Статья посвящена математическому моделированию процессов высокочастотной электротермии термопластических полимеров для технологической системы, которая представлена в виде пятислойной пластины, включающей электроды, изоляторы и обрабатываемый материал. Математическая модель, представленная в виде системы дифференциальных уравнений нестационарной теплопроводности с внутренним источником тепла для термопласта и граничных условий третьего и четвертого рода, реализована в виде авторского программного обеспечения, которое позволяет решать широкий перечень исследовательских и практических задач высокочастотной обработки полимеров. К таким задачам относятся: изучение взаимовлияния геометрических и электрофизических параметров системы, определение глубины зоны влияния термоизоляторов,  эффективной толщины изоляторов, толщины несимметричных изоляторов с целью смещения точки максимального нагрева при организации процесса сварки, времени достижения в обрабатываемом материале температуры сушки термопласта при различных значениях удельной мощности высокочастотной обработки.

Ключевые слова: электротермия, термопласт, математическая модель, полимер, термоизолятор, сварка, сушка, полиамид, высокочастотная обработка

05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается задача повышения энергоэффективности движения электропоезда при преодолении криволинейного участка профиля пути. В работе проведен синтез алгоритмов управления движением, позволяющих экономить энергетические ресурсы по средствам изменения характера движения электропоезда в зависимости от профиля пути. Проведенное моделирование движения электроподвижного состава по предлогаемой модели продемонстрировало снижение потребления энергии в сравнении с номинальным режимом.

Ключевые слова: энергоэффективность, электропоезд, управление движением, алгоритмы управления движением, снижение потребления энергетических ресурсов

05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

Рассматривается математическая модель процессов теплообмена в солнечном воздушном коллекторе. Предложена дискретная модель,  основанная на методе конечных разнностей. Кроме того,  создана программа, которая позволяет рассчитать распределение температуры по всей длине коллектора для данных значений инсоляции, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха в коллекторе  

Ключевые слова: математическое моделирование, метод конечных разностей, теплообменные процессы, солнечный коллектор

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Кратко описан процесс планирования полета, являющийся одним из важнейших этапов решения задачи управления космическим полетом. Приведены три стадии планирования полета: стратегическая, тактическая и исполнительная. Продуктом каждой фазы планирования является определенный тип плана: номинальный план полета, общий план сопровождения, детальный план полета. Типы плана отличаются интервалом планирования и глубиной обработки данных.. Выполнено математическое представление всех необходимых данных и набора ограничений. В качестве оптимизационного критерия выбрана минимизация простоев экипажа. Разработан модифицированный генетический алгоритм для решения поставленной задачи. Описаны его основные отличия от канонического представления. Определены дальнейшие шаги  в направлении оптимизации процесса планирования действий экипажа.  

Ключевые слова: планирование, полетная операция, действия экипажа, оптимизация, математическое модели- рование, генетический алгоритм

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

"Динамический режим работы теплообменников характерен для ряда технологических тепловых установок, а так же систем воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Технологически заданный алгоритм управления режимом работы теплообменников на практике реализуется средствами ручного или автоматического регулирования по одному или нескольким управляющим параметрам. Очевидно, что наиболее эффективный в энергетическом и технико-экономическом отношении алгоритм управления динамическим режимом работы теплообменника может быть выявлен только в виде анализа соответствующей математической модели. В статье рассматривается математическая модель динамического режима работы системы теплообменников с естественной циркуляцией воздуха. В качестве входных параметров рассматриваются температуры холодного и горячего потоков воздуха. Моделируются изменения на входах теплообменников и находятся пределы, в которых эти изменения не повлияют на работу всей системы. Для того чтобы температура на i-том ТО не изменилась, коэффициент изменения должен стремиться к нулю, так как все остальные величины ограничены техническими параметрами системы. "

Ключевые слова: потери теплоты в окружающую среду, начальная температура горячего (холодного) потока, конечная температура горячего (холодного) потока, пределы изменения горячего, холодного потока

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

(Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по государственному контракту № 07.524.11.4019 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы») Рассматриваются двумерные и трёхмерные задачи теории упругости для несжимаемых материалов. Решение этих задач методом конечных элементов в итоге приводит к решению системы линейных алгебраических уравнений с разреженной матрицей. Для несжимаемых материалов эта система является системой с седловой точкой (т.е. собственные значения матрицы системы имеют разные знаки), и, следовательно, невозможно непосредственное применение таких методов решения систем линейных алгебраических уравнений как метод сопряжённых градиентов или метод обобщённых минимальных невязок. Предлагается для таких задач использовать метод Узавы, который является итерационным процессом, на каждой итерации которого приходится решать систему линейных алгебраических уравнений, но которая уже не является системой с седловой точкой. В рамках программного комплекса CAE ФИДЕСИС реализованы различные варианты алгоритма Узавы и выполнено сравнение их производительности.

Ключевые слова: теория упругости, несжимаемые материалы, метод конечных элементов, алгоритм Узавы, итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

  В статье рассмотрены главные проблемы схемотехнического моделирования.  Рассмотрена проблема решения  плохо обусловленных систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) большой размерности. Приведен разработанный модифицированный алгоритм решения СЛАУ. Описан  гибридный эволюционный  алгоритм решения систем линейных алгебраических уравнений на основе предложенного модифицированного метода.  Приведены результаты экспериментального исследования и сравнения разработанного алгоритма с  алгоритмами на основе традиционных методов решения СЛАУ, которые подтверждают преимущества предложенного  гибридного эволюционного алгоритма.   

Ключевые слова: Генетические операторы; эволюционный алгоритм; система линейных алгебраических уравнений; системы автоматизированного проектирования.

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Сведения об авторах выпуска №3 (2013)

Ключевые слова: авторы