Главная – Журналы – Поиск по журналам

Применение микросетей является актуальным направлением развития энергетики как в России, так и за рубежом. При этом возникают проблемы выбора оптимальной структуры и параметров функционирования таких сетей. Проведение натурных экспериментов с реальным энергетическим комплексом обуславливает определённые риски, связанные с большими временны́ми и финансовыми затратами, а также надёжностью и безопасностью работы его оборудования. Поэтому, как правило, проводятся исследования на математической или физической моделях микросети. Физическая модель позволяет решить ряд важных задач, в числе которых анализ структуры сети, изучение её ключевых свойств (живучести, надёжности, регулирования спроса и предложения энергоресурсов, использования возобновляемых источников энергии и др.) и определение оптимальных режимов работы. Рассматривается система мониторинга физической модели микросети - имитационного стенда, моделирующего сеть с высокой долей возобновляемых источников электроэнергии.

Предложен метод и технические средства, позволяющие проводить оценку размеров вихревых структур, генерируемых в кольцевом пространстве системы Куэтта - Тейлора. Оценка размеров данных структур проводилась на основе анализа измеренных амплитудно-частотных спектров пульсаций радиальной составляющей динамического давления. Предложена простая модель генерации вихрей в кольцевом течении Куэтта - Тейлора под воздействием вращающейся поверхности внутреннего цилиндра. На базе этой модели и при использовании измеренных амплитудно-частотных спектров пульсационной составляющей радиального давления проведена оценка размеров генерируемых вихрей в кольцевом течении Куэтта - Тейлора. Показано, что в потоке присутствуют три типа вихрей: c диаметром, заметно меньшим ширины кольцевого зазора, диаметром, сопоставимым с шириной кольцевого зазора, и диаметром, заметно превышающим ширину кольцевого зазора системы, что приводит к их деформации (сплющиванию).

Представлена модель машинного обучения на основе градиентного бустинга, разработанная для прогнозирования возникновения дефектов (дроссов) на оцинкованных стальных листах, применяемых в автомобильной промышленности. Проведён анализ влияния технологических параметров на возникновение дефектов, что позволило определить ключевые факторы, влияющие на качество покрытия: скорость прокатки, удлинение и усилие в дрессировочной клети, толщина цинка сверху, температура цинкования и температура в носке печи. Разработан цифровой помощник для оценки рулонов в режиме реального времени, обеспечивающий симуляцию процесса принятия решений и помогающий оперативно управлять технологическим процессом.

Приведены модификации программного пакета Sardana для автоматизации экспериментальных станций синхротронного излучения, созданные для достижения номинальной точности работы позиционеров и меньших временны́х затрат при минимальном контроле со стороны оператора, а также для выполнения типовых экспериментов и гибкой конфигурации эксперимента. Данные модификации применены в автоматизированной системе управления системой окружения образца экспериментальной станции 1-1 «Микрофокус».

Рассматривается задача оптимального быстродействия для процесса, описываемого системой нелинейных дифференциальных уравнений. Для определения приближённого решения задачи предложено применить эволюционный метод искусственных иммунных систем, преимуществом которого является отсутствие чувствительности к выбору начального приближения. Для поиска численного решения задачи оптимального быстродействия сформулирован пошаговый алгоритм, работа которого апробирована на модельных задачах. Для каждой задачи получено субоптимальное по быстродействию управление и определены параметры алгоритма, при которых решение рассчитано с наименьшими вычислительными затратами. Продемонстрирована эффективность применения разработанного алгоритма путём сравнения результатов численных расчётов с результатами применения метода неподвижных точек и метода искусственных иммунных систем.

Рассматривается задача параметрической идентификации линейного динамического объекта с одним входом и выходом в условиях неполной априорной информации на основе метода наименьших квадратов. На этапе формирования системы уравнений относительно неизвестных параметров используется формирующая функция специального вида, позволяющая заменить операции численного дифференцирования измеренных сигналов входа и выхода идентифицируемого объекта операцией интегрирования по частям. Получены в аналитическом виде зависимости частотных свойств формирующей функции и её производных от корректирующих параметров данной функции. Приводятся результаты, иллюстрирующие практически полное совпадение частот, полученных экспериментально и по аналитическим соотношениям.

Промоделировано обращение спонтанной поляризации в сегнетоэлектрике с учётом проводимости доменных стенок. Конденсаторная геометрия рассмотрена применительно к ниобату лития. Показано, что полевая зависимость скорости нуклеации доменов подчиняется закону exp (-E_n/E ), где E - приложенное поле, а E_n≈ 10² кВ/мм - характеристическое поле, контролирующее процесс зародышеобразования. Для критических доменов продольный размер l^∗_c значительно превосходит поперечный 2l^∗_a ≈ 1 нм. Кинетическая модель включает в себя не только случайный процесс нуклеации, но и последующие элементарные события бокового роста, которые подчиняются закону Мерца exp (-E_l/E)с характеристическим полем E_l = E_n/ 3√3, определяемым симметрией кристалла. Численные расчёты показывают чёткие стадии нуклеации доменов, их бокового роста и коалесценции. В согласии с экспериментом время переключения поляризации подчиняется закону exp (E_∗/E) с E_∗ = (E_n+2E_l)/3, причём петли гистерезиса показывают обычное поведение с коэрцитивным полем E_c = (3-5) кВ/мм, слабо зависящим от периода приложенного поля.

Построено широкодиапазонное полуэмпирическое уравнение состояния жидкого и газообразного неона с учетом испарения и термической ионизации на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса для смесевых веществ. Дано описание модели и использованных упрощений. Приведены значения определяющих параметров. Представлено сравнение результатов модельных расчетов с экспериментальными данными до давления ≈1 000 ГПа и результатами расчетов по другим моделям, в том числе при давлении >1 000 ГПа. В пределе низкой плотности модель переходит в уравнение состояния смеси идеальных газов атомов, ионов всех кратностей и электронов с концентрацией, определяемой уравнениями Саха.

С целью определения основных параметров, определяющих концентрацию ударно-индуцированных дефектов в металле, анализируются эксперименты по измерению электросопротивления медной фольги при ударном сжатии. По избыточному электросопротивлению металла оценена концентрация точечных дефектов кристаллической структуры в медных образцах, помещенных в различные обоймы (оргстекло, гетинакс, фторопласт). Обнаружено влияние материала обоймы на количество дефектов, возникающих при ударном сжатии металла. Обойме с бóльшим ударным импедансом соответствует меньшее значение концентрации дефектов в образце (при одинаковом давлении ударной волны в обойме). Для объяснения полученных экспериментальных результатов формулируется физическая модель генерации дефектов кристаллической структуры при ударно-волновом сжатии. Согласно модели дефекты образуются при сжатии вещества во фронте ударной волны, а при разгрузке остаются «замороженными». При вторичном сжатии вещества возникает новая порция дефектов, что приводит к их накоплению. Предположено, что определяющим параметром количества возникающих дефектов в процессе динамического нагружения является алгебраическая сумма деформаций металла на каждой стадии ударного сжатия. Данные, представленные в переменных концентрация дефектов --- деформация дают зависимость, которая нивелирует разницу в материале обоймы. Проведенный анализ позволяет утверждать, что сумму деформаций можно рассматривать как параметр, определяющий величину концентрации дефектов, генерируемых при ударном сжатии меди.

Расширение и разрушение металлического корпуса под действием внутренних взрывных нагрузок может привести к образованию большого количества осколков. Понимание того, как соответствующие параметры металлического корпуса влияют на распределение осколков по массе, необходимо для прогнозирования мощности взрывных устройств в металлическом корпусе и для эффективного проектирования систем защиты. В статье методом анализа размерности определены существенные факторы (механические свойства материала корпуса, геометрия корпуса, характеристики взрывчатого вещества), влияющие на распределение осколков. Проведено несколько тестов с полным сохранением фрагментов. Установлено, что вышеперечисленные основные параметры связаны линейным соотношением с модулем распределения фрактальной модели в двойных логарифмических координатах. Для прогнозирования модуля распределения получена формула, в которой параметры влияния представлены в безразмерном виде. Применимость метода оценки проверена на данных испытаний оболочки с нерегулярной осевой геометрией. Расхождение между результатами расчета и испытаний составило всего 6.9 %. Сравнение данных испытаний с прогнозами двух теорий показало лучшую точность фрактальной модели распределения естественных фрагментов по массе. Эта работа может стать основой для оценки опасности, которую представляют взрывные устройства в металлическом корпусе, и быть полезной при проектировании систем защиты.