SCI Библиотека

В статье приведены результаты исследования, подтверждающие высокую актуальность формирования у специалистов, задействованных в проектах технологической модернизации и импортозамещения, новой критически важной компетенции – системной грамотности, предполагающей целостное видение междисциплинарных взаимосвязей сложных систем. Показано, что системная грамотность базируется на системном мышлении и владении методологиями системной инженерии, особо актуальными при разработке социотехнических систем, включающих компоненты разной природы, и их эксплуатации на протяжении жизненного цикла. Выполнен анализ различий инженерного и управленческого взглядов на сложность, с учетом которого обоснована востребованность подготовки инновационных команд, объединяющих специалистов разных предметных областей. Сформулированы требования к образовательным продуктам нового поколения, реализующим опережающее обучение инженерно-экономическим компетенциям, необходимым для принятия интегрированных решений сложных проблем, и приведен соответствующий опыт кафедры систем управления энергетикой и промышленными предприятиями Уральского федерального университета, апробированный при подготовке руководителей высокотехнологичного бизнеса. Специфика применения системной грамотности показана на примере задачи энергетического перехода, напрямую определяющей достижение технологического суверенитета и предполагающей проведение глубоких преобразований в различных отраслях и рыночных субъектах.

Интеграция электрических сетей с технологиями малой распределенной генерации, основанной на потреблении природного газа, является одним из ключевых инновационных направлений повышения надежности и энергоэффективности энергосистем. Синхронная работа крупных потребителей энергии и систем распределенной генерации образует новый элемент электроэнергетической системы. Этот элемент представляет собой промышленную микросеть, которая по сравнению с обычными промышленными потребителями электроэнергии обладает уникальной способностью управлять режимами работы электроэнергетической системы. Целью настоящего исследования является разработка теории и методологии использования микросетей в промышленных зонах в рыночных условиях приобретения электроэнергии и природного газа. Анализ тенденций в области использования малой распределенной генерации показывает, что использование распределенной энергетики, основанной на возобновляемых источниках энергии, экономически целесообразно не во всех странах. Например, в России наиболее актуально использование распределенных источников энергии, работающих на природном газе. Изучение принципов ценообразования при закупке электроэнергии на оптовом и розничном рынках электроэнергии, а также при закупке природного газа у региональных поставщиков и на товарных биржах показывает, что управление волатильностью графиков спроса на энергию может существенно повлиять на цены на электроэнергию и природный газ, используемые промышленными предприятиями и крупными потребителями энергоресурсов. Промышленные предприятия и системы малой распределенной генерации, действующие в составе единого энергетического комплекса, осуществляют одновременное потребление электроэнергии из Единой энергетической системы, выработку электроэнергии системой распределенной генерации во внутреннюю сеть предприятия и внешнюю сеть энергосистемы, а также одновременное потребление природного газа системой газопотребления промышленным предприятием и системой распределенной генерации. Синхронизация работы промышленного предприятия и системы малой распределенной генерации в рамках единой системы управления активным энергетическим комплексом позволяет снизить комплексные затраты на закупку энергоресурсов предприятия, повысить эффективность и надежность энергоснабжения оборудования. В статье представлена система факторов, влияющих на спрос на потребление электроэнергии и природного газа активных энергетических комплексов, и разработана модель комплексного управления активными энергетическими комплексами в условиях их интеграции с технологией управления спросом на потребление электроэнергии и природного газа промышленным предприятием. Разработанный алгоритм управления активным энергетическим комплексом позволяет учесть взаимное влияние изменения спроса на электроэнергию и природный газ в составе активного энергетического комплекса, ценовые факторы рынка электроэнергии и природного газа, внутренние требования ограничения регулирования нагрузки промышленных предприятий, внешние системные ограничения Единой энергетической системы и Единой системы газоснабжения, возможность удовлетворения спроса на потребление электроэнергии внешних потребителей активного энергетического комплекса. Результаты исследования могут быть использованы в процессе разработки, внедрения и управления активных энергетических комплексов на промышленных предприятиях России и стран мира.

Изложена история работы диссертационного совета 24.2.431.01 (Д 212.296.03) за второе десятелетие его существования - с 2012 по 2022 г. Приведён подробный анализ работы, сделаны краткие реферативные обзоры всех докторских и кандидатских диссертаций, защищённых в диссертационном совете.

Данная работа посвящена исследованию энергии симметричных границ зёрен наклона и поворота в диапазоне углов разориентировки зёрен от 0 до 180◦ и температур от 100 до 700 K в чистом алюминии. Путём молекулярно-динамического моделирования несколько бикристаллических систем с различными углами наклона/поворота зёрен поддерживаются при постоянной температуре 100, 400 или 700 K и вычисляется энергия каждой границы зерна. Полученные результаты показывают, что минимальная энергия границ уменьшается при возрастании температуры от 100 до 400 K, а при дальнейшем нагреве до 700 K может уменьшаться, практически не меняться и даже увеличиваться. Средняя энергия, полученная усреднением энергий возникающих вариаций структуры границы зерна при постоянной температуре, увеличивается с ростом температуры от 100 до 700 K для случайных границ с изначально высокой энергий. В случае специальных границ зёрен с малым значением Σ средняя энергия практически не изменяется. Чтобы описать непрерывную зависимость энергии симметричных границ наклона и поворота от температуры предлагается аппроксимация искусственной нейронной сетью прямого распространения. Нейронная сеть обучается и тестируется на данных атомистического моделирования и показывает высокую предсказательную способность на тестовых данных и для описания энергии в диапазоне температур от 100 до 700 K.

Методом компьютерного моделирования исследован экстраординарный фазовый переход в тонких антиферромагнитных плёнках. Для моделирования использована модель Изинга и алгоритм Метрополиса. Рассмотрены эпитаксиальные плёнки с кубической кристаллической решёткой, содержащей несколько моноатомных слоёв. Условием появления поверхностного и экстраординарного фазовых переходов является различие в величине обменных интегралов в объёме и на поверхности плёнки. Показано, что поверхностный и экстраординарный фазовый переходы возникают в тонких антиферромагнитных плёнках, содержащих не менее восьми моноатомных слоёв. Исследован экстраординарный фазовый переход при различной толщине плёнки. Показано, что вблизи линии фазового перехода магнитная восприимчивость демонстрирует логарифмическую зависимость от температуры фазового перехода. Получена зависимость значения критических индексов логарифмической фазы от толщины плёнки.

A simple method is proposed to estimate the dynamic yield stress of materials using modified Taylor tests for high-velocity impact of profiled cylinders with a reduced diameter of the head part. Assuming the uniformity of deformations and stresses in the head part, formulas are derived for estimating the yield stress and strain rate from the change in the length of the reduced head part, as well as the mass of the sample and the impact velocity. This estimation is verified by comparison with the results of numerical calculations by the SPH method based on the dislocation plasticity model parameterized for cold-rolled oxygen-free copper. It is shown that the stopping time of the sample and the strain rate are reproduced with good accuracy, and the shear strength estimate gives an error that increases with the impact velocity. At velocities that do not lead to deformation of a wide part of the sample (up to 90 m/s in the case under consideration), the error increases linearly up to 30%, which can be taken into account by a correction factor. The proposed estimate, taking into account the correction factor, was applied to analyze the results of previous experiments; the obtained values correspond to the literature data on the rate dependence of the shear strength.

Предложена математическая модель для описания движения рабочего органа плуга при учёте вибрационного воздействия. Модель применена для моделирования движения рабочего органа плуга при неравномерной скорости тягового агрегата. Обнаружено, что при наборе скорости возникает стационарное смещение рабочего органа плуга, а также происходит уменьшение амплитуды колебаний и выход на стационарный режим с небольшой амплитудой в несколько миллиметров. Удельная мощность также выходит на стационарное значение с течением времени. Параметры установившихся колебаний зависят от стационарного значения скорости движения и свойств грунта.

Представлена физико-математическая модель гибридной детонации смеси водород - кислород - аргон - частицы алюминия. С помощью данной модели исследовано влияние частиц алюмниия на процесс распространения детонации в канале с расширением. Для ускорения получения результатов численная модель была распараллелена с помощью библиотек Open MP. В результате установлено, что на режим распространения гибридной детонации влияет как загрузка, так и дисперсность используемых частиц. В целом гибридная смесь является более устойчивой к изменению геометрии заполняемой области.

In this paper, we investigate an initial boundary-value problem for a pseudo-subdiffusion equation involving the Hilfer time-fractional derivative on a metric graph. At the boundary vertices of the graph, we used the Dirichlet condition. At the branching points (inner vertices) of the graph, we use δ-type conditions. Such kind of conditions ensure a local flux conservation at the branching points and are also called Kirchhoff conditions. The uniqueness of a solution of the considered problem is shown using the so-called method of energy integrals. The existence of a regular solution to the considered problem is proved. The solution is constructed in the form of the Fourier series.

Рассматриваются системы параболических уравнений и вопросы корректности в пространствах Соболева обратных задач определения коэффициентов теплообмена на границе раздела сред, входящих в условие сопряжения типа неидеального контакта. Показано, что при определённых условиях на данные решение задачи существует и единственно. Метод является конструктивным, и на основе предложенного подхода возможно построение численных методов решения задачи. Доказательство использует априорные оценки и теорему о неподвижной точке.