Том 23, № 3 (2015)

Рассмотрены вопросы моделирования массопереноса в микропористых системах с учетом процессов физической адсорбции. Для проведения моделирования использован метод классической молекулярной динамики. В качестве модельной системы выбрана единичная бесконечная цилиндрическая пора с периодическим рельефом и потенциалом стенок Леннард-Джонса 5-10. В результате моделирования были получены пространственные распределения частиц пробы по объему поры в различные моменты времени и при различных граничных условиях. Также было показано влияние параметров потенциальной ямы стенки поры на кинетику протекающих в поре процессов адсорбции и массопереноса вдоль продольной оси. Кроме того, были получены распределения частиц по кинетическим энергиям без учета гетерогенности системы.

Рассматривается решение граничной обратной задачи теплопроводности по восстановлению плотности теплового потока на основе метода минимаксной оптимизации в случае возмущенных исходных данных при использовании предварительного сглаживания с помощью сглаживающего кубического сплайна. Решение сводится к решению задачи параметрической оптимизации, обеспечивающей минимизацию невязки между полученным аппроксимирующим сплайном и точным решением прямой задачи теплопроводности, соответствующим искомой характеристике. Исследован характер конфигурации погрешности аппроксимации искомой характеристики при изменении интенсивности возмущающего воздействия на допустимом диапазоне и при различной степени сглаживания сплайна. Показана возможность решения обратных задач теплопроводности на основе параметризации управляющих воздействий с применением предварительного сглаживания с помощью построения сглаживающих сплайнов при невысоком уровне помех.

Рассматриваются особенности постановки задачи планирования программы полета и грузопотока российского сегмента международной космической станции. Описываются критерии, правила и ограничения, влияющие на планирование программы полета и грузопотока. Показывается с помощью формализованного подхода, как для решения поставленной задачи находится динамический баланс интересов кораблей, модулей и бортовых систем российского сегмента международной космической станции, полетов и грузов, что предполагает взаимно согласованный учет целого ряда индивидуальных особенностей доставляемых грузов, кораблей, модулей и бортовых систем российского сегмента международной космической станции. Обосновывается вывод, что для решения поставленной задачи становится целесообразным применение мультиагентных технологий, предметных онтологий и сетецентрического подхода, позволяющих создавать гибкие самоорганизующиеся программы полета и планы грузопотока.

Объектом управления является периодический процесс индукционного нагрева металлических полуфабрикатов перед последующими операциями пластической деформации. В работе сформулирована и решена задача оптимального по критерию быстродействия управления процессом нагрева с учетом технологического ограничения на максимально достижимую в процессе нагрева температуру. Параметрическая оптимизация алгоритмов оптимального по быстродействию управления проведена с помощью альтернансного метода оптимизации систем с распределенными параметрами, разработанного в СамГТУ. В оптимизационную процедуру интегрирована двумерная численная модель взаимосвязанных электромагнитных и тепловых полей, построенная на базе специализированного конечно-элементного пакета Cedrat FLUX.

Рассмотрена задача идентификации импульсной переходной функции линейной динамической системы на основе корреляционного метода с использованием в качестве первичного преобразования входного и выходного сигналов знакового аналого-стохастического квантования. Знаковое аналого-стохастическое квантование позволило перейти от обработки многоразрядных цифровых отсчетов входного и выходного сигналов к обработке целочисленных отсчетов времени, определяемых результатом данного вида квантования. Основным результатом является разработка цифрового алгоритма для последовательного вычисления дискретных отсчетов импульсной переходной функции. Данный алгоритм не требует предварительного прямого вычисления оценок корреляционной функции входного сигнала и взаимной корреляционной функции входного и выходного сигналов системы.

Представлены результаты исследований влияния отклонений формы посадочных поверхностей вала и расточки в корпусе опоры переднего подшипника шпиндельного узла на ее упругие характеристики.Предлагаются способ и методика контроля жесткости шпиндельных узлов токарных станков с использованием нагрузочного устройства, позволяющего определять статическую радиальную жесткость шпиндельного узла при изменении направления вектора нагрузки. Построенный с использованием предлагаемого способа и методики годограф упругих деформаций передней опоры шпинделя подтвердил наличие существенной анизотропии жесткости опоры шпиндельного узла. Полученные результаты позволили выявить доминирующий фактор при формировании упругих деформаций опоры.Представленные способ и методика контроля жесткости шпиндельных узлов металлорежущих станков, а также нагрузочное приспособление с возможностью изменений направления вектора силы показали свою работоспособность, эффективность, а также достаточную простоту реализации, что наиболее благоприятно для использования в производственных условиях при обработке деталей приборов.

Рассмотрен комплекс вопросов по моделированию тепловых процессов в линиях электропередачи в процессе плавки гололеда и расчету потерь напряжения в линии.Для решения задачи, учитывающей изменение агрегатного состояния, предложен упрощенный алгоритм. На основе анализа электрических режимов сети в процессе плавки сделан вывод о возможности использования предложенного подхода в сетях 10 и 35 кВ определенной длины.

Рассмотрены особенности проектирования и эксплуатации систем индукционного нагрева металла под обработку давлением. Основное внимание уделено применению индукционного нагрева в прокатном и прессовом производствах. Показаны особенности проектирования и эксплуатации индукторов на промышленной частотекак в однофазном, так и в трехфазном исполнении. Дан анализ распределения активной мощности по длине трехфазного индуктора. Раскрываются основные причины, ухудшающие равномерность нагрева заготовок. Освещены вопросы электромагнитной совместимости мощных индукционных установок с системой электроснабжения.

Теорема Котельникова - Шеннона доказывает возможность восстановления информации из дискретного сигнала, если частота квантования дискретного элемента больше или равна удвоенной частоте полосы пропускания непрерывной части системы. Это справедливо для случая, когда полоса пропускания непрерывной части системы имеет ярко выраженное ограничение. Однако в реальных системах она стремится к бесконечности, поэтому проявляется эффект алиасинга, что приводит к искажению информации. В этой связи влияние дискретности цифровой системы вносит дополнительную погрешность, которая ухудшает технические характеристики системы. Цель статьи - дать анализ влияния дискретности, вносимой экстраполятором нулевого порядка в составе структуры системы автоматического управления, на динамические показатели качества управления.

Рассмотрен процесс напорной установившейся фильтрации несжимаемой жидкости к конечной системе добывающих скважин в плоском горизонтальном пласте постоянной мощности $h$ и проницаемости $k_0$. В пласте также расположена узкая изолированная область с постоянной по величине проницаемостью $k_f$. В частности, при величине $k_f =0$ эта неоднородность моделирует непроницаемую линзу (завесу), а при $k_f=-\infty$ бесконечно проницаемую каверну или трещину в пласте. Для различных значений проницаемости $k_f$ исследован характер процесса фильтрации, определен коэффициент продуктивности скважины, получено аналитическое выражение для величины скин-фактора, отражающего влияние трещины на продуктивность скважины.

Разработана математическая и компьютерная модель теплосети централизованного теплоснабжения г. Самары, запитываемой от Самарской ТЭЦ. При разработке модели использована электрогидравлическая аналогия, в основе которой лежат два закона Кирхгофа, применяемые в расчетах электрических сетей. В отличие от известных методов математического моделирования гидравлических процессов, основанных на электрогидравлической аналогии, в настоящей работе применен метод автоматической идентификации модели, позволяющий выполнить ее максимальное приближение к реальной сети по гидравлическому сопротивлению. Такой подход, несмотря на усложнение расчетов, позволяет получить модель, отличающуюся от реальной теплосети не более чем на 3-5 % в зависимости от числа используемых при выполнении идентификации экспериментальных данных. Выполненные на модели исследования позволили разработать рекомендации по изменению режимов работы теплосетей, а также рассчитать оптимальные планы их реконструкции и построения новых участков.

Представлены результаты испытаний действия продуктов первичной и вторичной переработки нефти в качестве растворителей осадков, образующихся в резервуарах хранения нефти нефтеперерабатывающих предприятий. При оценке растворяющей способности различных растворителей проводились испытания в трех вариантах размыва осадка, которые наиболее вероятно могут быть реализованы в промышленных условиях. На основе полученных данных сформулированы принципы подбора доступных эффективных растворителей удаления осадков и детализированы особенности технологии утилизации асфальто-смолистых парафиновых отложений. В качестве перспективных направлений утилизации рассмотрено вовлечение растворов АСПО в сырье технологических процессов либо в компаундирование при производстве товарной продукции. Рекомендованы варианты технологии размыва и удаления осадков из резервуаров хранения нефти и утилизации растворов на НПЗ.

Исследовано влияние режимов электронно-лучевой сварки коррозионно-стойкой жаропрочной стали 06Х15Н6МВФБ-Ш толщиной 9 мм на формирование сварных швов и склонность к образованию таких дефектов, как поры и шлаковые включения. Сварка выполнялась с технологической подкладкой толщиной 5 мм на различных значениях тока луча и тока фокусирующей линзы.Для оценки качества сварки каждый из образцов подвергался рентгенографическому контролю, разрезке и металлографическому исследованию с определением параметров сварных швов, микротвердости и наличия дефектов. Полученные значения параметров сварки для стыкового соединения обеспечивают требуемое качество и размеры сварного шва.

На основе общности математических моделей процессов в электрических и неэлектрических инерционных элементах рассмотрена принципиальная возможность расширения приложений релятивистской динамики к электрическим цепям. Рассмотрена техническая возможность приближенного выполнения соотношений по определению предельных значений тока через катушку индуктивности и напряжения на конденсаторе с помощью конверторов отрицательной индуктивности и емкости.