Математическое моделирование системы «расходомерная трубка - жидкость» представляет актуальное направление в инженерной и научной практике, поскольку позволяет оптимизировать конструкцию расходомерных трубок, оценить влияние различных факторов, таких как давление, температура, вязкость и состав жидкости на работу системы без необходимости проведения сложных и дорогостоящих натурных экспериментов. В связи с этим, данная статья направлена на разработку алгоритмов для реализации математической модели системы «расходомерная трубка - жидкость» кориолисова расходомера. В работе синтезирован алгоритм разработки численной модели в пакете мультифизического моделирования COMSOL Multiphysics, позволивший повысить достоверность моделирования, снизить трудоемкость создания и отладки за счет использования модульного принципа. Разработан вычислительный алгоритм и выполнено математическое описание расчета средней временной задержки сигналов датчиков кориолисова расходомера. Алгоритм использует метод линейной интерполяции на основе известных точек массивов данных, полученных в результате вычислительного эксперимента. Предложен алгоритм работы программы на языке Python с использованием Comsol API, автоматизирующий обработку массивов данных и расчет средних временной и фазовой задержек. Алгоритмы реализованы с использованием языка UML в программном продукте Enterprise Architect. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов в области численного моделирования и оптимизации параметров кориолисова расходомера.
Хотя тема принятия решения человеком настолько же важна, насколько стара, до сих пор нет вычислительной модели этого процесса, общепринятой как на внутридисциплинарном уровне экономической теории, так и на междисциплинарном. Данная статья призвана внести вклад в ответ на этот вызов, предлагая концепцию компьютерной модели принятия решений на основе трех взаимосвязанных систем принятия решений - привычной, эмоциональной и рассудочной. Все три системы функционируют в модели принципиально по-разному, с разной скоростью и степенью гибкости, что заметно отличает предлагаемый подход от наиболее популярных подходов в экономической теории. Связующей основой для трех систем служат личная мотивация и концепция потока, отвечающая за регистрацию и обработку изменений, происходящих в человеке и во внешней среде, и призванная стать инструментом универсального внутреннего сравнения при принятии решений и перевода количественного восприятия в качественное. Учет одновременно трех решающих факторов принятия решения делает предлагаемую концепцию полнее и точнее по сравнению с имеющимися двухсистемными концепциями принятия решений. Кроме того, предлагаемая концепция далеко не так абстрактна, как многие ее конкуренты, что также повышает точность результатов. При этом при описании сознательно использованы общие формулировки, поскольку предложенный алгоритм видится допустимой частью потенциально любой компьютерной модели или иной программы, решающей проблему человеческого выбора, которая может быть добавлена как в уже завершенную программу, так и находящуюся в разработке. Тем самым предложенная концепция принятия решений после апробации на реальных данных призвана стать более универсальной, точной и удобной для прикладных задач альтернативой при оправданном, на наш взгляд, повышении вычислительной сложности.
Предложена модель эволюции нанорельефа поверхности под действием облучения газовыми кластерными ионами. Модель основана на рассмотрении индивидуальных столкновений кластеров с поверхностью. Определяется количество вещества, распыляемого из области столкновения, и эффективность его переосаждения на другие элементы поверхности. Показана работоспособность модели при сравнении с экспериментальными данными. Исследованы этапы сглаживания модельного гармонического рельефа. Предложена новая мера эффективности сглаживания поверхности.
Цель работы состояла в прямом наблюдении и дальнейшем анализе дефектов (микротрещин), развивающихся в объеме образца природного гетерогенного материала под действием одноосной сжимающей нагрузки. Для детектирования дефектов в объеме использовалась рентгеновская компьютерная микротомография. Особенность экспериментов состоит в том, что выполнялась томографическая съемка образца, находящегося под действием нагрузки. На основе анализа томографических сечений были построены трехмерные модели дефектной структуры и вычислена фрактальная размерность системы микротрещин. С помощью модели дискретных элементов проведены численные эксперименты по разрушению образцов гетерогенных материалов. Исследовано изменение фрактальной размерности очагов разрушения в процессе их роста. Установлено хорошее согласие результатов компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов, что позволяет говорить об адекватности предложенной модели.
От сегодняшнего выпускника требуется обладание профессиональными знаниями и умениями, способностью использовать их при решении производственных задач, способностью нести ответственность за свои действия в реальных производственных условиях. На примере комплексного изучения одного из наиболее часто используемых в радиоэлектронных системах элементов рассмотрена методика формирования профессиональных компетенций у студентов специальности 25.05.03 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования». Методика обучения строится на комплексном подходе, включающем: теоретическое изучение радиоэлектронных средств; компьютерное моделирование исследуемых устройств; натурные исследования с использованием лабораторных стендов; итоговое собеседование по изучаемому материалу, включая компьютерное тестирование. Современный радиоинженер при исследовании радиоэлектронного оборудования может использовать широкий арсенал технических средств и информационных технологий. Поэтому в учебном процессе уделяется значительное внимание принципам изучения объектов профессиональной деятельности с использованием современных информационных технологий, закрепляя результаты компьютерного исследования моделей объектов на лабораторном оборудовании, выполненном на реальных радиоэлектронных устройствах.
Рассмотренная методика формирования профессиональных компетенций позволяет сформировать у обучающегося знания, умения и навыки при работе с объектами профессиональной деятельности.
Приведены результаты компьютерного моделирования слоистой структуры TiNi-покрытий на подложках двух разновидностей (из титана и стали марки Steel45). Кроме того, на основе результатов моделирования проведен анализ изменчивости функциональных характеристик покрытий (адгезионная прочность и пористость покрытий, шероховатость поверхности покрытий) при варьировании значений ключевых физических параметров напыляемых частиц в определенных диапазонах. Установлено, что при напылении частиц TiNi на титановую подложку (либо на подложку из стали марки Steel45) технологически приемлемым может быть режим, при котором реализуется сценарий растекания частиц на напыляемой поверхности в виде «растекания и одновременного затвердевания капли на твердой основе». При этом, стабильное образованием сплэтов и покрытий происходит для таких наборов ключевых физических параметров (КФП) частиц TiNi, для которых «коэффициент растекания» напыляемых частиц не превосходит значения 4.5. Анализ параметрических зависимостей адгезионной прочности покрытий от КФП показал, что значительный рост адгезионной прочности TiNi-покрытий в большей степени связан с ростом температуры напыляемых частиц и температуры подложки, а также с увеличением диаметра частиц и практически слабо зависит от скорости частиц. В режиме плазменного напыления (APS) пористость покрытий не превосходит традиционных значений (до 7 - 8%), а для высокоскоростных способов напыления (детонационное и HVOF напыления) - менее 1%. Шероховатость TiNi-покрытий достаточно мала и не превосходит 2 мкм. Такие очень плотные покрытия с малой шероховатостью и высокой адгезионной (и когезионной прочностью) востребованы в индустрии материалов.
В статье рассматривается вопрос технологии максимально точной фиксации объектов разного типоразмера с помощью фотограмметрии, а также возможности работы с полученной цифровой копией объекта. Современные цифровые технологии позволяют проводить более точную фиксацию и разностороннее изучение, получая при этом не только более детальную, но и более полную информацию об объекте исследования. Применение фотограмметрии в археологии уже стало неотъемлемой частью исследований, но, несмотря на свою эффективность, она сталкивается с такими проблемами, как необходимость наличия относительно дорогостоящего оборудования и специальных знаний. В статье рассмотрено применение такой технологии на примере трех объектов разного типа и размера — раскоп 2022 г. на памятнике Усть-Теплая в Чарыш-ском районе Алтайского края, тюркского изваяния из Бийского краеведческого музея им. Бианки и фрагмента зеркала из Бийского краеведческого музея. В результате проведенных работ выявлено, что качество и точность конечной модели зависят в первую очередь от разрешения фотографии на данном участке объекта, которая должна содержать необходимый уровень пиксельной детализации. Отмечено, что, чем меньше предмет и чем больше он содержит мелких деталей, тем больше возможных геометрических искажений 3D-модели, поэтому необходимо более скрупулёзно подходить к процессу съемки, калибровке камеры и коррекции ошибок. Отдельно рассмотрены возможность ортогональных компьютерных визуализаций без перспективных искажений и выделение выбитых рисунков, в том числе малозаметных. В результате сделан вывод о том, что фотограмметрия в археологии имеет большие перспективы, которые могут существенно изменить способы исследования и сохранения археологических находок, а также рассмотрены некоторые из потенциальных направлений ее развития.
В статье приводится методика решения задачи адаптации технологии обоснования решений индивидов при выборе продолжительности рабочего времени к условиям локальных рынков труда Республики Узбекистан. В основе компьютерной технологии использована математическая модель оптимального выбора индивидами продолжительности рабочего времени с учетом личностной оценки привлекательности трудового процесса. Обоснование оптимальных стратегий активности работников в трудовых процессах выполнено с использованием компьютерной модели и социологических исследований.
Компьютерное моделирование позволяет инженерам принимать обоснованные проектные решения за счет точной оценки тепловых характеристик объектов проектирования. Актуальным направлением научных исследований и разработок является реализация технологии цифровых двойников в процессе проектирования технических объектов. Для этого необходимо разрабатывать компьютерные модели, точность которых соответствует требованиям, предъявляемым к цифровым двойникам. Однако в научной литературе недостаточно широко представлены результаты исследований, направленных на реализацию технологии цифровых двойников в процессе проектирования. В основном рассматриваются общие вопросы, связанные с применением цифровых двойников в различных отраслях промышленности. Поэтому целью данного исследования явилась разработка цифровой модели и сравнительный анализ точности расчетов тепловых характеристик объекта проектирования.Материалы и методы. В качестве основного инструмента для проведения исследования выступает предложенная авторами методика разработки компьютерной модели тепловых характеристик для реализации технологии цифровых двойников. Численное решение реализовано путем построения тепловой модели для расчета температурного поля на основе метода конечных элементов в системе инженерного анализа «Ansys» от компании «Ansys Inc» (США). Для аналитического решения применяется разработанная на основе метода пространства состояний компьютерная модель тепловых характеристик, реализованная в модуле «Ansys Twin Builder». Модель пространства состояний приводится в соответствие с поведением исходной тепловой модели путем приближения передаточной функции к пошаговому отклику тепловой нагрузки с применением метода векторной аппроксимации во временной области. Верификация построенной аналитической модели выполнялась в системе инженерных расчетов «MATLAB» от компании «The MathWorks» (США). Исследования проводились для станка модели 400V производства предприятия ООО «НПО «Станкостроение» г. Стерлитамак (Россия).Результаты исследования. Разработана цифровая модель
Определена: нетрадиционные эффективные механические параметры, являющиеся относительной мерой проявления деформационного отклика рассматриваемых мезо- или микрообъемов кости в трех перпендикулярных направлениях, и эффективный модуль упругости при осевом сжатии. Установлено, что образцу: костных тканей, имеющие разные строение и состав, могут отличаться характером распределения напряжений и деформаций, но иметь близкие модули упругости, и наоборот. Показано, что введенные параметры отражают характер распределения напряжений и деформаций. Предлагается использовать рассмотренные характеристики при подборе индивидуальных остеоимплантатов.