Анализируется набор данных по потенциально опасным для Земли астероидам. С помощью моделей машинного обучения астероиды из базы классифицируются на опасные и неопасные. Используются методы логистической регрессии, k-ближайших соседей; дерева решений и другие. С помощью перекрестной проверки находится наилучший метод, затем определяются его оптимальные гиперпараметры. Качество работы модели-классификатора оценивается по метрикам полноты и ее стандартного отклонения, а также с помощью матрицы ошибок и средней абсолютной ошибки в процентах. Приведены результаты анализа и моделирования в Python, демонстрирующие высокую точность прогнозирования полученной модели.

Ключевые слова: машинное обучение, прогнозная модель, анализ данных, несбалансированные данные, логистическая регрессия, метод k-ближайших соседей, дерево решений, случайный лес, метод опорных векторов, перекрестная проверка

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.1 - Физика космоса, астрономия

В данной работе представлено моделирование колебаний мембраны в форме ромба. Получены частные решения задачи о свободных колебаниях мембраны с различными начальными условиями и найдены собственные частоты колебаний. Полученный результат можно использовать при усилении элементов конструкций летательных аппаратов ячеистой ромбовидной структурой, а также при проектировании беспилотных дронов типа летающее крыло.

Ключевые слова: свободные колебания мембраны, мембрана в форме ромба, собственные частоты колебаний

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

: Сегодня CFD-моделирование представляется одним из наиболее доступных и точных способов расчета характеристик потоковых процессов с помощью вычислительных и фи-зико-математических методов при решении практических задач. В частности, оно при-меняется для определения параметров микроклимата помещений. В настоящей статье описывается процесс моделирования работы гидравлических полотенцесушителей в по-мещении ванной комнаты жилого здания и производится подбор оптимальной конфигурации на основании данных, полученных в результате расчета в программном комплексе STAR CCM+.

Ключевые слова: CFD-моделирование, горячее водоснабжение зданий, полотенцесушитель, тепловой по-ток, теплоперенос, теплоотдача, микроклимат помещений, теплотехнический расчет, SolidWorks, STAR CCM+

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

В работе проведён анализ выходных параметров полевых транзисторов с контактным затвором (управляемым переходом (p-n-переходом или затвором Шоттки)) как из современных высокоподвижных полупроводников (типа AIIIBV, AIIBVI и др.), так и полупроводников типа Si, Ge. Показано, что при уменьшении пролётных областей до микро- и наноразмерных величин и возникновении условий действия сильных напряжённостей электрических полей, необходимо учитывать зависимости подвижности носителей от этого поля. Проведены сравнительные анализы полученных результатов с классическими известными соотношениями.

Ключевые слова: эффективная масса, дрейфовая скорость, напряжённость электрического поля, подвижность носителей заряда, кинетическая энергия, вольтамперная характеристика, полевой транзистор, подзатворная область дрейфа, пороговое поле эффекта Ганна

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.11 - Физика полупроводников

В статье проведен обзор носимых устройств, повышающих качество распознавания пользователем объектов окружающего мира, раскрыт процесс разработки интеллектуального модуля распознавания объектов городской инфраструктуры для «звуковых очков» - устройства, предназначенного для незрячих пользователей. Охарактеризован функционал разрабатываемого модуля, его архитектура, описан процесс и результаты обучения нейросети для распознавания объектов, а также приведен алгоритм идентификации цвета светофоров. Приведены результаты тестирования разработанного программного модуля.

Ключевые слова: компьютерное зрение, нейронная сеть, умные очки, звуковые очки, инвалиды по зрению, YOLOv5, распознавание объектов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В условиях рыночной экономики требуется производить расчет фундаментов такими методами, которые будут удовлетворять требованиям первого и второго предельного состояния с наименьшими запасами, в целях экономии. В данном исследовании производился анализ осадок, полученных численными и аналитическими методами. Аналитический расчёт представлен методом угловых точек по модели в виде линейно-деформируемого полупространства и методом послойного суммирования, представленного в виде моделей модифицированного Пастернака, Винклера-Фусса, Пастернака. Численный метод представлен методом конечных элементов, реализованным в программных комплексах ПК «Лира-САПР» и ПК «PLAXIS 3D». В итоге было получено, что минимальное расхождение абсолютной осадки по методу угловых точек, в сравнении с аналитическим методом по моделям Винклера-Фусса, Пастернака, модифицированного Пастернака, составляет соответственно 9.04 %, 9.04 %, 53.38 %, а в сравнении с численным методом, реализованным в ПК «Лира-САПР» и ПК «PLAXIS 3D» составляет 10.49 % и 0.52%, соответственно. Наибольшую точность в сравнении с методом угловых точек показали аналитические расчёты методом послойного суммирования в постановке Винклера-Фусса и Пастернака, а численным методом расчёта - произведённые ПК «PLAXIS 3D».

Ключевые слова: геотехника, основания и фундаменты, «Лира-САПР», система «Грунт», «PLAXIS 3D», осадка фундамента, метод угловых точек, плитный фундамент, взаимное влияние фундаментов, численный метод, аналитический метод, метод конечных элементов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.2 - Основания и фундаменты, подземные сооружения (технические науки)

В работе предложена методика вычисления интервальных значений коэффициентов полиномов числителя и знаменателя передаточной функции. Приведен алгоритм, описывающий последовательность выполняемых действий, позволяющий осуществить получение интервальных коэффициентов для исследования как линейных, так и нелинейных систем.

Ключевые слова: неопределённости систем управления, робастная устойчивость, морские подвижные объекты, передаточная функция с интервальными коэффициентами

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности содержат различные загрязнения: органические вещества, мелкие взвешенные порошки, растворенные твердые вещества и проч. В настоящее время используются комплексные технологии очистки, в которых для удаления твердых загрязняющих частиц используются тонкослойные модули отстойников. В данной работе представлены результаты сравнения эффективности работы классического тонкослойного модуля с плоскими пластинами и тонкослойного модуля с двумя уровнями пластин, расположенными друг над другом в противоположных направлениях относительно друг друга, и обеспечивающими поворот потока воды внутри модуля. С помощью методов компьютерного моделирования показано, что модифицированная конструкция позволяет повысить эффект очистки от 8 до 30 % для диапазона скоростей входящего потока сточных вод от 0,0025 до 0,0125 м/с. Также были получены траектории движения частиц и поле скоростей, что наглядно показывает направление диктующего потока и зоны циркуляции в сооружении.

Ключевые слова: сточные воды, целлюлозно-бумажное производство, тонкослойный модуль, конструкция с поворотом потока, компьютерное моделирование осаждения частиц.

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

В статье проведено исследование пологой упругой сферической оболочки на прямоугольном плане, подкрепленной ребрами по контуру, при нагружении равномерно распределенной нагрузкой. Задача решается численно с применением вариационно-разностного подхода, с учетом геометрической нелинейности и деформаций поперечного сдвига оболочки и ребер. Получены зависимости критической нагрузки от жесткостей оболочки и ребер.

Ключевые слова: пологая сферическая ребристая оболочка, ребра, устойчивость, геометрическая нелинейность, вариационно-разностный метод, жесткость ребер, соотношение жесткостей, критическая нагрузка

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.9 - Строительная механика

Для очистки сточных вод используются горизонтальные емкости из стеклопластика. Однако при проектировании изделий требуется определить способ изготовления емкости: методом непрерывной намоткой или спирально-перекрестной. Основной проблемой выбора метода изготовления состоит в определении устойчивости конструкции к вертикальным нагрузкам от грунтового массива. В статье проводятся обследования построенных сооружений из стеклопластика, проводятся испытания по исследованию прочностных характеристик материала, для подтверждения полученных данных, выполняется комплексный расчет в программном комплексе Midas GTS NX. По результатам обследований и расчетов доказана невозможность применения стеклопластиковых емкостей, изготовленного методом спирально-перекрестной намотки. Результатом исследования стала положительная оценка применимости метода непрерывной намотки для изготовления горизонтальных емкостей в широком диапазоне глубины залегания.

Ключевые слова: Горизонтальные емкости из стеклопластика, метод непрерывной намотки, метод спирально-перекрестной намотки

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

Точность расчета и требуемое машинное время существенно зависит от выбора модели турбулентности. В данной статье проанализированы три модели турбулентности SST, k-w SST, и RNG k-e EWT с улучшенной пристеночной функцией применительно к коридорному пучку труб. Определено распределение теплоотдачи по глубине пучка. Получены профили скоростей в поперечных сечениях по глубине пучка труб. В результате численных исследований показано, что совпадение с экспериментальными данными для моделей SST, k-w SST, и RNG k-e EWT составило 75, 32 и 10% соответственно.

Ключевые слова: моделирование турбулентности, пучки труб, теплообмен, математическое моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

В данной работе рассматривается проблема создания распараллеливающего компилятора на вычислительные системы с распределенной памятью и пути решения этой проблемы. Описаны соответствующие распараллеливающие преобразования программ, реализованные в Оптимизирующей распараллеливающей системе. Описанные преобразования автоматически определяют размещения данных в распределенной памяти с минимизацией межпроцессорных пересылок, определяют места в программе для вставки таких пересылок, приводится пример генерации параллельного кода с использованием интерфейса пересылки сообщений. Работа опирается на предыдущие публикации авторов. Разработка таких компиляторов становится актуальной для перспективных процессоров с десятками, сотнями и тысячами ядер.

Ключевые слова: автоматизация распараллеливания, распределенная память, преобразования программ, размещение данных, пересылки данных

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе представлены результаты исследования скорости и времени разгона колесной машины с механической трансмиссией 4х2 с задней ведущей осью. Приводится математическая модель данной колесной машины. Для этого была представлена расчетная схема дифференциальной трансмиссии колесной машины с задней ведущей осью, а также приведена система дифференциальных уравнений движения автомобиля. Имитационное моделирование осуществлено с помощью среды MATLAB Simulink, которая позволяет на основе заданной математической модели проводить исследования разрабатываемой системы.

Ключевые слова: колёсная машина, механическая трансмиссия 4х2, задняя ведущая ось, MATLAB Simulink, математическая модель, моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Исследование повреждений болтовых соединений с помощью численного моделирования с использованием ANSYS требует анализа полей напряжений в декартовых координатах по углу и радиусу контактных площадок. Результаты детально показывают формирование болтового узла и положения концентраций напряжений. Поверхность между контактными элементами характеризуется контактным давлением, сцеплением и зазором. При помощи полученных результатов стало возможно определить напряжение, вызвавшее зарождение и распространение трещины, а также положение поврежденного участка болтового соединения.

Ключевые слова: болтовой узел, численное моделирование, контактное моделирование, зона повреждения, конечный элемент, истирание

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе представлены методы обработки биометрических данных рукописного почерка. Исходными данными являются координаты положения пера на графическом планшете. В качестве обрабатываемого рукописного текста использовалась собственная база и открытая база данных подписей SVC 2004. В процессе обработки использовались следующие методы – «интерполяция рукописной записи», метод гистограмм, «скорость перемещения пера», направленные на устранение сдвигов исходных значений по оси времени и по оси значений. В результате обработки получены рекомендации по стандартизации, дискретизации исходных данных, количественные показатели оценок качества найденных биометрических признаков. Полученные экспериментальные результаты будут полезны исследователям для усовершенствования собственных разработок в области биометрических систем защиты.

Ключевые слова: рукописный почерк, биометрические данные, графический планшет, верификация, аутентификация, стандартизация, дискретизация, интерполяция, защита информации

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

В статье описана разработка виртуального эмулятора процесса осушки поливинилхлорида в среде Omegaland. Приведена характеристика и функциональная структура процесса осушки поливинилхлорида в сушилке с кипящим слоем. Рассмотрены математические модели элементов моделируемой системы, охарактеризован алгоритм их работы. Описаны этапы разработки виртуального симулятора осушки поливинилхлорида. Технологическая схема собрана в среде моделирования OmegaLand Visual Modeler. Разработка модуля сушилки с кипящим слоем выполнена в интегрированной среде разработки Microsoft Visual Studio на языке программирования C++ с последующе интеграцией в библиотеку Omegaland. Разработанная модель сушилки протестирована в режиме эмуляции технологического процесса осушки поливинилхлорида.

Ключевые слова: математическая модель, осушка, поливинилхлорид, Omegaland, эмулятор, виртуальный тренажёр, сушилка с кипящим слоем

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В настоящее время для проведения исследований в области техники широко применяются различные программные комплексы, позволяющие создавать математические модели реальных объектов. Однако, при их создании, не всегда имеются все необходимые данные. Поэтому необходимо проводить дополнительные исследования с реальными деталями. Для определения твердости материала вала ротора турбокомпрессора на различной глубине от поверхности, изготавливались специальные образцы из новых деталей. Далее определялась микротвердость материала вала в различных сечениях. В результате установлено, что от поверхности твердость уменьшается и на глубине 1 мм становится равной твердости незакаленного материала. После проведения исследований создается геометрическая модель вала ротора. Рабочая часть модели вала состоит из двух слоев - поверхностного с повышенной твердостью, толщиной 1 мм и внутреннего незакаленного. Данная модель используется при исследовании и разработке технологических процессов ремонта детали.

Ключевые слова: программный комплекс, математическая модель, статический анализ, вал ротора, закалка, твердость, образец, глубина, поверхностный слой, ремонт

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Важнейшей задачей приемной комиссии любого вуза является консультирование абитуриентов по вопросам поступления на имеющиеся в вузе специальности. В данной статье была разработана автоматизированная информационная система, которая на основе анкетирования абитуриента позволяет сформировать рекомендации при выборе специальности обучения, с учетом личных предпочтений абитуриента. В качестве метода для выбора предлагается использовать искусственные нейронные сети, а моделью нейронной сети являлся многослойный персептрон(MLP).

Ключевые слова: нейронная сеть, профориентационная работа, многослойный персептрон, обучение нейросетей, методы, автоматизированная информационная система, направления подготовки

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В данной статье предлагается точный и динамический метод диагностики болезней сельскохозяйственных культур. Предлагаемый метод использует байесовские сети для представления взаимосвязей между симптомами и болезнями сельскохозяйственных культур. Этот метод имеет одно главное отличие от существующих методов диагностики: он не использует все симптомы для постановки диагноза, а целенаправленно выбирает подмножество симптомов, которые наиболее важны для диагностики; выбор активного симптома основан на концепции марковского одеяла в байесовской сети. Теоретический анализ показывает, что предлагаемый метод позволяет значительно повысить эффективность диагностики болезней сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: распознавание болезней растений, математическая модель, байесовская сеть, машинное обучение, марковское одеяло

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматриваются особенности использования и применимость методов идентификации параметров схем замещения погружныхэлектрических двигателей. Оцениваютсявозможности технической реализации при заданной точности для определения параметров схем замещения погружных электрических двигателей в условиях различных внешних воздействий, а также при проектировании погружных электрических двигателей, как неотъемлемой части электротехнического комплекса установок электроприводного центробежного насоса.

Ключевые слова: погружной электродвигатель, установка электроприводного центробежного насоса, идентификация параметров схемы замещения асинхронной электрической машины, математическое моделирование, добыча нефти

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.1 - Теоретическая и прикладная электротехника

Динамические байесовские сети представляют собой универсальный инструмент для моделирования стохастических процессов, протекающих во времени. В процессе описания переходных вероятностей динамических байесовских сетей используются марковские цепи с дискретным временем. Однако существуют ситуации, где время пребывания в состояниях динамической байесовской сети может описываться произвольным законом распределения, что обусловлено особенностями моделирования предметной области. Для описания переходных процессов в таких сетях используются полумарковские процессы. В работе приводится описание математического аппарата применения теории полумарковских процессов для построения вероятностях моделей и решение задач вероятностного вывода динамических байесовских сетей. Описывается процедура распространения свидетельств в процессе перехода между временными состояниями рассматриваемой динамической модели на основе алгоритма выборки по значимости.

Ключевые слова: динамическая байесовская сеть, полумарковские цепи, метод вложенных цепей Маркова, вероятностный вывод, модель перехода, модель состояния, алгоритм выборки по значимости

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье исследуется вопрос возможности обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) серого чугуна и исследование его глубины упрочнения с целью управления напряженно - деформированным состоянием (НДС) поверхностей деталей. Проведено моделирование, расчеты приближены к реальной ситуации, используется трехмерная конечно - элементная модель. Полученные данные проанализированы методом наименьших квадратов (МНК), построены графики. Также, на основании полученных данных было выявлено, что зависимость между степенью пластического деформирования, диаметром индентора и глубиной наклепа представляет собой уравнение, описывающее поверхность. Проведенные исследования и полученная зависимость позволяет повысить точность прогнозирования результатов обработки ППД чугуна.

Ключевые слова: серый чугун, поверхностное пластическое деформирование, билинейная диаграмма деформирования, глубина вдавливания, сферический индентор

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Существуют две главные проблемы, тормозящие ветряную промышленность– это большие потери кинематических характеристик ветряного потока при его использовании и малые порывы ветра в не северных регионах РФ. Спроектированная конфузорно-диффузорная система способна решить эти проблемы за счёт увеличения КИЭВ (Коэффициент использования энергии ветра) в статье были проанализированы спроектированные ранее системы приращения кинематических параметров ветра, которые устанавливаются на разработанный ветрогенератор с вертикальной осью вращения «Объект 1-У».

Ключевые слова: конфузор, диффузор, конфузорно-диффузорная система, эффект Вентури, закон сохранения импульса, коэффициент степени сужения, числа Фибоначчи

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Отсутствие четких рекомендаций в нормативной и научной литературе по прокладке теплосети в непроходном канале не только увеличивает сроки строительства, но и приводит к серьезным ошибкам при проектировании, влекущим за собой уменьшение срока службы инженерной сети и возникновение аварийных ситуаций на объекте. В данной статье разработана методология численного эксперимента прокладки теплосети в непроходном канале, произведено планирование эксперимента с выбором управляемых факторов. Произведена обработка данных и анализ достоверности результатов с целью упрощения строительства в условиях городской застройки.

Ключевые слова: каналы теплотрасс, реновация, напряженно-деформированное состояние, методология, численный эксперимент, закрытый канал, теория планирования эксперимента, метод конечных элементов, математическое моделирование, «черный ящик»

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Тематика балансирования на грани чрезвычайно актуальна в современных условиях вполне реальной угрозы ядерной войны. Представлена теоретико-игровая модель, описывающая процесс балансирования на грани на примере Карибского кризиса. Результаты исследования по таким моделям и, соответственно, рекомендации для лиц, принимающих решения, существенно зависят от конкретных числовых значений выигрышей игроков и вероятностей наступления определённых событий. Поэтому целесообразна разработка программного комплекса, позволяющего задавать различные значения указанных параметров и проводить имитационное моделирование по различным сценариям управления. В статье предложена программа реализации этого подхода.

Ключевые слова: балансирование на грани, игры в развёрнутой форме, имитационное моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.4 - Управление в организационных системах