Аннотации и ключевые слова

Рассматривается задача о математическом моделировании процесса аэроупругих колебаний обледенелых проводов линий электропередач при ветровой нагрузке. Искомыми величинами являются обобщенные координаты задачи: коэффициенты при аппроксимирующих функциях метода Ритца и локальные перемещения провода. Принимается жесткая связь сечения льда и сечения провода, считается, что сечение провода со льдом остается в одной и той же плоскости при движении. Описывающие динамику процесса уравнения составляются с использованием принципа Д’Аламбера-Лагранжа. Итоговая система нелинейных дифференциальных уравнений, получаемая путем группировки слагаемых при вариациях работ и потенциальной энергии, интегрируется численно. Начальные условия для интегрирования задачи динамики берутся из решения задачи статики.

Ключевые слова: галопирование проводов, аэроупругие колебания, механика деформируемого твёрдого тела, флаттер

В данной работе впервые изучаются эффективные динамические свойства вискеризованного слоя в модифицированных композитах с учетом структурных характеристик межфазного слоя – длины вискерсов, объемного содержания вискерсов, их механических свойств. В случае чистого сдвига вдоль вискерсов оцениваются эффективные динамические свойства межфазного слоя, полученные методом трех фаз и методом Рейсса. Показывается, что действительно, в вискеризованном слое могут быть реализованы высокие эффективные диссипативные свойства, что открывает перспективы моделирования и прогнозирования модифицированных волокнистых композитов с аномально высокими демпфирующими свойствами при одновременно достаточно высоких механических характеристиках.

Ключевые слова: вискерс, волокнистые композиты, вязкоупругое связующее, микромеханика, эффективный модуль потерь, демпфирующие свойства

В работе продемонстрированы особенности реализации вычислительных алгоритмов решения задач механики тонкостенных конструкций с сильной нелинейностью на примере задачи статического раздувания мягкой оболочки вращения при больших деформациях. Рассматриваемый алгоритм решения реализует метод дифференцирования по параметру. Отмечена необходимость исследования свойств разрешающей системы уравнений, предваряющего реализацию алгоритма и позволяющего скорректировать его при наличии особенностей в рассматриваемой системе. Исследовано влияние на результаты расчета следующих параметров вычислительного алгоритма: величина предварительного внутреннего давления; величина начального и максимально допустимого шага по параметру дифференцирования; число шагов по параметру, на которых проводится регуляризация решения; способы расчета напряженного состояния при построении системы регуляризующих уравнений. Показана существенная зависимость решения от указанных параметров, вплоть до получения неверных результатов. Сформулированы рекомендации по проведению вычислений при решении задач с сильной нелинейностью.

Ключевые слова: мягкая оболочка, высокоэластичный материал, большие деформации, нелинейная краевая задача, метод дифференцирования по параметру

Несмотря на многообразие существующих подходов и наличие программ газодинамического моделирования, таких как Ansys-Fluent, Ansys-CFX, FlowVision и т.д., на сегодняшний день не выработана универсальная методика, позволяющая учитывать совокупность сложных химических и газодинамических процессов при их моделировании в камерах сгорания газотурбинных установок (ГТУ) [1]. К тому же отработка моделей в этих программах всегда сопровождается сравнением полученных данных с результатами реального эксперимента [2,3]. Поэтому эксперимент является неотъемлемым процессом при создании и доводке камер сгорания газотурбинных двигателей (ГТД). Эксперименты проводятся на стендовом оборудовании, которое позволяет определить параметры в камерах сгорания и их элементах. Возможность рассчитать элементы стендового оборудования для испытаний камер сгорания, при их проектировании, имея исходные геометрические и газодинамические параметры, является важной составляющей при проектировании такого стендового оборудования [4].

Ключевые слова: камера сгорания; газотурбинный двигатель, форсунка, отсек камеры сгорания, экспериментальная установка

В работе обсуждаются результаты экспериментов и численного моделирования по исследованию механизмов тепло-, массопереноса в магнитных жидкостях. Магнитные коллоиды относят к классу наножидкостей и применяют в качестве рабочей жидкости в системах охлаждения. Показано, что в лабораторных условиях взаимодействие термогравитационного и термомагнитного механизмов переноса приводит к сложному поведению конвективной системы и, как следствие, усложнению процессов тепло- и массопереноса. Рассматривается возможность применения активных и пассивных систем охлаждения с магнитными жидкостями на борту космических аппаратов в условиях микрогравитации. Представленные результаты можно использовать для моделирования, расчета технических характеристик и энергоэффективности такой системы охлаждения.

Ключевые слова: магнитная жидкость, термомагнитная конвекция, магнитное поле, магнитофорез, термофорез

Разработан вариант уточненной теории расчета напряженно-деформированного состояния сферических оболочек из слоистых композиционных материалов. При построении математической модели оболочки применяются трехмерные уравнения теории упругости. Компоненты искомых перемещений аппроксимируются полиномами по нормальной к срединной поверхности оболочки координате на две степени выше относительно классической теории Кирхгофа – Лява. С помощью вариационного принципа Лагранжа получена система дифференциальных уравнений равновесия и соответствующие граничные условия. Решение сформулированной краевой задачи проводится последовательным применением методов конечных разностей и матричной прогонки. Проведено сравнение результатов, полученных по предлагаемой уточненной теории, с данными, приведенными в публикациях других авторов.

Ключевые слова: сферическая оболочка, cлоистый композиционный материал, вариант уточненной теории, вариационный принцип Лагранжа, метод конечных разностей, метод матричной прогонки, прогиб оболочки, поперечные нормальные напряжения

Для подтверждения полученного ранее теоретического решения о прогнозировании предельной амплитуды упрочненных методами поверхностного пластического деформирования (ППД) деталей с концентраторами напряжений при асимметрии цикла центрального растяжения-сжатия и сжимающих средних напряжений цикла было проведено экспериментальное исследование упрочненных пневмодробеструйной обработкой цилиндрических образцов из стали 45 с надрезами полукруглого профиля.

Полученные экспериментальные результаты показали хорошее совпадение с данными, полученными ранее расчетным путем. По результатам эксперимента предложено проводить оценку предельной амплитуды упрочненных деталей с концентраторами напряжений при центральном растяжении-сжатии в условиях асимметрии цикла со сжимающими средними напряжениями с помощью разработанной диаграммы предельных амплитуд цикла деталей с учетом остаточных напряжений. Цель работы – разработать методику количественной оценки предельной амплитуды упрочнённых образцов с концентраторами напряжений при различных сжимающих средних напряжениях цикла.

Ключевые слова: остаточные напряжения, концентрация напряжений, сжимающие средние напряжения, диаграмма предельных амплитуд, асимметрия цикла, сопротивление усталости

Статья посвящена актуальной теме диагностики процесса функционирования герметичных отсеков летательных аппаратов, имеющих сквозные микротрещины. В статье получены выражения, позволяющие описывать закономерности изменения утечки рабочей среды через сквозные трещины в зависимости от их изменяющейся геометрии. Разработан алгоритм построения закономерностей изменения утечки рабочей среды из гермоотсеков (систем) при наличии в их оболочках развивающихся сквозных трещин. Приведены типовые закономерности изменения утечки рабочей среды во времени через сквозные трещины. Представлены результаты расчета времени разгерметизации отсека в зависимости от длины сквозной трещины, степени ее раскрытия, а также свободного объема гермоотсека. Результаты, представленные в статье, являются оригинальными. Они представляют значительный интерес и позволяют более корректно проводить диагностику отказов летательных аппаратов в условиях летной эксплуатации.

Полученные результаты позволяют решить и обратную задачу для приборных и обитаемых отсеков космических аппаратов. А именно, имея данные телеметрической информации о параметрах состояния газа (давлении и температуры) внутри отсека и изменении этих параметров в течение времени, появляется возможность диагностики в условиях орбитального полета характеристик микронеплотностей. Это в свою очередь позволяет оценивать резерв времени для локализации негерметичностей или принимать решение для аварийной посадки пилотируемого космического аппарата.

Ключевые слова: трещина, утечка, герметичность, диагностика, работоспособность, летательный аппарат, герметичный отсек, математическая модель, остаточный ресурс

В статье предлагается методика расчёта ширины проводников печатных плат на металлическом основании для бортовых приборов космических аппаратов в зависимости от протекающего переменного тока. Описывается математическая модель, использованная при разработке методики. Проводится анализ влияния сделанных допущений на результат.

Ключевые слова: методика расчёта, космический аппарат, бортовая радиоэлектронная аппаратура, печатная плата, ширина печатного проводника, переменный ток, частота, поверхностный эффект, температура

В работе выполнен анализ гармонического состава выходного сигнала устройства ретрансляции сигнала с внесением доплеровского сдвига частоты. Результаты получены для различных значений ширины полосы пропускания устройства. Выделены общие тенденции, которым подчиняются изменения выходного сигнала устройства при изменении его полосы пропускания. Показана принципиальная возможность имитации доплеровского сдвига частоты в широкой полосе частот входных сигналов с помощью устройства ретрансляции сигнала с двойным преобразованием частоты. Таким образом, такое устройство может являться составной частью широкополосного имитатора радиолокационных целей.

Ключевые слова: смеситель, интермодуляционные искажения, двойное преобразование частоты, доплеровский сдвиг частоты

Применение оптических лазерных маяков позволит точно и однозначно локализовать местоположение лунных посадочных станций с помощью оптических телевизионных средств космических аппаратов. Оптический маяк, установленный на лунной посадочной станции, будет обнаружен бортовой телекамерой орбитального аппарата по признаку существенного превышения светового потока над уровнем фоновой засветки. Представленная методика позволит локализовать лунную посадочную станцию с оптическим лазерным маяком с точностью в единицы метров. Это позволит использовать его как реперную точку для установления сетки селенодезических координат высокой точности. Лунная посадочная станция с оптическим лазерным маяком позволит картографирование поверхности Луны довести до точностей, соответствующих детализации снимков лунного рельефа, сделанных бортовой телекамерой орбитального аппарата.

Ключевые слова: : космические аппараты, лунная посадочная станция, оптический маяк, навигация

Статья посвящена нестационарным мультипроцессорным системам. Затрагивается вопрос о беспроводной передаче данных между процессорными объектами (ПО), такими как ноутбуки, нетбуки, тачпады, планшеты, мобильные устройства и т.п., способными передавать информацию на расстоянии по беспроводной среде передачи данных. Например, такой сетью может быть среда передачи данных Wi-Fi. При этом сами ПО могут независимо перемещаться в пространстве. В данном случае важна возможность изменения расстояния между парами ПО, что влияет на объемы передаваемой информации, их скорости и, как следствие, общее время передачи в целом.

Ключевые слова: беспроводная сеть, Wi-Fi, процессорные объекты, алгоритм обмена информацией, метод и методика беспроводной передачи данных, нестационарные объекты обмена, размещение задач

В статье обосновывается использование мультиспектральных оптико-электронных датчиков, для решения задачи повышения быстродействия устройства для автономной мобильной платформы экологического мониторинга. Предложена математическая модель функционирования разработанного устройства. Приведена структурно-функциональная организация мультиспектрального оптико-электронного устройства для автономной мобильной платформы экологического мониторинга. Представлены схема программно-аппаратного стенда и результаты экспериментальных исследований.

Ключевые слова: мультиспектральный датчик, устройство управления, автономная мобильная платформа, экологический мониторинг, распознавание изображений

В статье рассмотрена проблема влияния организации внутренней памяти приёмника на скорость выполнения операций анализа источника поступающих информационных блоков. Определены условия использования различных вариантов организации внутренней памяти приёмника, обеспечивающие высокую скорость обработки и приемлемою аппаратную сложность приёмников.

Ключевые слова: обработка данных, приёмник сообщений, оперативная память, быстродействие, имитационное моделирование

В статье рассмотрен опыт создания и примеры применения персональной поисковой библиографической системы, работающей на основе банка научных публикаций AI Corpus, созданного в Институте искусственного интеллекта Пола Аллена. Получена система, дополняющая такие поисковики, как Google, и, благодаря использованию открытых компонентов, может служить платформой для развития поисковых и справочно-аналитических функций более высокого уровня. Предложен подход, позволяющий производить поиск информации в два этапа, на первом этапе – путём выборки из глобального хранилища, а затем, на втором этапе – путём проведения поиска внутри этой выборки с тонким учётом специальных интересов владельца системы. Объектом исследований являются системы информационного и аналитического обслуживания в области программной инженерии. Реализованная система может также использоваться для поиска, отбора и анализа документов в области аэрокосмической техники.

Ключевые слова: поисковая система, банк ресурсов, двухэтапный поиск, банк научных публикаций, интерфейс пользователя

В статье описан метод обеспечения отказоустойчивости коммуникационной сети с топологией многомерный тор, апробированный при создании высокоскоростной сети Ангара.

Работа по обеспечению отказоустойчивости велась по следующим направлениям: повышение качества передаваемого сигнала за счет тонкой настройки параметров высокоскоростных приемопередатчиков, разработка отказоустойчивого алгоритма контроля целостности линка с возможностью повторной передачи поврежденных данных, разработка алгоритмов сетевого уровня для мониторинга состояния сети, и оперативного перестроения таблиц маршрутизации.

Описываемые в статье методы позволяют для вычислительных систем большого размера получить коэффициент готовности более 0,99.

Ключевые слова: отказоустойчивость, коммуникационная сеть

В статье рассматривается информационная безопасность автоматизированных систем управления. Предлагается использовать системы биометрической аутентификации. Перспективным является использование анализа клавиатурного почерка оператора как один из элементов интеллектуального детектора системы защиты. Приведены три основных алгоритма аутентификации по клавиатурному почерку. Представлен алгоритм работы режима обучения и аутентификации.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, информационная безопасность, информационная система, безопасность информационных систем, биометрическая аутентификация, клавиатурный почерк