МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Приведены сведения о применении современных технологий, в первую очередь географических информационных систем (ГИС) и систем виртуального окружения, для пространственно-временного моделирования объекта. Рассмотрены вопросы, связанные с анализом данных дистанционного зондирования, а также стереовидеосъемки.

Рассмотрен пример проектирования гироприбора на базе трехстепенного астатического гироскопа. Приведены способы построения структурных схем двухконтурной системы. Продемонстрирован способ подбора коррекции для обеспечения запасов устойчивости в двухконтурной системе при изменении структуры объекта регулирования с помощью стандартных компьютерных пакетов.

Рассмотрены вопросы проектирования прецизионных систем наведения радиотехнических и оптических комплексов на основе двухканальных систем в режимах автосопровождения. Приведены основные варианты функционального и структурного построения двухканальных систем, представлены уравнения динамики двухканальных систем с разделенной нагрузкой с учетом всех основных помех и возмущений, изложена методика синтеза высокоточных систем с компенсирующими связями между каналами.

Описана волновая аберрация оптической системы аппроксимациями по степенному и ортогональному (в виде полиномов Цернике) базисам. Рассмотрены свойства этих аппроксимаций, а также примеры применения разложения волновой аберрации по ортогональным полиномам Цернике для обоснования выбора прототипа из базы оптических систем и для автоматизированной дискретизации областей зрачка и предмета в процессе оптимизации оптической системы.

Рассмотрены вопросы тепловых испытаний стержневых космических конструкций. Дано теоретическое обоснование условий испытаний. Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки специалистов «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов» и направлениям подготовки магистров «Материаловедение и технология материалов», «Ракетные комплексы и космонавтика».

Представлены общие сведения о данных дистанционного зондирования Земли, типах применяемых для этой цели космических аппаратов и порядке осуществления приема данных наземной станцией с последующей обработкой специальными программными средствами. Приведены примеры использования полученной информации для проводимых исследований различной тематической направленности.

Рассмотрены физическая модель, математическая постановка, алгоритм и экспериментально-теоретические инженерные методики решения на персональном компьютере задачи проникания недеформируемых тел в грунты и горные породы и задачи проникания деформируемых срабатывающихся ударников в металлические преграды.

Излагаются методики определения оптимальных планов измерений, используемых при решении прикладных измерительных задач двух типов: задач, связанных с экспериментальной оценкой постоянных и переменных величин, и задач по экспериментальной оценке соответствия объекта измерения требованиям нормативного документа.

Даны рекомендации по выбору матричных методов расчета частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических моделей силовых передач колесных машин с конечным числом степеней свободы в зависимости от типа матриц и их размерности, объема решаемой задачи (расчета всех или части частот и, возможно, форм свободных колебаний) и т. д. Показано, что решение задачи нахождения частот и форм свободных колебаний математически эквивалентно решению задачи на собственные значения. Рассмотрены особенности расчета собственных значений и собственных векторов. Приведены сведения о программных средствах для решения спектральных задач. Включены примеры расчета частот и форм свободных колебаний динамических систем в среде MathCAD.

Предлагаемое учебное пособие обобщает и систематизирует современные достижения в области антропологических и биофизических методов изучения телосложения человека. Рассчитано на подготовку и повышение квалификации специалистов по физической культуре, спортивной медицине и фитнесу.

Учебное пособие соответствует программе по коллоидной химии химических факультетов педагогических университетов и содержит материалы практических работ по основным разделам коллоидной химии. Каждый раздел включает теоретическую часть, перечень практических работ, контрольные вопросы. Наличие справочного материала, вынесенного в качестве приложения в конце учебного пособия, облегчает работу студентов в ходе практикума.

В статье рассматривается историконаучная концепция происхождения корпускулярноволнового дуализма материи Луи де Бройля. В предложенной схеме генезиса идеи де Бройля выделены разные по своему значению факторы: гипотеза Эйнштейна о квантах света, теория относительности, исследования природы рентгеновского излучения в экспериментальной лаборатории брата М. де Бройля, оптикомеханическая аналогия, а также личностный аспект, связанный с происхождением, образованием и развитием французских научных и научно философских традиций.

Предложена учебная лабораторная работа для практикума по общей физике. С помощью дифракционного монохроматора МУМ в работе исследуется спектр излучения светодиодов и полупроводникового лазера. Измеряется зависимость интенсивности лазера от величины тока, протекающего через pn#переход; определяется пороговая величина тока, соответствующая переходу от режима светоизлучающего диода к режиму лазерной генерации.

Научный журнал «Пространство, время и фундаментальные взаимодействия» посвящен разделам теоретической физики, связанными с пространством, временем, Вселенной и относящимся к ним физическими явлениями. В журнале публикуются оригинальные статьи и освещаются основные направления российских и зарубежных научных исследований. Основной целью журнала является популяризация фундаментальной науки, пропаганда достижений российской методической школы и повышение интереса к передовой науке в целом.

Путевые заметки профессора ботаники Харьковского университета Владимира Митрофановича Арнольди (1871–1924) о его научной командировке в Нидерландскую Индию (ныне — Индонезия) в 1908–1909 гг. вышли в свет в 1911 году и были переизданы всего один раз — в 1923 г. В. М. Арнольди интересен не только как крупный ученый, основатель российской школы альгологии (науки о водорослях), но и яркий представитель отечественной интеллигенции конца XIX в., высокий профессионализм которого неотъемлем от дум о судьбах Родины. Его путевые заметки отличаются широтой интересов, объективностью, объемностью видения и прекрасным слогом. Наряду с увлекательными биологическими наблюдениями и описанием уникального ботанического сада в Бейтензорге (Богоре) книга содержит много ценного о повседневном быте, культуре, нравах, обычаях и верованиях жителей различных районов Нидерландской Индии. При подготовке книги к переизданию полностью сохранен литературный стиль автора, уточнения коснулись только орфографии.

Охарактеризовано экологическое состояние компонентов репрезентативной природной почвенной катены Япономорского побережья. Внимание акцентировано на морфологических, физико-механических, химических свойствах и противоэрозионной устойчивости почв, которые отличаются от зональных и гидроморфных внутриконтинентальных аналогов.

Охарактеризовано экологическое состояние компонентов репрезентативной природно-техногенно-агрогенной почвенной катены, развитой на территории Павловской техногенно-промышленной системы Приморья. Внимание акцентировано на физических, физико-механических, противоэрозионных, физико-химических и химических свойствах материала техногенных поверхностных образований и почв, развитых в естественных и техногенных ландшафтах.

DOI: 10.15217/issn1998984-9.2014.25.47 Изучалось наличие поверхностно-активных белков в глубинной культуре гриба Trichoderma viride. В результате проведённой работы была отработана методика выделения низкомолекулярного поверхностно-активного белка из глубинной культуры гриба Trichoderma viride. Исследовалась зависимость выхода низкомолекулярного белка с единицы объёма культуральной жидкости от концентраций и соотношения источников углерода и азота в среде. Оценивалась пеностабилизирующая активность белка и была определена его молекулярная масса. По своим характеристикам полученный белок соответствует низкомолекулярным белкам гидрофобинам.

В пособии охарактеризованы важнейшие группы ископаемой флоры и фауны, имеющие наибольшее геологическое значение. Изложены общие положения и основные понятия палеонтологии, в том числе формы сохранности организмов, закономерности развития органического мира Земли, среда обитания, условия и образ жизни организмов, роль организмов в осадконакоплении и породообразовании, значение организмов в геологической летописи Земли.

В монографии выполнен обзор технологий сбора спата, получения товарной продукции, устройств и гидробиотехнических сооружениях для культивирования двустворчатых моллюсков. Показано, что в регионе уже сформировались наиболее приемлемые технические устройства для получения товарной продукции моллюсков. Это позволяет развиваться хозяйствам марикультуры в Приморье. Обобщены современные данные о продукционных характеристиках и урожайности плантаций культивируемых моллюсков. Проанализированы имеющиеся схемы расчета потенциально возможной продукции моллюсков в бухтах и заливах.

В пособии охарактеризованы важнейшие группы ископаемой флоры и фауны, имеющие наибольшее геологическое значение. Изложены общие положения и основные понятия палеонтологии, в том числе формы сохранности организмов, закономерности развития органического мира Земли, среда обитания, условия и образ жизни организмов, роль организмов в осадконакоплении и породообразовании, значение организмов в геологической летописи Земли.

В пособии приведены данные об устройстве поляризационного микроскопа и способах изготовления шлифов; охарактеризованы диагностические признаки, оптические свойства и особенности минералов обломочной части, цемента и аутогенных включений; дана классификация терригенных и карбонатных пород; рассмотрены вопросы морфологии пустотного пространства и факторов, способствующих формированию коллекторских свойств пород; приведены примеры петрографических исследований пород коллекторов в шлифах с указанием признаков нефтенасыщения.

В учебнике рассматриваются методы, приемы регионального и локального прогнозирования рудоносных площадей и поисков месторождений полезных ископаемых. Охарактеризованы критерии и признаки оценки промышленной значимости месторождений, геологические основы их прогнозирования и поисков, вопросы комплексирования прогнозно-поисковых методов, методика прогнозно-поисковых работ на разных стадиях геологоразведочного процесса, модели объектов поисков как основа комплексирования рациональных методов и основы опробования полезного ископаемого. Раскрыты особенности регионального, крупномасштабного, локального прогноза оруденения и принципы геолого-экономической оценки выявляемых промышленных объектов. Учебник подготовлен на кафедре геологии и разведки месторождений полезных ископаемых ТПУ.

В соответствии с Федеральной космической программой РФ учеными и специалистами российских и международных организаций ведутся работы по созданию космической обсерватории (КО) «Миллиметрон» (проект «Спектр-М»). Головная научная организация: АКЦ ФИАН им. П.Н. Лебедева РАН, головное предприятие — НПО им. С.А. Лавочкина. Планируемый срок запуска — 2019 г. В работе приведено общее описание обсерватории «Миллиметрон», предназначенной для эксплуатации в условиях глубокого вакуума и сверхнизких температур на сверхдальней рабочей орбите в районе либрационной точки Лагранжа L2 в системе Солнце — Земля, удаленной от Земли на расстояние 1,5 млн км. В состав обсерватории входит криогенный космический телескоп (ККТ) с раскрываемым на указанной орбите главным параболическим зеркалом (ГПЗ) диаметром 10 м. Этот телескоп устанавливают на модуль служебных систем (МСС), который должен обеспечивать его ориентацию и стабилизацию. Рабочие диапазоны длин волн ККТ составляют 0,02…3 мм и 0,3…16 мм и определяют требования к прецизионности ККТ и МСС: точность ориентации 1'', точность стабилизации 0,2'', точность рабочей поверхности ГПЗ (после его раскрытия) 10 мкм, температура рабочей поверхности ГПЗ 4,5 K. Показано, что из-за своей протяженности и низкой частоты собственных колебаний ККТ становится гравитационно- и инерциально-чувствительной системой к воздействию внешних и внутренних микродинамических возмущений (ВВМВ). Рассмотрены проблемы обеспечения прецизионности ККТ при эксплуатации в условиях ВВМВ, глубокого вакуума и сверхнизких температур. Показано также, что точность ориентации и стабилизации МСС на порядок ниже требуемых, а упругие колебания низкочастотных крупногабаритных эле- ментов конструкции ККТ от воздействия ВВМВ способны привести к нарушению требуемой прецизионности. Отмечено, что удаление орбиты обсерватории на огромные расстояния от Земли не позволяет осуществлять управление ее системами и планом эксперимента в режиме реального времени. Проведен анализ известных методов и средств, применяемых для решения подобных проблем. Представлена оригинальная концепция интеллектуальной системы активной виброзащиты и высокоточного наведения ККТ обсерватории «Миллиметрон», направленная на решение указанных проблем.

Описаны преимущества суперэлементного подхода к решению задач статики и динамики деталей и узлов турбомашин. Приведено описание программного комплекса, решающего указанные задачи с помощью метода конечных элементов и суперэлементов. Приведены результаты тестирования комплекса.

Рассмотрен RKDG метод решения двумерных уравнений идеальной магнитной гидродинамики на неструктурированных сетках. Приведены алгоритмы монотонизации решения и бездивергентной реконструкции магнитного поля, позволяющие получать физически адекватные результаты расчетов с высоким порядком точности. Обсуждены результаты тестовых расчетов, подтверждающие порядок сходимости метода и иллюстрирующие качество получаемого решения.

Введено понятие связанной конфигурации для пористых сред с конечными деформациями и некогерентной поверхностью раздела фаз. Показано, что система законов сохранения для пористых сред такого класса может быть симметризована, т. е. представлена в едином универсальном дивергентном виде, при этом она отличается от классической системы законов сохранения для однофазных сред наличием двух дополнительных групп уравнений: уравнений движения фиктивной твердой среды, связанной с основной твердой фазой условиями идеального контакта, и уравнением совместности фиктивной среды.

Обсуждаются смешанные задачи для упругой полуплоскости в рамках асимптотической модели для волны Рэлея. Использование эллиптико-гиперболического дуализма позволяет существенно упростить процедуру определения вклада поверхностных волн в общее динамическое поведение. В частности, для задачи о действии вертикального штампа и задачи о полуплоскости с гибкой нерастяжимой накладкой решения выражаются в терминах одной гармонической функции. В случае более общей смешанной задачи, когда на части поверхности заданы оба перемещения, приближенная формулировка содержит две гармонические функции.

Предлагаемое издание относится к геодезическому приложению гравиметрии. Кратко представлена история изучения фигуры Земли и ее гравитационного поля, изложены элементы теории ньютоновского потенциала, характеристики поля силы тяжести и методы его изучения, описаны конструкции современных гравиметрических приборов, гравиметрические съемки, изменения силы тяжести во времени.

Сборник содержит материалы докладов по актуальным проблемам теоретической, клинической и профилактической медицины, общественного здоровья и биологии.

В методических указаниях приведены описания лабораторных работ и варианты заданий для практикума на ЭВМ по курсам «Численные методы и математическое моделирование» и «Вычислительная физика».

В методических указаниях рассматривается применение методов инфракрасной спектроскопии, спекгрофотометрии в ультрафиолетовой и видимой области, ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса для исследования кинетики химических реакций и химического равновесия.

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению 010200.62 Математика и компьютерные науки (дисциплина "Аналитическая геометрия", цикл БЗ) и специальности 090301.65 Компьютерная безопасность (дисциплина "Геометрия", цикл С2), очной формы обучения.

В книге подробно изложены вопросы рассеивания и установления нормативов выбросов в атмосферу для предприятия. Приведены физические основы рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосфере с рассмотрением теории атмосферной диффузии, турбулентности переноса. Рассмотрено 14 примеров с подробными решениями и пояснениями. Дана процедура расчета минимально требуемой степени очистки вентиляционных и других выбросов, а также влияющих на нее факторов. Отдельная глава посвящена определению размеров санитарно-защитной зоны предприятий, для которых действующие санитарные правила и нормы приведены в прил. 1. Издание адресуется инженерам-проектировщикам промышленной вентиляции и экологической документации, инженерам-экологам промышленных предприятий, а также студентам экологических специальностей и специальности «теплогазоснабжение и вентиляция».

Предложен гамильтониан трехзонной периодической модели Андерсона-Хаббарда и должным образом симметризованный базис волновых функций. На симметричной части этого базиса в соответствии с правилом Хунда и принципом электронейтральности Полинга построены хаббардовские подзоны за счет трансляционного движения электронов по решетке и по одной из орбиталей. В отсутствие магнитного поля получен критерий перехода металл-диэлектрик.

Рассматривается обобщенная формула Родрига, позволяющая определить некоторые важные семейства многочленов, используемые в комбинаторном анализе. Эта формула применяется для получения рекуррентных соотношений и производящих функций. В частности, с этих позиций исследуются обобщенные многочлены Эйлера и рассматриваются их свойства. Для комбинаторной интерпретации коэффициентов этих многочленов привлекаются обобщенные перестановки Гесселя-Стенли и корневые помеченные r-угольные кактусы. Также рассматриваются конечно-разностные и g-аналоги обобщенной формулы Родрига, с помощью которых, в частности, изучаются g-аналоги экспоненциальных многочленов и многочленов Эйлера, а также их свойства.

Разработан метод статических флуктуаций применительно к модели Хаббарда. Показано также, что данный метод применим при исследовании наноструктур. В приближении статических флуктуаций вычислены антикоммутаторные функции Грина для двухподрешеточной модели Хаббарда, а также для гексагона, пентагона и димера. Показано, что концентрация электронов на узлах разных подрешеток двухподрешеточной модели Хаббарда различна.

Предложен декомпозиционный подход к математическому моделированию гетерогенных структур, который базируется на решении уравнений динамики деформированного тела в линейном приближении. Дифференциальные уравнения динамики сведены методом интегрирования по частям к интегральной проекционной форме, из которой получена матрица проводимости автономного блока в виде прямоугольного параллелепипеда с упругим заполнением и каналами Флоке на гранях. Разработана методика рекомпозиции автономных блоков.

Рассматривается вопрос построения аналога симплициальных вырождений в A[бесконечность]-случае. Предъявляется конструкция высших граней, доказывается теорема об их существовании на гомологиях, а также рассматривается вопрос о действии дифференциала на таком объекте. Доказательство теоремы существования конструктивно, что позволяет строить полученные новые объекты на гомологиях цепных комплексов. При доказательстве теорем используется техника SDR-ситуаций.

Рассматриваются четыре комбинаторные задачи, параметризованные кратностью r элемента базового мультимножества: распределение индексов vp-монотонных перестановок, обобщенные перестановки Гесселя-Стенли и обобщенные частично упорядоченные множества Баклавского-Эдельмана, обобщенные числа Стирлинга и обобщенные частично упорядоченные множества разбиений, обобщенные статистики и обобщенные многочлены Эйлера. Для исследования этих задач привлекаются различные методы.

Описано получение уравнений траектории движения точки по касательному и нормальному ускорению. Использованы методы 3-мерной геометрии Галилея.

Рассматривается задача построения динамических математических моделей реальных процессов на основе статистических данных. Решение задачи производится с помощью аппарата теории дифференциальных включений. Задача составления управляемого прогноза для реального процесса сводится к задаче оптимального управления. Для решения данной задачи реализован программный пакет "Cone", который по известным статистическим данным позволяет строить прогноз реальных процессов при наличии управления с функционалом качества или без него.

Статья посвящена методам получения траекторий движения и уравнениям кривых трехмерного галилеева пространства-времени по полю ускорения. Она использует методы 3-мерной геометрии Галилея пространства-времени. Рассмотрен ряд примеров.

Рассматривается оригинальная версия генетического алгоритма для решения систем линейных алгебраических уравнений. Основное внимание уделяется настройке алгоритма на особенности этой задачи и модернизации алгоритма. Методами вычислительного эксперимента выбираются параметры генетического алгоритма, дающие "хорошие" решения.

На основе коэффициентов квадратичных форм поверхности одулярного галилеева пространства с сибсоном (единственным 3-мерным нильпотентным одулем Ли) составлена система дифференциальных уравнений с частными производными, решение которой приводит к определению поверхности.

Рассматривается задача дифракции стороннего электромагнитного поля на локально неоднородном теле, помещенном в свободном пространстве. Поставленная задача сводится к объемному сингулярному интегральному уравнению. Решение задачи производится параллельно численным методом Галеркина и численным методом коллокации. В связи с большой емкостью решение задачи численным методом Галеркина при различных параметрах было реализовано с использованием двух программных продуктов для суперкомпьютерных вычислительных комплексов: реализации MPI и программной системы x-com. Исследованы особенности выполнения задачи на суперкомпьютерном комплексе.

Изучаются поверхности одного из 3-мерных пространств Галилея с коммутативной и нелинейной геометрией. Линейное пространство определено на тройках действительных чисел, в компонентах троек операции заданы нелинейными функциями. Для векторов введено галилеево скалярное произведение. Получены формулы дифференцирования векторных функций. В аксиоматике Г. Вейля на основе указанного нелинейного пространства строится пространство-время Галилея. Уравнения прямых и плоскостей полученного пространства нелинейны. Определены регулярные поверхности, ее первая и вторая квадратичные формы, нормальная кривизна поверхности, полная и средняя кривизны. Проведена классификация обыкновенных точек поверхностей. Вычислена полная кривизна некоторых поверхностей.

Получены первые результаты по теории поверхностей 4-мерного пространства-времени Галилея. Рассматриваются поверхности, имеющие Галилеевы касательные плоскости. Введены первая и вторая квадратичные формы поверхности, нормальная кривизна поверхности. Проведена классификация обыкновенных точек поверхности. Вычислены полная и средняя кривизна поверхности.

Установлена определяемость метрической функции поверхности 3-мерного пространства-времени Галилея символами Кристоффеля, а значит, установлена определяемость и первой квадратичной формы поверхности символами Кристоффеля. Приведены примеры получения метрической функции по заданным символам Кристоффеля. Поверхности являются изометричными только в случае, если у них одни и те же символы Кристоффеля. Указаны поверхности, определяемые символами Кристоффеля, и поверхности, для которых не существует изометричных (неизгибаемость поверхностей). Рассмотрен пример класса поверхностей пространства Галилея с евклидовой метрической функцией. Получено выражение полной кривизны поверхности через символы Кристоффеля.

Построены итерационные методы решения следующих задач электростатики и электродинамики: 1) распределение заряда на поверхности идеального проводящего тела, находящегося во внешнем поле, 2) вычисление электрической емкости идеально проводящих тел, 3) приближенное решение задачи рассеяния излучений на малых телах произвольной формы. Исследование этих задач основано на общем математическом аппарате - приближенном решении слабосингулярных интегральных уравнений на спектре.