South Ural State University Repository (Электронный архив ЮУрГУ)
Not a member yet
61430 research outputs found
Sort by
Optimal Control of Three Work-Stealing Deques Located in Two-Level Memory
No full textАксёнова Елена Алексеевна, к.ф.-м.н., лаборатория информационных компьютерных
технологий, Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра Российской академии наук (Петрозаводск, Российская Федерация)
Барковский Евгений Александрович, независимый исследователь (Петрозаводск, Российская Федерация)
Соколов Андрей Владимирович, д.ф.-м.н., профессор, лаборатория информационных компьютерных технологий, Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра Российской академии наук (Петрозаводск, Российская Федерация)
Aksenova Elena Alekseevna, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Laboratory of Information Computer Technologies, Institute of Applied Mathematical Research of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences (Petrozavodsk, Russian Federation)
Barkovsky Evgeny Aleksandrovich, Independent Researcher (Petrozavodsk, Russian Federation)
Sokolov Andrey Vladimirovich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Laboratory of Information Computer Technologies, Institute of Applied Mathematical Research of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences (Petrozavodsk, Russian Federation)При выполнении параллельных вычислений возникает проблема равномерного разделения задач между потоками. Одним из способов решения этой проблемы является применение распределенной динамической балансировки нагрузки. При таком способе балансировки каждый рабочий поток имеет свою очередь задач
и потоки сами занимаются дальнейшем распределением задач. Широкое распространение получил метод балансировки «work-stealing», в котором один поток, у которого закончились задачи, может перехватывать задачи других потоков. Для реализации такого метода у каждого потока должен быть свой специализированный дек, в котором хранятся указатели на задачи. В этой статье предлагается и исследуется новый метод представления трех work-stealing деков в двухуровневой памяти. Рассматривается случай работы с тремя деками, когда в одном разделе быстрой памяти расположены две LIFO-части деков — два стека, которые растут навстречу друг другу, в другом разделе быстрой памяти расположены три FIFO-части, которые объединены в одну FIFO-очередь, из которой элементы только исключаются (кражи), и третья LIFO-часть. Средние части деков находятся в медленной памяти, обращение к ним происходит при переполнении или опустошении LIFO-частей или опустошении FIFO-частей деков, расположенных в быстрой памяти. Рассматривается задача оптимального разделения быстрой памяти для трех деков с заранее заданными вероятностями выполнения операций. Этот выбор зависит от характеристик уровней памяти, вероятностей операций и критерия оптимальности. В качестве критерия оптимальности рассматривается максимальное среднее время работы системы (среднее количество операций) до перераспределения памяти. The problem of even balancing of tasks between threads may arise during parallel computations. One way to resolve this issue is to implement distributed dynamic load balancing. In this balancing method each worker thread has its own task queue, and threads themselves distribute further tasks. One of the widely used distributed dynamic balancing methods is “work-stealing”: a thread that runs out of tasks begins to “steal” them from another thread. To utilize this method, each thread must have its own specialized deque where pointers to tasks are stored. In this paper, we propose and examine a new method for representing three work stealing deques in two-level
memory. We consider the case of working with three deques, where one section of fast memory contains two LIFO parts of the deques, i.e., two stacks that grow towards each other. Third LIFO part and three FIFO parts are located in the other section of fast memory. FIFO parts are combined into one FIFO queue, from which elements are only deleted (being stolen). The middle parts of the deques are located in slow memory. They are accessed when LIFO or FIFO parts located in fast memory are empty or overflowed. We consider the problem of finding optimal partition of fast memory for three deques with predetermined probabilities of operations. This choice depends on the characteristics of memory levels, operation probabilities, and optimality criteria. The optimality criterion is
the maximum mean system operating time (the average number of operations) before memory reallocation
Mathematical support for monitoring the status and control of operating modes of cryogenic storage systems
No full textЛаркин Евгений Васильевич – доктор технических наук, профессор, профессор-консультант Тульского государственного университета, г. Тула, Российская Федерация, e-mail: [email protected].
Солдатов Евгений Сергеевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Научно-производственного предприятия «Топаз», г. Москва, Российская Федерация, e-mail: [email protected].
Богомолов Алексей Валерьевич – доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» РАН, г. Москва, Российская Федерация, e-mail: [email protected]. Larkin Evgeniy Vasilievich is Dr. Sc. (Engineering), Professor, Consulting Professor at the Tula State University, Tula, Russian Federation, e-mail: [email protected].
Soldatov Evgeniy Sergeevich is Cand. Sc. (Engineering), Senior Researcher, Research and Production Enterprise “Topaz”, Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected].
Bogomolov Alexey Valer’evich is Dr. Sc. (Engineering), Professor, Leading Researcher at the Federal Research Center “Informatics and Control” of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected].Рассмотрены вопросы разработки математического обеспечения мониторинга состояния и управления режимами эксплуатации систем хранения криогенных продуктов, задачей которого является повышение безопасности и предотвращение потерь при хранении и транспортировке. Большое количество стационарных и транспортных систем хранения криопродуктов, эксплуатируемых на разнородных предприятиях, высокие требования по безопасности и скорости реакции системы на возникающие предаварийные ситуации обусловливают необходимость автоматизации процессов управления режимами хранения с применением технологий искусственного интеллекта. Представлена структура разработанной двухслойной нейронной сети мониторинга состояния и выбора режима хранения криогенных продуктов, включающей нейроны первого слоя, связанные с системой мониторинга, и нейроны второго слоя, выходы которых подключены к входам логических блоков выбора режима функционирования системы хранения. Предложены варианты обработки сигналов нейросети при помощи линейной фильтрации, а также с использованием фильтра, основанного на порядковых статистиках, применение которого целесообразно в условиях импульсных помех в каналах передачи данных от сенсоров к сети мониторинга. Приведено математическое описание процедуры, инициирующей запуск алгоритмов коррекции состояния объекта мониторинга. Разработанная схема может быть использована для широкого спектра стационарных и транспортных систем хранения, в том числе оборудованных холодильной машиной для реконденсации паров криопродуктов. This article considers the development of mathematical support for monitoring and controlling operating modes of cryogenic storage systems which increases their safety and prevent losses during storage and transportation. A large number of stationary and transport cryogenic storage systems have strict requirements for safety and the speed of a system’s response to emerging preemergency sit-uations which necessitate the automation of managing storage modes using artificial intelligence (AI). The structure of the two-layer neural network for monitoring the state and selecting the storage mode of cryogenic products is presented, including first-layer neurons associated with the monitoring system and second-layer neurons whose outputs are connected to the inputs of logical blocks for selecting the oper-ating mode of the storage system. Options are proposed for processing neural network signals using linear filtering and using a filter based on order statistics – the use of which is advisable in conditions of impulse noise in data transmission channels from the sensors to the monitoring network. A mathematical description of the procedure which initiates the algorithms for correcting the state of the monitoring object is given. The scheme can be used for a wide range of stationary and transport storage systems, in-cluding those equipped with refrigeration for recondensing cryogenic vapors
Strategy and tactics for the development of production of healthy food products using medicinal plant raw materials
No full textЕвдокимов Никита Сергеевич, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Продукты питания животного происхождения», Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, Орёл, Россия, [email protected]
Евдокимова Оксана Валерьевна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Анатомия, физиология и хирургия», Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, Орёл, Россия, [email protected]
Иванова Тамара Николаевна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Товароведение и таможенное дело», Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, Орёл, Россия, [email protected]
Nikita S. Evdokimov, Candidate of Technical Sciences, senior lecturer of the Department of Food Products of Animal Origin, Orel State Agricultural University named after N.V. Parakhina, Orel, Russia, [email protected]
Oksana V. Evdokimova, Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Anatomy, Physiology and Surgery, Orel State Agricultural University named after N.V. Parakhina, Orel, Russia, [email protected]
Tamara N. Ivanova, Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Commodity Science and Customs Affairs, Orel State University named after I.S. Turgeneva, Orel, Russia, [email protected]Существует проблема микронутриентной недостаточности, кроме того, установлено, что основные проблемы сбалансированности питания связаны с превышением калорийности рациона над уровнем энергозатрат, избыточным содержанием жира и сахара, превышением потребления поваренной соли в продуктах промышленного производства. Имеется достаточная законодательная и нормативная база отдельных отраслей, касающаяся обеспечения населения диетическими продуктами питания, установлен недостаток витамина D и А, витаминов группы В, полигиповитаминозные состояния взрослого населения, что требует обогащения промышленного производства для улучшения витаминного статуса населения. Сегодня потребности в витаминах и минеральных веществах частично удовлетворяются за счет импорта, однако отсутствие отечественного производства субстанций отдельных витаминов создает угрозу продовольственной безопасности государства, альтернативой импорту может стать производство отечественных пищевых добавок и функциональных пищевых продуктов с использованием лекарственного растительного сырья, богатого биологически активными веществами. Приведен перечень законов и приказов федерального значения, в которых указаны полномочия отдельных органов субъектов РФ. Однако отсутствует механизм взаимодействия заинтересованных сторон. Предложена стратегия развития трех отраслей на региональном уровне: департаментов лесного хозяйства, направленная на совершенствование системы заготовок ЛРС, здравоохранения – на выявление и предупреждение неинфекционных заболеваний, промышленности – на организацию и внедрение в производство на предприятиях субъектов РФ инновационных пищевых продуктов, торговли – на организацию продажи диетических продуктов. Для каждого департамента предложены механизмы взаимодействия и тактика развития, направленная на формирование системы здорового питания. There is a problem of micronutrient deficiency; in addition, it has been established that the main problems of nutritional balance are associated with the excess of the calorie content of the diet over the level of energy consumption, excess fat and sugar content, and excess consumption of table salt in industrially produced products. There is a sufficient legislative and regulatory framework for individual industries regarding the provision of the population with dietary food products; a deficiency of vitamin D and A, B vitamins, and polyhypovitaminosis conditions of the adult population have been established, which requires the enrichment of industrial production to improve the vitamin status of the population. Today, the need for vitamins and minerals is partially met through imports, however, the lack of domestic production of substances of individual vitamins poses a threat to the food security of the state; an alternative to imports can be the production of domestic food additives and functional food products using medicinal plant raw materials rich in biologically active substances. A list of federal laws and orders is provided, which indicate the powers of individual bodies of the constituent entities of the Russian Federation. However, there is no mechanism for interaction between stakeholders. A strategy for the development of three industries at the regional level is proposed: Forestry departments, aimed at improving the system of drug procurement, healthcare – at identifying and preventing non-communicable diseases, industry – at organizing and introducing innovative food products into production at enterprises of the constituent entities of the Russian Federation, trade – at organizing the sale of dietary products. Mechanisms of interaction and development tactics aimed at creating a healthy nutrition system are proposed for each Department
О спектральной теории интегро-функциональных операторов Вольтерра
No full textДенис Николаевич Сидоров, доктор физико-математических наук, профессор
РАН, лаборатория промышленной математики, Иркутский национальный исследовательский государственный университет (г. Иркутск, Российская Федерация); приглашенный профессор, факультет электроэнергетических систем и автоматики, Харбинский политехнический институт (г. Харбин, Китайская народная республика),
[email protected] concise overview of the spectral theory of integral-functional operators is provided.
In the context of analysis, a technique is described for deriving solutions to equations
involving operators in a closed form. A constructive theorem has been established, outlining a procedure for determining the eigenvalues and eigenfunctions of these operators. Based on this theory, an analytical approach for generating solutions to a Volterra-type integrofunctional inhomogeneous equation is proposed. The example illustrates the proposed theory. Дан краткий обзор спектральной теории интегрально-функциональных операторов. В контексте анализа описана методика получения решений уравнений с операторами в замкнутой форме. Установлена конструктивная теорема, описывающая процедуру определения собственных значений и собственных функций этих операторов. На основе этого предложен аналитический подход к генерации решений интегро-функционального неоднородного уравнения типа Вольтерра.This work is supported by the Ministry of Science and Higher Education of Russian Federation within the project FZZS-2024-0003. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проекта ФЗЗС-2024-0003
Математическое моделирование распределения влажности в пористой среде
No full textАлександр Николаевич Кошев, доктор химических наук, профессор, кафедра ≪Информационно-вычислительные системы≫, Пензенский государственный
университет архитектуры и строительства (г. Пенза, Российская Федерация),
[email protected].
Валентина Владимировна Кузина, кандидат технических наук, доцент, кафедра ≪Информационно-вычислительные системы≫, Пензенский государственный
университет архитектуры и строительства (г. Пенза, Российская Федерация),
[email protected].
Николай Александрович Кошев, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель, Центр нейробиологии и восстановления мозга им. В. Зельмана, Сколковский институт науки и технологий (г. Москва, Российская Федерация),
[email protected] propose the mathematical model for distribution of moisture in porous material
during the industrial wetting process for a number of assumptions. The model is presented in form of a boundary problem for ordinary differential equation. In current article we discuss possible methods of the solution of this problem, highlight some problems, which can occur during the solution. At the end of the paper, we present some numerical results of modelling wetting process for different materials and calculation of the parameters. The model under discussion allows to understand better the influence of parameters of the problem in order to optimize the wetting process in industry. Мы предлагаем математическую модель распределения влаги в пористом материале в процессе промышленного увлажнения. С использованием ряда предположений, модель может быть представлена в виде граничной задачи для обыкновенного дифференциального уравнения. В данной статье мы обсуждаем возможные методы решения этой задачи, выделяем некоторые проблемы, которые могут возникнуть в процессе решения. В конце статьи мы представляем некоторые численные результаты моделирования процесса увлажнения для различных материалов и параметров процесса. Модель, рассматриваемая в статье, позволяет лучше понять влияние параметров задачи с целью оптимизации процесса увлажнения в промышленности
Development of methods for monitoring of the moment of occurrence of self-oscillation of the cold rolling mill
No full textВишняков Сергей Геннадьевич, начальник цеха ПРОКАТСЕРВИС 11 ООО «ОСК», ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия; [email protected]
Третьяков Денис Алексеевич, ведущий инженер-электроник цеха ПРОКАТСЕРВИС № 3 ООО «ОСК», ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия; [email protected]
Васильева Светлана Витальевна, научный сотрудник, Научно-технический центр
«СИГМА», Челябинск, Россия; [email protected]
Иванов Анатолий Иванович, научный сотрудник, Научно-технический центр «СИГМА», Челябинск, Россия; [email protected]
Васильев Виталий Альбертович, канд. техн. наук, зам. директора, Научно-технический центр «СИГМА», Челябинск, Россия; [email protected]
Рубанов Дмитрий Владимирович, руководитель восточного филиала, фирма «IBA», Липецк, Россия; [email protected]
Sergey G. Vishnyakov, Head of Shop (USC) No. 11, Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russia; [email protected]
Denis A. Tretyakov, Head engineer of electronics in PROKATSERVICE workshop No. 3 OSK LLC, Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russia; [email protected]
Svetlana V. Vasilyeva, Researcher, SIGMA Scientific Research Center, Chelyabinsk, Russia; [email protected]
Anatoly I. Ivanov, Researcher, SIGMA Scientific Research Center, Chelyabinsk, Russia;
[email protected]
Vitaly A. Vasilyev, Dr. Engineer, Deputy Directors, SIGMA Scientific Research Center, Chelyabinsk, Russia; [email protected]
Dmitry V. Rubanov, Head of the Eastern branch of the IBA company, Lipetsk, Russia; [email protected]На стане холодной прокатки автоколебания возникают при ручном увеличении
скорости прокатки тонкой полосы. Толщина подката при этом, как правило, не более 2–2,5 мм. Спектр колебаний достаточно широк. Первая гармоника – 120 Гц. При контроле вибрационных и технологических параметров выявлена жесткая связь вибрации элементов клетей стана с виброперемещением гидравлического натяжного устройства (ГНУ) рабочих валков и колебаниями уровня натяжения прокатываемой полосы. Штатный контроль перемещения ГНУ проводит 200 измерений в
секунду. В соответствии с теоремой Котельникова полоса частот спектральной характеристики в этом случае – 100 Гц. Колебания уровня натяжения прокатываемой полосы позволяют контролировать полосу частот в диапазоне от 0 до 43 Гц, не более. Этого явно не достаточно для надежного контроля момента возникновения автоколебаний. Существующая система контроля технологических параметров имеет внутренний ресурс по частоте опроса при формировании базы данных. Программными средствами удалось увеличить частоту опроса виброперемещений ГНУ до 1000 измерений в секунду. При этом полоса частот спектральной характеристики охватывает диапазон от 0 до 500 Гц. Это позволяет контролировать не только первую гармонику 120 Гц, но и высшие гармоники до 400–500 Гц. Колебания уровня натяжения прокатываемой полосы после перевода на более быстрый ресурс контроллера позволили увеличить частоту опроса до 250 измерений в секунду. Такимобразом, по этому каналу также можно надежно контролировать первую гармонику возникающих автоколебаний. Анализ процесса возникновения автоколебаний показал, что причина автоколебаний клетей стана – самопроизвольное колебание уровня натяжения прокатываемой полосы при ручном
увеличении линейной скорости прокатки. Колебания клетей стана запаздывают относительно колебаний уровня натяжения от 2 до 3 секунд. Используя алгоритмы дискретного преобразования Фурье и преобразование Фурье на коротком временном интервале (STFT), можно надежно и своевременно распознавать момент возникновения автоколебаний. In a cold rolling mill, self-oscillations occur when the rolling speed of a thin strip is manually increased. The thickness of the lining is usually no more than 2–2.5 mm. The oscillation spectrum is quite wide. The first harmonic is 120 Hz. During the control of vibration and technological parameters, a rigid relationship was revealed between the vibration of the elements of the mill stands with the vibration displacement of the hydraulic tensioned (GNU) of the working rolls and fluctuations in the tension level of the rolled strip. The regular control of the movement of wildebeest makes 200 measurements per second. In accordance with Kotelnikov's theorem, the frequency band of the spectral characteristic in this case is 100 Hz. Fluctuations in the tension level of the rolled strip allows you to control the frequency band in the range from 0 to 43 Hz, no more. This is clearly not enough to reliably control the moment of occurrence of selfoscillations. The existing control system for technological parameters has an internal resource for the frequency of polling when forming a database. Using software, it was possible to increase the frequency of the survey of vibration displacements of wildebeest to 1000 measurements per second. In this case, the frequency band of the spectral characteristic covers the range from 0 to 500 Hz. This allows you to control not only the first harmonic of 120 Hz, but also the higher harmonics up to 400–500 Hz. Fluctuations in the tension level of the rolled strip after switching to a faster controller resource made it possible to increase the polling frequency to 250 measurements per second. Thus, it is also possible to reliably control the first harmonic of the resulting self-oscillations through this channel. An analysis of the process of self-oscillation has shown that the cause of self-oscillation of the mill stands is a spontaneous fluctuation in the tension level of the rolled strip with a manual increase in the linear rolling speed. The vibrations of the mill stands are delayed relative to the fluctuations in the tension level from 2 to 3 seconds. Using discrete Fourier transform and short-range Fourier transform (STFT) algorithms, it is possible to reliably and timely recognize the moment of occurrence of self-oscillations
Double emulsions based on fish oil in composition with fucoidan: useful profile
No full textБагале Удей, Ph.D, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, [email protected]
Кади Аммар Мохаммад Яхья, ассистент кафедры «Пищевые и биотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, [email protected]
Потороко Ирина Юрьевна, доктор технических наук, профессор кафедры «Пищевые и биотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, [email protected]
Калинина Ирина Валериевна, доктор технических наук, профессор кафедры «Пищевые и биотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, [email protected]
Малинин Артем Владимирович, ассистент кафедры «Пищевые и биотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, [email protected]
Цатуров Арам Валерикович, ассистент кафедры «Пищевые и биотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, [email protected]
Uday Bagale, Doctor of Philosophy, South Ural State University, Chelyabinsk, [email protected]
Ammar M.Y. Kadi, Assistant at the Department of Food and Biotechnologies, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia, [email protected]
Irina Yu. Potoroko, Doctor of Sciences (Engineering), Professor of the Department of Food and Biotechnologies, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia, [email protected]
Irina V. Kalinina, Doctor of Sciences (Engineering), Professor of the Department of Food and Biotechnologies, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia, [email protected]
Artem V. Malinin, Assistant at the Department of Food and Biotechnologies, South Ural State University, Chelyabinsk, [email protected]
Aram V. Tsaturov, Assistant at the Department of Food and Biotechnologies, South Ural State University, Chelyabinsk, [email protected]Создание пищевых систем нового формата позволяет осуществлять адресную доставку биологически активных веществ, влиять на сохранность органолептических свойств, повышать биодоступность и биоактивность. В качестве одной из систем нового формата являются двойные эмульсии. Цель данной работы заключается в использовании кавитационных эффектов ультразвука для инкапсулирования сульфатированного гетерополисахарида фукоидана в биоактивную эмульсию первого уровня W1(H2O:БАВ)/О на основе рыбьего жира для размещения в систему двойных эмульсий. Для достижения поставленной цели были получены образцы эмульсии первого уровня с включением биоактивного вещества (БАВ) бурых водорослей фукоидана в количестве 5, 10 мг и без добавления БАВ, стабилизированные растительным поверхностно-активным веществом. Была проведена оценка профиля полезности полученных эмульсий на основе комплекса экспериментальных исследований. Результаты исследования показали, что оптимальные сочетания БАВ и жировой фракции были выявлены у образца 2 при инкапсу-лировании фукоидана в количестве 10 мг в первый уровень двойной эмульсии на основе рыбьего жира, наблюдается повышение антиоксидантной активности. Результаты ИК-Фурье спектроскопии исследуемых образцов эмульсий первого уровня показали, что полоса при 1743 см–1 представляет собой колебание при растяжении альдегидных или сложноэфирных карбонильных групп (C=O) и может отражать степень ненасыщенности. Наблюдается также пик при 3010 см–1, который указывает на концентрацию ω3 ЖК-ПНЖК, в том числе докозагексаеновой кислоты (ДГК) и эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК). Данные жирные кислоты играют ключевую роль в поддержании здоровья сердца, мозга и глаз человека. Поэтому можно с уверенностью сказать, что созданные на основе рыбьего жира в композиции с фукоиданом эмульсии первого уровня будут эффективны в составе двойных эмульсий для обогащения разных пищевых систем. The creation of food systems in a new format allows for targeted delivery of biologically active substances, influencing the preservation of organoleptic properties and increasing bioavailability and bioactivity. One of the new format systems is double emulsions. The purpose of this work is to use the cavitation effects of ultrasound to encapsulate sulfated fucoidan heteropolysaccharide into a first level W1 (H2O:BAS)/O emulsion derived from fish oil for placement in a double emulsion system. To achieve this goal, samples of the first-level emulsion were obtained with the inclusion of a bioactive substance (BAS) of brown algae, fucoidan, in an amount of 5–10 mg and without the addition of BAS, stabilized by a plant sur-factant. The utility profile of the resulting emulsions was assessed based on a set of experimental studies. The results of the study showed that optimal combinations of biologically active substances and fat fractions were identified in sample 2 when encapsulating fucoidan in an amount of 10 mg in the first level of a double emulsion based on fish oil. An increase in antioxidant activity was observed. The results of FT-IR spectroscopy of the studied samples of first-level emulsions showed that the band at 1743 cm–1 represents a stretching vibration of aldehyde or ester carbonyl groups (C=O) and may reflect the degree of unsaturation. A peak is also observed at 3010 cm–1, which indicates the concentration of ω3 FA-PUFAs, including docosahexaenoic acid (DHA) and eicosatetraenoic acid (EPA). These fatty acids play a key role in maintaining the health of the human heart, brain, and eyes. Therefore, we can say with confidence that first-level emulsions created on the basis of fish oil in composition with fucoidan will be effective as part of double emulsions for the enrichment of various food systems.Статья выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) в рамках проекта 22-76-10049. The article was financially supported by a grant from the Russian Science Foundation (RSF) within the framework of project 22-76-10049
Численный алгоритм и вычислительные эксперименты для одной линейной стохастической модели Хоффа
No full textЕкатерина Александровна Солдатова, кандидат физико-математических
наук, кафедра ≪Математическое и компьютерное моделирование≫, Южно-
Уральский государственный университет (г. Челябинск, Российская Федерация),
[email protected].
Алевтина Викторовна Келлер, доктор физико-математических наук, профессор
кафедры ≪Прикладная математика и механика≫, Воронежский государственный тех-
нический университет, (г. Воронеж, Российская Федерация), [email protected] is a model of deformation in a structure composed of I-beams with random
external effect; it is based on stochastic Hoff equations with an initial-final condition.
The article describes an algorithm for a numerical solution of the initial-final problem
for stochastic Hoff equations; the algorithm is based on the Galerkin method. Provided is
a numerical investigation algorithm providing for numerical solutions for both degenerate
and non-degenerate equations. The main theoretical results that enabled this numerical
investigation are the methods of the theory of degenerate groups of operators and of the
theory of the Sobolev type equations. The algorithms are represented by schemes enabling
building flowcharts of programs for computational experiments. Results of computational
experiments. In addition, numerical investigation of the stochastic model involves further
obtaining and processing the results of n experiments at various values of a random variable, including those related to rare events. Исследуется модель деформации под действием высокой температуры в конструкции из двутавровых балок со случайным внешним воздействием, в ее основе лежат стохастические уравнения Хоффа на геометрическом графе с начально-конечным условием. В статье приводится описание алгоритма численного исследования рассматриваемой модели, в основе которого лежит метод Галеркина. Представленный алгоритм предусматривает получение численного решения в случае вырожденности, так и невырожденности уравнений. Основными теоретическими результатами, позволившими провести данное численное исследование, являются методы теории вырожденных
групп операторов и теории уравнений соболевского типа. Алгоритмы представлены
схемами, позволяющими построить на их основе блок-схемы программ для проведения вычислительных экспериментов. Кроме того, численное исследование стохастической модели предполагает в дальнейшем получение и обработку результатов n экспериментов при различных значениях случайной величины, в том числе, относящихся к редким событиям
Features of complex calculation ejection cooling system charge air in diese
No full textЛазарев Евгений Анатольевич, профессор, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; [email protected]
Салов Андрей Юрьевич, ведущий инженер-конструктор, АО Специальное конструкторское бюро «Турбина», Челябинск, Россия; [email protected]
Помаз Андрей Николаевич, инженер-конструктор 1 категории, АО Специальное конструкторское бюро «Турбина», Челябинск, Россия; [email protected]
Лазарев Владислав Евгеньевич, профессор, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; [email protected]
Evgeny A. Lazarev, Professor, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; [email protected]
Andrey Y. Salov, Leading design engineer, Joint Stock Company Special Design Bureau
“Turbina”, Chelyabinsk, Russia; [email protected]
Andrey N. Pomaz, Design engineer of the 1st category, Joint Stock Company Special Design Bureau “Turbina”, Chelyabinsk, Russia; [email protected]
Vladislav E. Lazarev, Professor, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia;
[email protected]Обоснована целесообразность повышения плотности свежего заряда на входе в
цилиндр дизеля с газотурбинным наддувом применением системы эжекционного его охлаждения после компрессора для осуществления циркуляции охлаждающего воздуха через охладитель. Отмечается актуальность совершенствования систем охлаждения наддувочного воздуха в направлении снижения затрат мощности на функционирование и упрощения конструкции их элементов. Рассмотрены функциональные и конструктивные особенности элементов системы эжекционного охлаждения наддувочного воздуха. Отмечается неполнота изученности функционирования эжектора на выпуске для интенсивной циркуляции охлаждающего воздуха через матрицу охладителя при размещении эжектора после турбины турбокомпрессора. Предложена последовательность расчёта системы в виде блок-схемы, включающей дизель, компрессор и турбину турбокомпрессора, охладитель наддувочного воздуха и эжектор в системе выпуска отработавших газов. Приведены основные факторы, характеризующие связи функциональных и геометрических параметров элементов системы. Отражены особенности комплексного расчета эжекционной системы охлаждения наддувочного воздуха в дизеле с использованием математического моделирования процессов в различных элементах системы для изыскания резервов и компромиссных решений по снижению затрат мощности на ее функционирование и повышение ее эффективности. Результаты комплексного расчета эжекционной системы охлаждения наддувочного воздуха методом численного моделирования представлены графически в виде зависимостей параметров ее элементов от степени понижения давления в турбине турбокомпрессора. Анализ результатов комплексного расчета показывает, что максимальные значения степени охлаждения, плотности наддувочного воздуха и эффективной мощности дизеля достигаются при различных значениях степеней понижения давления в турбине или эжекторе. В этой связи делается вывод о целесообразности при проектировании системы эжекционного охлаждения наддувочного воздуха выбирать требуемые значения степеней понижения давления в турбине или эжекторе на компромиссной основе. The expediency of increasing the density of fresh charge at the inlet to the cylinder of a
diesel engine with a gas turbine boost by using an ejection cooling system after the compressor to circulate cooling air through the cooler is substantiated. The urgency of improving the cooling systems of the charge air is noted in the direction of reducing the cost of power for operation and simplifying the design of their elements. The functional and design features of the elements of the charge air ejection cooling system are considered. The incompleteness of studying the functioning of the ejector at the outlet for intensive circulation of cooling air through the cooler matrix when placing the ejector after the turbo-
charger turbine is noted. The sequence of calculation of the system in the form of a block diagram is proposed, including a diesel engine, a compressor and a turbocharger turbine, a charge air cooler and an ejector in the exhaust system. The main factors characterizing the relationship between the functional and geometric parameters of the system elements are considered. The features of the complex calculation of the ejection cooling system for charge air in a diesel engine using mathematical modeling of processes in various ele-
ments of the system to find reserves and compromise solutions to reduce the cost of power for its operation and increase its efficiency are reflected. The results of the complex calculation of the ejection cooling system of the charge air using numerical modeling are presented graphically in the form of dependences of the parameters of its elements on the degree of pressure reduction in the turbocharger turbine. The analysis of the results of the complex calculation shows that the maximum values of the degree of cooling, charge air density and effective diesel power are achieved at different degrees of pressure reduction in the turbine or ejector. In this regard, it is concluded that it is advisable to choose the required values of the degrees of pressure reduction in the turbine or ejector on a compromise basis when designing an ejection cooling system for charge air
Studying the correction factor of a lithium fluoride crystal during its shock compression and isoentropic unloading
No full textКрасильников Александр Владимирович – сотрудник ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», г. Снежинск, Российская Федерация.
Несмиянов Елисей Игоревич – магистрант, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Российская Федерация; сотрудник ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», г. Снежинск, Российская Федерация.
Шестаковская Елена Сергеевна – кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой вычислительной механики, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Российская Федерация, e-mail: [email protected]
Попцов Александр Германович – сотрудник ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», г. Снежинск, Российская Федерация.
Ковалев Антон Евгеньевич – сотрудник ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», г. Снежинск, Российская Федерация.
Яловец Александр Павлович – доктор физико-математических наук, профессор кафедры вычислительной механики, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Российская Федерация. Krasil'nikov Aleksandr Vladimirovich is employee of All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics, Snezhinsk, Russian Federation.
Nesmiyanov Elisey Igorevich is Master Student, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation; employee of All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics, Snezhinsk, Russian Federation.
Shestakovskaya Elena Sergeevna is Cand. Sc. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Head of the Department of Computational Mechanics, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia. e-mail: [email protected]
Poptsov Aleksandr Germanovich is employee of All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics, Snezhinsk, Russian Federation.
Kovalev Anton Evgen'evich is employee of All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics, Snezhinsk, Russian Federation.
Yalovets Aleksandr Pavlovich is Dr. Sc. (Physics and Mathematics), Professor of the Department of Computational Mechanics, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation.Монокристалл фторида лития (LiF) является широко используемым материалом в опытах при интенсивных динамических нагрузках в качестве окна для оптических методик, таких как VISAR или PDV. Он прозрачен и не испытывает фазовых переходов при ударном сжатии до ~200 ГПа. Для интерпретации экспериментальных данных, полученных с использованием такого окна, необходимо вводить поправочный коэффициент. Он связывает видимую массовую скорость, полученную экспериментально, с истинной массовой скоростью. Если для стационарных ударных волн этот коэффициент является постоянным, то для более сложных течений на него оказывает влияние пространственная неоднородность плотности окна. В работе проведены экспериментальные исследования ударно-волновых процессов во фториде лития при ударно-волновом сжатии при нагружении до 90 ГПа. Проведено математическое моделирование экспериментов. Для этого построена математическая модель одномерных упруго-пластических течений среды с использованием модели пластичности Прандтля–Рейса, а также построено уравнение состояния фторида лития. Поправочный коэффициент получен двумя способами: на основе зависимости показателя преломления от плотности и закона сохранения массы на ударной волне и зависимости оптической длины пути лазерного луча от распределения плотности в исследуемом материале. Lithium fluoride (LiF) single crystals are widely used in experiments involving intense dynamic loading as a window for optical methods, such as VISAR or PDV. They are transparent and do not undergo phase transitions under shock compression up to ~200 GPa. To interpret experimental data obtained using such a window, it is necessary to introduce a correction coefficient. This coefficient links the apparent mass velocity obtained experimentally to the true mass velocity. While this coefficient is constant for stationary shock waves, it is affected by the spatial non-uniformity of the window's density for more complex flows. The study highlights the experimental investigations of shock-wave processes in lithium fluoride conducted under shock loading up to 90 GPa. Mathematical modeling of the experiments was also performed. For this purpose, the authors built a mathematical model of one-dimensional elastoplastic flows of the medium using the Prandtl–Reuss plasticity model, and constructed the equation of state for lithium fluoride. The correction coefficient was obtained in two ways: based on the dependence of the refractive index on density and the law of mass conservation on the shock wave, and
based on the dependence of the optical path length of the laser beam on the density distribution in the material under study