МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Приведена методика, построена модель динамики и проведены расчеты прогнозных значений среднегодовой температуры до 2035 г. с использованием данных многолетних наблюдений и информационных технологий с учетом данных, полученных за последние годы в степной зоне КБР.

Показана возможность реализации деформационной теории пластичности в смешанной формулировке МКЭ при плоском шаговом нагружении пластинки без привлечения дополнительных гипотез, используемых обычно для сведения трёхмерного напряженно-деформированного состояния к двумерному, что приводит к искажению реальной физической сущности по деформациям сдвига. Разработан алгоритм использования МКЭ в смешанной формулировке при шаговом плоском нагружении. На шаге нагружения разработан конечный элемент в виде произвольного четырехугольника в смешанной формулировке МКЭ, узловыми неизвестными которого приняты приращения перемещений и приращения напряжений. Компоненты вектора приращения перемещений внутренней точки конечного элемента аппроксимируются через приращения перемещений узловых точек билинейными.

Рассматривается модель (B,S)-рынка со случайным переключением параметров, которые изменяются при достижении стоимостью акции некоторого барьера. В качестве задачи рассматривается расчёт справедливой цены барьерного опциона входа, который имеет ненулевую выплату, если цена акции не достигла фиксированного барьера. Получены аналитические формулы для расчёта справедливой цены в случае как непрерывного, так и дискретного времени.

Рассмотрено семейство (0,1)-нормализованных, неотрицательных, несимметричных, двойственно симплексных кооперативных игр, порожденное симметричной выпуклой игрой. Показано, что все игры этого семейства имеют одинаковые множества дележей, а также совпадающие С-ядра, которые (кроме С-ядра выпуклой игры) не являются внешне устойчивыми. Для некоторых игр найдены решения по Нейману – Моргенштерну. Каждое из них состоит из С-ядра и дополнительного полиэдрального множества. Дележи из дополнительных множеств отражают наличие в игре двух групп попарно симметричных агентов.

Построена итерационная схема для решения первой основной задачи для бесконечной плоскости с круговым отверстием для материалов, характеристики которых зависят от вида напряженного состояния, найдено решение во втором приближении.

Для обеспечения проектирования головных обтекателей летательных аппаратов, рис.1, представлены возможности многопараметрического расчета и оптимизации напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов узла клеевого соединения тонкостенной керамической оболочки вращения с металлическим кольцом (опорным шпангоутом), рис.2. Система основных уравнений, описывающих статическое взаимодействие двух соосных оболочек, соединенных внахлестку с помощью промежуточного упругого слоя, преобразована к виду одного обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка относительно вектора искомых функций. Компонентами искомой вектор-функции являются меридиональные и окружные перемещения керамической оболочки и обечайки шпангоута. Граничные условия тоже записаны в перемещениях. Таким образом, обеспечена возможность выполнения расчетов НДС с применением алгоритмов матричной прогонки [1] к решению полученной краевой задачи. При этом оптимизация напряженно-деформированного состояния обеспечивается путем изменения и подбора переменной по длине соединения толщины оболочек и толщины промежуточного слоя, а также путем изменения характеристик жесткости шпангоута и клея.

Анонсируется книга профессора Г.С. Варданяна, в которой систематически излагаются основы теории подобия и анализа размерностей, обсуждаются возможности этих методов и их применение для решения не только фундаментальных задач механики деформируемого твердого тела, но и прикладных задач, в частности, сложных задач инженерной сейсмологии.

Обсуждается феноменологическая модель хрупкого усталостного разрушения металлов и сплавов при пропорциональном циклическом нагружении. Модель строится как система гипотез о поэтапном развитии дефектов в металлах на микро-, мезо- и макроуровне (типа хрупких микро- и макротрещин), основанных на результатах теоретико-экспериментальных исследований о развитии усталостных разрушений, с выделением типичного состояния — дефекта определенного вида. Вероятность последовательного развития дефектов описывается системой рекуррентных автомодельных соотношений. Получены кривые усталости для различных предельных состояний металлов при некоторых пропорциональных нагружениях.

Рассмотрен подход к обобщению теории упругопластических процессов А. А. Ильюшина на случай конечных деформаций вязкопластического материала, основанный на использовании двух разных тензоров конечных деформаций для построения (на базе полярного репера) образа процесса нагружения, разделенного на скалярную и векторную части. В рамках данного подхода проанализировано обобщение постулата изотропии теории упругопластических процессов А. А. Ильюшина на конечные деформации, использующее разделение образа процесса нагружения на скалярную и векторную части. Рассмотрены методики обработки экспериментальных данных, получаемых в опытах по кручению сплошных цилиндрических образцов, которые учитывают возникающую неоднородность напряженно-деформированного состояния по радиусу образца и позволяют исследовать сдвиговые вязкопластические свойства материалов при конечных деформациях. Проанализировано влияние скорости деформаций на законы изменения модуля и угла сближения вектора напряжений в процессах простого сдвига эвтектика олова и свинца. В результате проведенного анализа показано, что в процессах простого сдвига (в области оптимальных скоростей сверхпластического деформирования) закон изменения угла сближения вектора напряжений А. А. Ильюшина обладает на порядок меньшей зависимостью от скорости деформаций по сравнению с законом изменения модуля этого вектора напряжений. В качестве обобщения этого вывода сформулированы свойства определяющих соотношений для материалов в состоянии сверхпластичности.

Представлены результаты исследования углеводородов в поверхностных водах в Геленджикской и Голубой бухтах Черного моря в сопоставлении с содержанием липидов, хлорофилла, концентрацией взвеси. Фоновые значения концентрации углеводородов, состав алканов, а также связь с распределением хлорофилла и взвеси указывают на преимущественно автохтонное происхождение углеводородов в рассматриваемых акваториях.

Представлена методика для реконструкции облесенности территории в голоцене с использованием результатов спорово-пыльцевого анализа и спутниковых данных MODIS, а также аналогового метода палеогеографических реконструкций. Полученные результаты для территории Центрально-лесного заповедника показали, что предложенная методика эффективна для реконструкции изменений лесной растительности в различных регионах Восточно-Европейской равнины и может быть использована не только для восстановления естественных процессов, но и для изучения антропогенных нарушений растительного покрова.

Выполнено тектоническое районирование территории с выделением структурных элементов различного ранга. Качество сейсмических материалов позволило уверенно выделить и закартировать системы разрывных нарушений, установить механизмы их формирования.

По анализу валовых проб рудных жил Джимидонского полиметаллического месторождения установлена вертикальная зональность в распределении Cd и Zn. Вероятная причина установленной зональности - падение температуры рудообразования по восстанию жил.

Проведено исследование уровня постоянного потенциала (УПП) головного мозга у 108 иностранных студентов в возрасте от 18 лет до 21 года, прибывших из южных и умеренных широт и первый месяц проживающих на территории, приравненной к Крайнему Северу. Анализ распределения проводился путем картирования полученных с помощью монополярного измерения значений постоянного потенциала. Характеристики распределения УПП (межэлектродная и монополярные разности) сравнивались со значениями контрольной группы студентов-северян (110 чел.), родившихся и постоянно проживающих в условиях Архангельской области. Определены характерные особенности распределения УПП у иностранных студентов, такие как межполушарная асимметрия и повышение церебральных энергозатрат в большинстве отделов мозга. В результате корреляционного анализа выявлено наличие функциональных связей различных отделов головного мозга. В контрольной группе сильных корреляционных связей в 2 раза больше, чем в основной. Увеличение значений коэффициентов корреляции, а также общего числа корреляционных связей в контрольной группе свидетельствует о более жесткой и менее пластичной структуре взаимосвязей отделов головного мозга студентов-северян в сравнении с их сверстниками из стран южных и умеренных широт. В контрольной группе наибольшее число корреляционных связей зарегистрировано в правом полушарии, что указывает на его более напряженную работу у студентов, проживающих в условиях высоких широт.

Современные компьютерные технологии внедрены практически во все сферы жизнедеятельности людей, в т. ч. и в образование. В настоящее время для решения большинства прикладных задач, в частности для решения математических задач с параметрами, используются разные программные продукты, которые имеют как преимущества, так и недостатки использования. Статья посвящена разработке и внедрению в учебный процесс web-приложения на языке Java SC для графической иллюстрации решений уравнений, систем уравнений и неравенств, содержащих параметр. Проект является кроссплатформенным. Данное приложение позволяет получить анимированные графики явно заданных уравнений или сводящихся к ним систем уравнений и визуализировать изменения графика функции в зависимости от параметра с помощью динамической графики. При исследовании зависимости решения задачи от параметра обучающиеся часто не понимают, как этот параметр может влиять на решение. Наглядность изменения графика функции в зависимости от параметра способна обеспечить эффективный поиск решения задачи. Созданный программ- ный продукт имеет отличительные положительные особенности применения по сравнению с известными математическими пакетами, такими как «Mathcad» или «Maple», в виде простоты использования, отсутствия необходимости материальных затрат. Использование такого рода web-приложений позволяет решать большой класс исследовательских задач по разным направлениям. Практическое использование данного программного продукта позволяет развить интеллект, пространственно-визуальное мышление, знания и навыки работы со средствами ИКТ, активизировать познавательную деятельность, помогает скорректировать знания в области математики. Статья представляет интерес для учеников школ, студентов и преподавателей графики сузов и вузов.

Изложен метод нахождения точных решений уравнений газовой динамики с линейным полем скоростей. С использованием данного метода найдены точные решения для одной подмодели эволюционного типа, которая была полностью интегрирована для случая политропного газа. Приведены примеры движения частиц для полученных точных решений.

В статье описывается метод решения полиномиальных уравнений в кольце D[x].

В соответствии с аналогией Кирхгофа уравнения равновесия упругой нити на плоскости эквивалентны уравнениям движения математического маятника. В настоящей работе эта аналогия обобщается на случай, когда нить находится на гладкой криволинейной поверхности. Выводятся уравнения равновесия нити в общем случае и в частных случаях плоской, цилиндрической и сферической поверхностей. Для этих поверхностей аналогия Кирхгофа обобщается на случай математического маятника в добавочном силовом поле, также предлагаются электромагнитная и неголономная аналогии уравнений равновесия нити.

Получено выражение для плотности вероятности случайных направлений линий сдвига на продольных шлифах растягиваемых образцов в неупругой области. При этом использованы различные предположения о случайных наклонах плоскостей сдвига. Проведено сравнение результатов расчета с известными экспериментальными данными.

Журнал охватывает широкий спектр вопросов недропользования, в том числе правового и нормативно-методического обеспечения, экономической стратегии и инновационного развития российского горнопромышленного комплекса. В специальной рубрике «Вести ЦКР» публикуются эксклюзивные материалы о работе ЦКР по рассмотрению и согласованию проектной документации на разработку месторождений, комментарии и рекомендации членов ЦКР и ведущих специалистов отдела методологии оценки горных проектов ВИМСа. В других рубриках освещаются вопросы рациональной и комплексной разработки месторождений, глубокой переработки минерального сырья, создания и внедрения инновационных геотехнологий и оборудования, обеспечения промышленной безопасности, рассматриваются экологические аспекты недропользования, публикуются аналитические материалы по минерально-сырьевым базам и рынкам сырья, информация о значимых событиях в отрасли

Получено аналитическое решение и проведено исследование задачи движения твердого тела в упругой среде при наличии возможной зоны отрыва среды в носовой части из-за наличия асимметрии. Во всем диапазоне рассматриваемых скоростей определена схема обтекания тел клиновидной и оживальной формы. Показано, что при движении тела со скоростью, большей скорости поперечных волн, существует предельная величина скорости, при которой исчезает зона отрыва в носовой части тела. При этой скорости силы, действующие на тело, одинаковы для клина и оживала.

Разработана методология расчета температуры в стенках спутника в зависимости от термических коэффициентов поглощения, черноты, а также от типа, высоты и наклона орбиты. Среди воздействующих на спутник факторов рассмотрены форма спутника и тепловое излучение Солнца, как прямое, так и альбедо излучения Земли.

Методические указания предназначены для студентов направления 28.03.02 «Наноинженерия» (профиль подготовки «Нанотехнологии и наноматериалы»). Содержат перечень изучаемых тем и разделов, набор заданий и упражнений.

Приводятся результаты термодинамического анализа промышленно значимого процесса низкотемпературного восстановления диоксида серы различными восстановителями: водородом, монооксидом углерода, синтез-газом при вариации восстановителя, температуры и соотношения СО/Н2. Представлены составы равновесных смесей и динамика их изменения в зависимости от температуры процесса.

В статье представлены результаты многолетних наблюдений за состоянием почвы, растительности, атмосферных осадков и поверхностных вод на 12 реперных участках, расположенных в разных почвенно-климатических зонах Ивановской области.

На основе решения динамической контактной задачи о взаимодействии гибкой пьезонакладки с упругой подложкой и явных представлений для возбуждаемых бегущих волн исследуются закономерности распределения энергии пьезоактуатора между нормальными модами (волнами Лэмба) в зависимости от параметров источника и частоты. На плоскости частота колебаний — ширина пьезонакладки определены зоны с максимальной и минимальной энергией фундаментальных мод.

Сформулирована задача оптимизации экономического ущерба от локальных источников в регионе, предложен алгоритм ее решения. Проведены численные эксперименты, иллюстрирующие теоретические положения исследуемой задачи и эффективность работы предложенного алгоритма.

Рассмотрена модель среды, состоящей из параллельно расположенных слоев прямоугольных упругих блоков, разделенных деформируемыми вязкоупругими прослойками. Модель предложена для описания низкочастотной части спектра в волнах, распространяющихся в среде с такой структурой. Для двумерной сборки, состоящей из 36 блоков, проведено сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными данными.

Исследована аналитическая модель оптического резонатора бегущей волны с зеркалами полного внутреннего отражения. Показана возможность многократного увеличения числа отражений от зеркал без затухания световой волны в сравнении с резонаторами Фабри — Перо. Рассмотрены пути преодоления «краевых эффектов» и конструктивные решения по компенсации угловых погрешностей изготовления резонатора.

Исследования проводили в ботаническом саду Петрозаводского государственного университета, расположенном на северном берегу Петрозаводской губы Онежского озера (подзона средней тайги). В качестве объектов исследований выступали 2 вида рода Tilia: липа мелколистная Tilia cordata Mill. и липа амурская Тilia amurensis Rupr. Исследования установили, что рост побегов и листьев у изученных видов начинается в мае, причем у Tilia cordata на 3 сут раньше, чем у Тilia amurensis. У Тilia amurensis рост побегов прекращается (16.VII) на 11 сут раньше, а листьев (27.VI) на 19 сут позже, чем у Tilia cordata. Также обнаружили, что длина побегов у Tilia cordata (18.5 см) в 3 раза больше, а площадь листьев в 1.5 раза меньше (240 мм2), чем у Тilia amurensis. При этом максимальный суточный прирост побегов у Tilia cordata (19.6 мм) почти в 4 раза больше, чем у Тilia amurensis, а по листьям такие различия отсутствуют. Выявили положительную зависимость интенсивности прироста побегов и листьев от динамики температуры и солнечной радиации. Установили, что развитие вегетативной сферы у Tilia cordata протекает быстрее, чем у Тilia amurensis, что свидетельствует о ее большей адаптации к новым условиям района интродукции. Объясняется это тем, что для начала роста побегов и листьев Tilia cordata требуется гораздо меньшая сумма положительных температур, чем для Тilia amurensis. Прекращение же роста у этих видов связано с их фотопериодом, величина которого закреплена генетически. Проведенные исследования позволили установить, что наибольшая степень перспективности интродукции (71 балл) характерна для Tilia cordata, что позволяет рекомендовать ее для озеленительных работ в таежной зоне.

Оценена возможность использования силикагеля, модифицированного наночастицами золота, стабилизированными хитозаном в нормально-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии на примере разделения производных аналина, пиридина и триазольных фунгицидов при элюировании смеси гексана с изопропанолом, изобутанолом и хлороформом. Изучено влияние природы и содержания полярной добавки на эффективность колонки и селективность разделения. Показана возможность разделения смесей пенконазола, пропиконазола диниконазола и дифеноконазола, а также аминопиридинов.

Изучены условия формирования аналитического сигнала при прямом рентгенофлуоресцентном и дуговом атомно-эмиссионном определении металлов на пенополиуретановых сорбентах. Предложен способ сорбционно-спектроскопического определения кобальта в воде с предварительным концентрированием в виде тиоцианатных комплексов на пенополиурета-новом сорбенте на основе простых эфиров. Диапазон линейности градуировочной зависимости составляет два порядка. При концентрировании кобальта из 25 мл воды в статическом режиме нижняя граница определяемых содержаний составляет 3 и 9 мкг/л для рентгено-флуоресцентного и атомно-эмиссионного метода соответственно.

Научно-технический журнал «Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы» является рецензируемым изданием, входит в Перечень ведущих научных журналов и изданий ВАК. Журнал имеет англоязычное название: «Rocket-Space Device Engineering and Information Systems». Тематика журнала охватывает теоретические и прикладные вопросы разработки приборов, комплексов и систем для космических аппаратов и наземных станций для управления ими, приема и обработки данных от спутников ДЗЗ, навигации и связи.

Представлены результаты радиолокационных исследований слияния облаков в их естественном цикле развития и при активных воздействиях. Наблюдения выполнялись в 2008 г. на юго-западе Королевства Саудовская Аравия. Установлено, что процессы слияния отмечались в условиях очень неустойчивой атмосферы, когда запас энергии неустойчивости превышал 3000 Дж/кг. Слияние облаков оказывает значительное влияние на их развитие.

Проанализировано явление замерзающего дождя, наблюдавшееся в Пермском крае 14 декабря 2010 г., когда приземная температура была –10, 9°C. На основе данных радиозондирования атмосферы численно смоделирован процесс охлаждения падающих капель и рассчитана их температура. Показано, что капли крупного размера не успевают достичь состояния переохлаждения и при падении на землю имеют положительную температуру.

Предложен метод региональной коррекции (даунскейлинга) глобальных ансамблевых сезонных прогнозов температуры воздуха, рассчитываемых по модели ПЛАВ Гидрометцентра России. Метод основан на регрессии и предусматривает вероятностную интерпретацию прогнозов на основе оценки неопределенности, связанной с регрессией и разбросом ансамбля модельных прогнозов.

На основе моделирования мезомасштабной атмосферной циркуляции исследовано развитие морского бриза в Крыму в течение суток. Обнаружено, что в случаях слабой атмосферной циркуляции наблюдается образование гравитационных течений, направленных с берегов к центру полуострова.

Рассмотрено физическое обоснование нового количественного индекса рассеяния морского льда (индекса Бухарова), рассчитываемого по всепогодным измерениям спутникового радиометра AMSU. На конкретных примерах показана большая чувствительность индекса рассеяния к возрасту, толщине и торошению льдов в районах их сжатия.

Проведен анализ распределения барических образований в Северном полушарии в широтном диапазоне 40-60{0} по данным трех наборов реанализа. Показано, что среднее широтное значение геопотенциала изобарической поверхности 500 гПа за последние десятилетия имеет тенденцию к увеличению.

Представлены результаты статистической оценки максимальных расходов дождевых паводков рек бассейна Среднего и Нижнего Амура. По удлиненным рядам натурных наблюдений рассчитаны обеспеченные значения расходов воды, выполнен анализ редукции модуля стока 1%-ной обеспеченности по площади.

Исследована связь плотности гидрологических постов (ГП) государственной основной наблюдательной сети на реках с плотностью населения, которая принята в качестве показателя освоенности территории. Приведена минимальная необходимая численность ГП основной сети, рассчитанная объективно обоснованным методом.

17 мая 2010 г. исполнилось 70 лет пресс-секретарю Гидрометцентра ГУ "Новосибирский ЦГМС - РСМЦ" Ренаду Азальевичу Ягудину. С 2005 г. Ренад Азальевич является пресс-секретарем Новосибирского гидрометцентра. С 1983 г. он стал начальником вновь организованного Западно-Сибирского УГМС. Под его руководством была проделана значительная работа по развитию и совершенствованию гидрометеорологического обеспечения потребителей прогностической и режимной информацией.

Рассматривается возможность использования наблюдений за общим содержанием озона (ОСО) в атмосфере в конце полярных зим в качестве индикатора накопления холода в тропосфере и характера ее циркуляции. Сделан вывод о влиянии ОСО над полярными районами в конце зимы на наступление ранних или поздних весенних перестроек циркуляции в стратосфере и последующий характер погоды в весенне-летний сезон.

Изобретателем первого в мире гребенчатого радиозонда и метода его использования является выдающийся советский ученый-аэролог Павел Александрович Молчанов. В настоящее время радиозонды являются основным средством получения информации о состоянии тропосферы и нижней стратосферы.

Исследованы пространственно-временное изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России и реакция границ зон увлажнения на изменения климата в целом за период 1936-2006 гг. и за отдельные его интервалы. Определены районы с однородным изменением увлажнения и нелинейные тренды увлажнения в каждом районе.

Сравнения, проводимые для трех типов профилей, а именно: адиабатического, приземной и приподнятой инверсии, показали, что прибор МТП-5 надежно регистрирует тип профиля температуры. Наилучшее совпадение профилей наблюдается в нижнем 200-метровом слое.

Приведены результаты комплексных исследований облаков при проведении работ с целью предотвращения осадков. Для оценки эффекта воздействия предложена новая методика, основывающаяся на сравнении результатов измерений ИК-радиометром со спутника "Meteosat" радиационной температуры облаков после воздействий и облаков, находящихся в естественном цикле развития.

Выбран и обоснован набор интегральных характеристик и метеорологических полей, которые позволяют обнаружить и проследить эволюцию крупномасштабной спирально-вихревой неустойчивости, связанной с особыми свойствами спиральной конвективной турбулентности в условиях тропического циклогенеза. Проведены расчеты вертикального потока спиральности по методу Курганского для двух тропических циклонов - Ман-Йи и Вилма.

Изменчивость содержания 137Cs в наиболее распространенных в Полесье почвах - подзолах - рассмотрена на примере площадок "Святск" и "Деменка". Показано, что 137Cs прочно фиксируется на поверхности, в верхних горизонтах почвы, что объясняется высокой сорбционной емкостью почв. Показано, что загрязнение полесских боров сохраняет более высокие уровни плотности загрязнения по сравнению с близлежащими населенными пунктами, пашнями и луговыми угодьями в поймах рек.

Исследуются особенности пространственно-временной изменчивости индексов циркуляции Уоллеса и Гатцлера, рассчитанных в суточной дискретности. Экстремальные значения индексов циркуляции интерпретируются как режимы погоды, чередование которых связано с низкочастотной изменчивостью атмосферы.