В данной работе приводятся результаты моделирования плазмы в газоразрядной камере ион-ного двигателя ИД-50. Для получения этих данных использовалась двухмерная кинетическая модель, основанная на методе «частиц в ячейках» (Particle-in-Cell). Анализ результатов, которые лежат в хорошем соответствии с экспериментальными данными, позволил выявить корреляцию между траекториями первичных электронов и эффективностью работы газоразрядной камеры. Показана взаимосвязь между геометрией магнитной системы, определяющей траектории первичных электронов, картиной течения ионной компоненты и величиной энергетической цены иона.
Одним из важных аспектов, влияющих на лояльность покупателей магазина розничной торговли, являются скорость и удобство обслуживания, что важно в условиях роста конкуренции среди торговых точек для совершения повседневных покупок. Наличие очередей для значительной доли покупателей может оказаться решающим фактором при выборе между двумя торговыми точками. Авторы рассмотрели два подхода имитационного моделирования для решения этих проблем: дискретно-событийное и пешеходное моделирование. Обозначены достоинства и недостатки каждого метода, построены модели двух типов для типичного супермаркета «у дома», расположенного на первом этаже жилого здания. Доказана принципиальная возможность использования программного продукта Anylogic для решения обозначенных задач.
В статье рассматриваются основные направления использования цифровых двойников, их влияние на повышение эффективности управления ресурсами и сокращение затрат. Авторы акцентируют внимание на интеграции цифровых двойников с технологиями Интернета вещей, больших данных и искусственного интеллекта, которые позволяют моделировать и прогнозировать работу производственных систем в режиме реального времени. В исследовании представлены современные подходы к созданию цифровых двойников, а также проведен анализ существующих проблем их внедрения, включая высокие капитальные затраты, нехватку квалифицированных кадров и отсутствие унифицированных стандартов. Основные выводы статьи свидетельствуют о потенциале цифровых двойников в повышении производительности труда, сокращении простоев оборудования и снижении уровня дефектов в продукции. Авторы приходят к заключению, что развитие данной технологии способствует цифровой трансформации, однако требуется реализация подхода, включающего развитие нормативно-правовой базы, государственную поддержку и инвестиции в подготовку специалистов. Особенность работы заключается в системном анализе преимуществ и проблем внедрения цифровых двойников в отрасли российской экономики, а также в предложении перспективных направлений их развития.
Темой исследования является проблема прокладки безопасного маршрута судна с учетом гидрометеорологической обстановки в районе его следования. Решение задачи предлагается с использованием теории графов. Кратчайшим маршрутом при океанском переходе является дуга большого круга, вокруг которой строится граф.
Узлы графа отстоят друг от друга на расстоянии 12-часового перехода судна. Для узлов графа определяется текущая и прогностическая гидрометеорологическая информация о ветре, волнении и поверхностном течении. Для решения этой задачи предлагается использовать модифицированный алгоритм A* (A-Star).
В качестве эвристической функции используется не расстояние, а кратчайшее время прохождения маршрута с учетом потерь или приращения скорости из-за влияния гидрометеорологических факторов на каждом отрезке пути между соседними вершинами графа. Предлагаемый алгоритм обладает высокой скоростью нахождения оптимального пути. Проведено компьютерное моделирование, иллюстрирующее результат работы предлагаемого модифицированного алгоритма.
Полученные результаты показывают возможность значительной экономии времени при плавании по оптимальному маршруту по сравнению с плаванием по дуге большого круга. Предложенный метод может быть использован для создания систем автоматизированной прокладки оптимальных маршрутов с учетом меняющихся условий окружающей среды.
Прогнозирование коррозионных дефектов является важной задачей при оценке надежности трубопровода, поскольку позволяет точно предсказать параметры его технического состояния. В настоящее время при использовании статистической модели для моделирования роста коррозии применяются методы коррекции, чтобы уменьшить разрыв между прогнозируемыми значениями и фактическими данными. Это связано с неопределенностями, вызванными технологией инспекций трубопроводов. Целью данного исследования является разработка модели роста размеров коррозионных дефектов нефте - и газопроводов с использованием искусственной нейронной сети (Artificial Neural Network, ANN) в качестве альтернативы существующему методу. Данная модель составлена на основе параметров дефекта, извлеченных из данных встроенного контроля (In-Line Inspection data, ILI) и количественно оцененных с помощью статистического анализа. Разработанная модель дает прогноз развития таких геометрических параметров коррозионного дефекта как глубина и протяженность, таким образом становится возможным прогнозирование скорости роста дефекта. Результаты настоящего исследования помогут спрогнозировать надежность конструкции трубопровода с точки зрения вероятности выхода из строя или оценки срока службы.
Статья описывает разработанный алгоритм расчета параметров, необходимых для классификации застройки на морфотипы в соответствии с методикой Space Matrix, представленной в работе Space, Density and Urban Form, для классификации городской застройки и последующего изучения ее функциональных возможности с решением задач в различные эволюционные периоды развития отдельных урбанизированных территорий. Использование QGIS позволит применять указанный алгоритм для широкого круга лиц и оптимизировать временные затраты на расчет различных характеристик.
В статье рассмотрены вопросы анализа организации городского пространства для оценки его способности обеспечить потребности жителей и выполнение требуемых функций. Исследуются подходы к оценке качества урбанизированной территории с акцентом на подходах к оценке территориальной доступности и уровня обеспеченности территории какими-либо объектами, а также к оценке плотности объектов на единицу площади или населения. Рассмотрены проблемы структуризации урбанизированной территории для задач анализа ее обеспеченности на основе административных границ, регулярных сеток квадратов, гексагонов или треугольников или по элементам планировочной структуры города (кварталы, микрорайоны, земельные участки, здания и др.). Предложена иерархическая модель урбанизированного пространства, представленная в виде трех систем: уличные блоки, земельные участки и здания.
В статье проанализированы современные тенденции применения технологий виртуализации в музейно-выставочной сфере. Описывается разработка концепции программно-информационного решения для создания цифровой экспозиции объектов территории, предполагающей создание трехмерных интерактивных моделей локаций, включающих культурно-исторические памятники и их контекстное окружение. Предложена программная архитектура проекта цифровой экспозиции, подход к выбору объектов виртуального показа и формированию дополнительного пользовательского опыта. Продемонстрирована реализация нескольких связанных виртуальных сцен на основе достопримечательностей Волгоградской области: Лютеранской церкви XIX в. в селе Верхний Еруслан и Верхнеерусланского шлюзового моста через реку Еруслан в Старополтавском районе. Показаны этапы создания 3D-моделей центральных объектов экспозиции, прочих компонентов, их локаций, а также интерактивного функционала сцен.
В рамках работы производен отбор снимков Landsat 9 за лето 2024 г. и зиму 2024-2025 гг., определена температура поверхности земли в границах г. Волгограда и проведена оценка и сравнение показателей интенсивности летнего и зимнего городских островов тепла двумя подходами: UHI-driven и land-cover-driven. Полученные результаты свидетельствуют о наличии городского острова тепла в Волгограде как в летний, так и в зимний периоды, в то же время его локализация отличается в зависимости от времени года. Также выявлено, что пахотные земли приводят к получению отрицательной интенсивности городского острова тепла как в летнее, так и в зимнее время, а на интенсивность зимнего поверхностного городского острова тепла влияние водных объектов минимально.
Введение. Актуальность исследования определяется особенностями конструктивных и организационно-технологических решений, формируемых в процессе разработки современных строительных проектов, заключающимися в использовании ограниченного состава технологических ресурсов (строительных материалов, машин и оборудования), обуславливающего дискретность значений характеристик вышеупомянутых решений.
Цель исследования - разработка инструментальных средств для обоснования комбинации стандартных значений характеристик материалов, используемых для устройства слоев ограждающей конструкции, с применением средств квадратичной оптимизации.
Материалы и методы. Разработаны математические модели оптимизации толщин материалов, используемых в качестве слоев ограждающей конструкции в составе жилого здания, базирующиеся на дискретных и бинарных неизвестных переменных, а также на критериях средневзвешенной (по толщине слоев) температуры, общей толщины и сопротивления теплопередаче конструкции. Математические модели имеют квадратичную структуру целевой функции и линейную структуру непрямых ограничений, однако наличие ограничений дискретности (бинарности) неизвестных переменных существенно затрудняет процесс реализации моделей ввиду отсутствия подходящих стандартных (доступных в современных программных средах математического моделирования) вычислительных алгоритмов. В этой связи принято решение разработать пользовательский вычислительный алгоритм, заключающий в себе преимущества метода ветвей и границ, используемого для определения оптимальных значений неизвестных переменных, в отношении которых заданы требования дискретности или бинарности, а также метода внутренней точки, применяемого для установления оптимального решения модели квадратичной оптимизации без учета вышеупомянутых требований.
Результаты. Разработанные математические модели реализованы с использованием предложенного вычислительного алгоритма на практическом примере для решения задачи обоснования комбинации стандартных значений характеристик материалов в отношении рассматриваемой ограждающей конструкции. Полученные результаты позволили сформировать зависимости значений отдельных теплотехнических показателей конструкции от требуемого значения ее толщины.
Выводы. На основе анализа результатов реализации разработанных математических моделей с использованием предложенного вычислительного алгоритма на практическом примере сделан вывод о высокой практической значимости вышеупомянутых инструментальных средств.