Статья
Гидродинамические аспекты формирования спирально-вихревых структур во вращающихся газовых дисках
Работа посвящена численному моделированию спирально-вихревых структур во вращающихся газовых дисках в рамках простой модели двумерных нестационарных баротропных уравнений Эйлера с массовой силой и указывает на возможность чисто гидродинамической основы формирования и эволюции таких структур. Выводятся новые аксиально симметричные стационарные решения уравнений, модифицирующие известные приближенные решения. Эти решения с малыми возмущениями используются как начальные данные в нестационарной задаче, для решения которой демонстрируется образование рукавов плотности с их раздвоением и анализируется перераспределение углового момента. Дополнительно подтверждается корректность лабораторных экспериментов с мелкой водой для описания формирования крупных вихревых структур в тонких газовых дисках. Расчеты основаны на специальной КГД регуляризации уравнений Эйлера в полярных координатах.
We deal with the 1d shallow water system of equations and exploit its special parabolic regularization satisfying the energy balance law. We construct a three-point symmetric in space discretization such that the discrete energy balance law holds and check that it is well-balanced. The results of numerical experiments for the associated explicit finite-difference scheme are also given for several known tests to confirm its reliability and some advantages. The practical error behavior is also analyzed.
Квазигазодинамические (КГД) системы уравнений являются основой для построения класса разностных методов решения задач газовой динамики. Вопросы теории КГД систем, построение разностных методов и разнообразные приложения подробно представлены в нескольких недавних монографиях. Для стандартной дискретизации КГД системы в пространственно одномерном случае (n=1) выполнено подробное тестирование, наглядно демонстрирующее ее хорошие свойства.
Принципиально, что для КГД системы уравнений справедлив закон неубывания полной энтропии. В теоретическом плане представляет интерес строгое обоснование этого закона не только для самой КГД системы, но и для ее дискретизаций. К сожалению, для стандартных дискретизаций этого сделать не удается из-за появления сеточных незнакоопределенных дисбалансов.
В работе, во-первых, при n=1 предлагается новая консервативная симметричная трехточечная дискретизация по пространству, для которой уравнение баланса энтропии имеет надлежащий вид и производство энтропии неотрицательно. Для этого, в частности, строятся нелинейные "логарифмические" усреднения плотности и внутренней энергии.
Для баротропной КГД системы уравнений справедлив закон невозрастания полной энергии. Но для стандартных дискретизаций такой системы даже при n=1 выполнение этого закона обеспечить опять-таки не удается. В работе, во-вторых, предлагается новая консервативная симметричная трехточечная дискретизация по пространству этой системы, для которой уравнение энергетического баланса имеет надлежащий вид и полная энергия не возрастает (в том числе при наличии потенциальной массовой силы). Для этого строятся нестандартное усреднение плотности, зависящее от функции состояния, и нестандартная дискретизация производной этой функции. Как важный частный случай, эти результаты верны для квазигазодинамической системы уравнений мелкой воды в общем случае неровного дна.
Все результаты справедливы при произвольной неравномерной сетке.
Работа выполнена при финансовой поддержке программы "Научный фонд НИУ ВШЭ" в 2012-2013 гг., проект 11-01-0051.
Показана практическая необходимость применения тепловых трубок в нанотехнологиях, более конкретно, в устройствах наноперемещений. Приведены примеры модификации существующих нанотехнологических устройств для улучшения отвода тепла от рабочей зоны. Даны формулы, описывающие процессы в тепловых трубках, а так же указаны существующие и перспективные методы проектирования тепловых трубок.
Рассматриваются задачи интеллектуального анализа данных, которые необходимо решать в технологии предсказательного моделирования. Для уменьшения сложности решения этих задач в технологии предсказательного моделирования используются решения задач снижения размерности, которые должны удовлетворять ряду дополнительных условий. В статье обсуждаются эти дополнительные требования и сформулированы соответствующие новые нетрадиционные постановки задач снижения размерности.
Задача управления нелинейным объектом, подвергающимся воздействию неконтролируемых возмущений, рассматривается в ключе дифференциальной игры. Синтез оптимальных управлений производится с применением преобразования нелинейного уравнения исходного объекта в дифференциальное уравнение с параметрами, зависящими от состояния. Квадратичный функционал качества позволяет сформулировать условия синтеза в виде необходимости поиска решений уравнения Риккати. Решение уравнения Риккати с параметрами, зависящими от состояния, находится в символьном виде с применением алгебраических методов, что позволяет обобщить ряд ранее опубликованных теоретических результатов, получить достаточно конструктивные решения в ряде постановок задач управления.
Цель книги - рассказать о современных разработках, которые произошли в энергосистемах, принимая во внимание выбросы CO₂. Книга включает в себя описание процессов по моделированию энергосистем с учетом выбросов CO₂, моделирование рыночного механизма CO₂ , регулирование политики моделирования CO₂ , прогнозирование цен на углерод и моделирование улавливания углерода. Для каждого пункта в книге есть хотя бы одна статья, написанная мировым лидирующим специалистом в данной конкретной области.
Отмечено, что несмотря на растущий спрос на системы управления мастер-данными (СУ НСИ), в настоящее время отсутствует общепринятая методика их проектирования. Предложена и кратко описана методика проектирования СУ НСИ, основанная на моделировании данных и их распространении в распределенных средах с учетом характерных особенностей нормативно-справочной информации.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве, которое имеет 4 комплексных параметра. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений в окрестности его неособой точки z=z0, z0≠0, z0≠∞, при любых значениях параметров уравнения. Показано, что имеется ровно 10 семейств разложений решений уравнения. Все они - по целым степеням локальной переменной z - z0. Из них одно новое; у него произвольный коэффициент при четвертой степени локальной переменной. Одно из семейств однопараметрическое, остальные - двухпараметрические. Доказано, что все разложения сходятся в окрестности (а являющиеся полюсами - в проколотой окрестности) точки z=z0.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве, которое имеет 4 комплексных параметра α, β, γ, δ. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений при x → ∞. При α≠0 найдено 10 степенных разложений с двумя экспоненциальными добавками каждое. Шесть из них - по целым степеням x (они были известны), и четыре по полуцелым (они новые). При α=0 найдено 4 однопараметрических семейства экспоненциальных асимптотик y(x) и 3 однопараметрических семейства сложных разложений x=x(y). Все экспоненциальные добавки, экспоненциальные асимптотики и сложные разложения найдены впервые. Также уточнена техника вычисления экспоненциальных добавок.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений при x → 0. Получено 27 семейств разложений решений уравнения. 19 из них получены из разложений решений шестого уравнения Пенлеве. Среди остальных 8 семейств одно было известно раньше, ещё одно может быть получено из разложения решения третьего уравнения Пенлеве. Новыми являются 3 семейства полуэкзотических разложений, 2 семейства сложных разложений и семейство степенно-логарифмических разложений.
Электронное издание является сборником материалов международной научно-практической конференции "Теория активных систем" (ТАС-2014)