальное решение. Иными словами, при бóльших значениях теплового потока будет превышено критическое значение температуры на границе в какой-то момент времени, а при меньших температура будет ниже, чем это позволяет материал. Также доказано, что найденный тепловой поток есть точная верхняя грань всех допустимых тепловых потоков при данном дискретном управлении, и что такой поток единственный.

Реальные проблемы, имеющие отношение к инженерным и физическим системам, изучаются теоретически с использованием математических моделей и обычно формулируются с использованием линейных и нелинейных дифференциальных уравнений (ДУ). В данной работе предлагается численный метод для поиска приближенных решений ДУ с использованием полиномов в качестве базовых функций аппроксимации и метаэвристических алгоритмов оптимизации, таких как дифференциальная эволюция (DE) и оптимизация роем частиц (PSO), для получения оптимальных значений коэффициентов полиномов с целью достижения желаемого приближенного решения. Алгоритмы предлагаемого метода реализованы с использованием MATLAB для компьютерного программирования. Эффективность подхода, предлагаемого в данной статье, лучше или, по крайней мере, сопоставима с эффективностью других численных методов, предлагавшихся ранее для решения дифференциальных уравнений.

В данной публикации дана современная оценка состояния синурбизированной популяции сороки в Беларуси. На основании количественных учетов сороки в 2024-2025 гг. с охватом всех наиболее благоприятных местообитаний в 19 самых крупных и 12 малых городах в различных районах страны приводится современное распространение данного вида по урбанизированным территориям республики. Для установления особенностей биотопической приуроченности и плотности гнездования сороки были проведены исследования в 2015-2025 гг. в наиболее многочисленной синурбизированной популяционной группировке данного вида, сформированной на территории Минска. В результате установлено, что современное распределение синурбизированных популяционных группировок сороки по территории республики крайне неравномерное. При общей оценочной численности городских сорок в условиях Беларуси в 6-6,3 тыс. гнездящихся пар более 80 % всей синурбизированной популяционной группировки (5-5,4 тыс. гнездящихся пар) сосредоточено в Минске. В следующем по количеству гнездящихся пар сороки городе, в Барановичах, численность городской группировки не превышает 130 пар. В 13 крупнейших городах Беларуси данный вид гнездится единичными парами (до 10 пар) или отсутствует. Полученные результаты свидетельствуют о независимом формировании синурбизированных популяционных группировок сороки в различных географических районах Беларуси. В настоящее время средняя плотность гнездования сороки в Минске составляет 27 пар/км², и по сравнению с 2015-2016 гг. численность данного вида увеличилась. Плотность гнездования сороки уменьшается от индивидуальной и малоэтажной жилой застройки (0,26 ± 0,26 пар/га), а также древесно-кустарниковых насаждений малой площади (0,36 ± 0,61 пар/га) к многоэтажной современной жилой застройке (0,2 ± 0,12 пар/га) и древесно-кустарниковым насаждениям большой площади (0,2 ± 0,1 пар/га). При общем положительном тренде динамики численности сороки в Минске наблюдаются заметные ее флуктуации между годами и постоянное перераспределение гнездящихся пар по территории города.

Изучали освоенные мезотрофного (переходного) типа почвы (Drainic Hemic Histosols) южно-таежной подзоны Западной Сибири, занятые сосняками (Pinus sylvestris L.) естественного происхождения. Наиболее благоприятные условия развития почвенной каталазной активности наблюдались в режиме умеренной гидромелиорации. К этому уровню оксидазная активность слабо и интенсивно осушенных почв составляла 71 % и статистически не различалась между собой. Установлена достоверная связь сезонной активности каталазы и фактора времени по типу параболы. Параболические тренды слабо и интенсивно осушенных почв показывают, что активность каталазы за июнь - октябрь еженедельно в среднем ускорялась на 1,04 и 1,27 абсолютных значений с еженедельным средним замедлением на 0,12 и 0,14 единиц соответственно. В почвах умеренного осушения этот показатель еженедельно в среднем снижался на 1,31 с еженедельным средним ускорением на 0,076 единицы. Аналитические показатели временных рядов позволили выявить внутрисезонные периоды каталазной активности, определить направление и интенсивность изменений, а также дифференцировать почвенный профиль на 0-5, 5-10 и 10-30 см по уровню напряженности процессов. Область 5-10 см, равнозначная понятию медианы (вверх по профилю коэффициенты роста повышаются, вниз - снижаются примерно в полтора, два раза), соответствует в том или ином приближении показателям сезонной ферментативной активности почвенного профиля в целом (0-30 см) за сезон. Установлена высокозначимая, преимущество по типу параболы, положительная регрессионная связь каталазной активности почв с объемной влажностью >17 … <71 %, рН 3,6-4,4, окислительно-восстановительным потенциалом >600 мВ, отрицательная - с температурой от 2 до 17 °С. Согласно каноническому анализу, взаимообусловленный эффект обсуждаемых показателей в почвах слабого осушения составил 82 %, умеренного - 40 %, глубокого - 57 %. Коэффициенты факторной структуры постулировали объемную влажность как доминантный экологический параметр регулирования ферментативной активности торфяных почв.

В работе представлены результаты модельного эксперимента по воздействию атмосферных загрязнителей - серной и азотной кислот, сульфата и нитрата аммония - на эпифитные организмы Parmelia sulcata и Orthotrichum speciosum. Эксперимент проводился в условиях имитации выпадения загрязненных атмосферных осадков. Оценка включала спектрофотометрический анализ содержания фотосинтетических пигментов (хлорофиллов a и b) и регистрацию морфологических изменений. Установлено, что все исследованные поллютанты вызывали стрессовые реакции, проявлявшиеся в снижении содержания пигментов и нарушении структуры тканей. Наиболее выраженное угнетающее действие оказал сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄), вызывавший резкое снижение пигментов и морфологическую деструкцию. Наименьшее повреждающее действие отмечено при воздействии нитрата аммония (NH₄NO₃), что обусловлено его высокой биодоступностью и физиологически сбалансированным составом. Лишайник P. sulcata продемонстрировал более выраженные изменения и высокую чувствительность, в то время как мох O. speciosum проявил признаки устойчивости и компенсаторных реакций. Кластерный анализ подтвердил различие между таксонами и позволил выделить два устойчивых типа отклика: чувствительный - у P. sulcata, и компенсаторный - у O. speciosum. Полученные результаты подтверждают диагностическую значимость комплексного подхода, сочетающего биохимические и морфологические показатели, для оценки состояния воздушной среды в рамках экологического мониторинга.

В статье представлены результаты накопления металлов эпигейным лишайником Flavocetraria nivalis, который широко распространен на о. Вайгач. Одним из источников загрязнения окружающей среды на острове являются месторождения свинцово-цинковых руд. Однако влияния шахт свинцово-цинковых руд на концентрации металлов в F. nivalis не установлено, поскольку с удалением шахт содержание металлов в лишайнике только увеличивалось. Концентрации химических элементов в лишайнике отличаются в разных биотопах, и на вершинах клифов они выше, чем в тундре на склонах коренных берегов. Сравнение результатов накопления металлов на о. Вайгач с другими территориями показало, что концентрации большинства металлов в F. nivalis ниже или близки к району Маарморилика западной Гренландии, где также расположены шахты свинцово-цинковых руд. Превышение цинка и свинца в точках отбора рядом с шахтами в районе Маарморилика над концентрациями, полученными в талломах лишайника на о. Вайгач, может быть связано с недавним закрытием шахт в Маарморилике. Так, если на о. Вайгач шахты были закрыты еще в конце 30-х годов прошлого века, то в районе Маарморилика всего 20 лет назад. Намного ниже концентрации металлов в лишайнике на о. Вайгач по сравнению с промышленно развитыми районами Кольского пол

Проведена оценка связи показателей химического загрязнения почв и состояния микробиома урбаноземов транспортной, транспортно-промышленной, рекреационной зон г. Бишкек и природного парка Ала-Арча. С помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра DELTA определено валовое содержание Pb, As, Zn, Cu, Co, Mn, Cr, Cd, Hg, Sb в почвах изученных зон. Показано, что степень загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) зависела от интенсивности транспортной нагрузки и выбросов тепловой электростанции. Определены функциональное разнообразие почвенных микробиомов с помощью мультисубстратного тестирования и функциональная активность по эмиссии диоксида углерода (хроматографическим методом). Благополучие и стабильность сообщества микроорганизмов оценены по коэффициенту формы рангового распределения спектра потребления субстратов d, выступающего мерой дестабилизации микробной системы. Отмечено особое состояние микробиома почв на территории западной части города, характеризуемое сниженным количеством потребляемых субстратов, уменьшением метаболической активности, дестабилизацией микробного сообщества. Изученные ТМ разделены на группы в зависимости от влияния на биотические показатели: микробное дыхание и потребление субстратов из почвы. Группа As - Pb - Cu - Co в большей степени связана с комплексными показателями суммарного загрязнения ТМ Z_ст и сильнее остальных подавляет субстрат-индуцированное дыхание и потребление моносахаридов класса пентоз. Группа Hg - Cr - Mn максимально подавляет потребление аминокислот и органических кислот. Группа Cd - Zn - Sb снижает интенсивность базального дыхания и слегка повышает потребление олигосахаридов и энтропийные показатели спектров потребления субстратов - H_k и χ² (квадрат). Установлено, что использование индекса суммарного загрязнения ТМ не позволяет выявить прямого специфического влияния загрязнения ТМ на микробиом почв, так как в данном исследовании он не имел значимых корреляций ни с одним из исследованных биотических показателей. Сделан вывод о том, что лишь совокупность абиотических (химическое загрязнение) и биотических (реакции микробиома) критериев следует учитывать при оценке экологического риска негативных воздействий на почвы.