В учебнике описаны методы моделирования и области их применения, а также принципы построения и виды математических моделей. Подробно изложена методика составления кинетических и гидродинамических моделей. Рассмотрены математические модели химических реакторов и вопросы перехода от лабораторных опытных установок к промышленным аппаратам. Приведены примеры построения математических моделей некоторых аппаратов химической технологии. Отражены особенности статистических математических моделей, описана методика их составления как на основе пассивного, так и активного эксперимента. Изложены основные положения оптимизации химико-технологических процессов, даны примеры решения задач оптимизации детерминированных и стохастических процессов. Учебник предназначен для студентов химико-технологических специальностей вузов. Его смогут использовать в своей практической работе также инженеры-химики.

Книга является пособием по курсу "Моделирование химико-технологических процессов". Она состоит из трех частей. Первая часть книги знакомит с основными понятиями и определениями, а также со способами моделирования. Вторая часть посвящена кинетике и макрокинетике процессов, рассмотрению влияния на нее тепловых и диффузионных факторов и гидродинамики потоков в аппаратах. В третьей части изложены принципы построения различных моделей и вопросы оптимизации процессов химической технологии. Книга предназначена для студентов химико-технологических вузов. Она может быть полезна инженерно-техническим работникам химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Очередной выпуск межвузовского сборника содержит статьи, посвященные разработке и развитию современных математических моделей и методов решения широкого круга задач механики деформируемого твердого тела, включая задачи исследования деформирования и разрушения материалов и конструкций при различных физико-механических воздействиях, в частности, нелинейные и нестационарные задачи оболочечных конструкций, задачи нестационарного взаимодействия сред и конструкций. В статьях отражены теоретические и экспериментальные исследования, математические модели, вопросы алгоритмизации и компьютерного моделирования физико-механических процессов, методология оптимального проектирования несущих конструкций с учетом различных критериев и ограничений.

Очередной выпуск межвузовского сборника содержит статьи, посвященные разработке и развитию современных математических моделей и методов решения широкого круга задач механики деформируемого твердого тела, включая задачи исследования деформирования и разрушения материалов и конструкций при различных физико-механических воздействиях, в частности, нелинейные и нестационарные задачи оболочечных конструкций, задачи нестационарного взаимодействия сред и конструкций. В статьях отражены теоретические и экспериментальные исследования, математические модели, вопросы алгоритмизации и компьютерного моделирования физико-механических процессов, методология оптимального проектирования несущих конструкций с учетом различных критериев и ограничений.

В монографии приводятся принципы построения и численной реализации модели общей циркуляции океана, разработанной в Институте вычислительной математики (ИВМ) РАН. В настоящее время это единственная модель данного типа, способная адекватно воспроизводить циркуляцию Мирового океана при расчетах на большие времена. Проведено объединение моделей общей циркуляции атмосферы и океана в совместную климатическую модель. Выполнены исследования формирования циркуляции океана и его отклика на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия. Получен ряд важных выводов об особенностях формирования циркуляции океана и прогноза климатического состояния совместной системы атмосфера-океан. Разработанная модель океана может применяться для решения различных научных и практических задач, связанных с моделированием циркуляции Мирового океана и его отдельных акваторий. Монография будет полезна специалистам в области общей циркуляции океана и атмосферы, климатологии, а также студентам и аспирантам.

Предложены математические модели процесса термической обработки поверхностей деталей, имеющих форму фигур вращения: диска большого радиуса или диска с вырезом и полого цилиндра. Источник нагрева движется по обрабатываемой поверхности по заданной траектории с заданной скоростью. На деталь может быть предварительно нанесено покрытие, толщина и свойства которого считаются известными. Составлены программы для численного исследования процессов термической обработки. В зависимости от соотношения теплофизических свойств материалов основы и покрытия и их температур фазовых переходов режимы термической обработки различны.

В монографии приведены результаты изучения терригенных коллекторов Предкавказья по материалам геофизических исследований скважин. По данным петрофизических исследований керна обоснованы объемные и структурные модели коллекторов, петрофизические зависимости и константы. Показаны возможности и ограничения геофизических методов, предложены способы совершенствования технологии проведения геофизических исследований в скважинах. На основе теоретических и экспериментальных исследований обоснованы интерпретационные модели геофизических методов. Представлена технология выделения и оценки терригенных скважин и показана ее эффективность. Монография предназначена для широкого круга специалистов в области нефтегазовой геологии и геофизики. Представляет интерес для научных работников и студентов нефтяных и геологоразведочных вузов.

Многофазные жидкостные реакторы, (работающие в системах жидкость - газ, жидкость - жидкость, жидкость - газ - твердое тело и др.) широко применяются в химической, нефтехимической, фармацевтической и ряде смежных отраслей промышленности. В книге всесторонне и полно изложены теоретические основы и методы расчета реакторов этого типа. Рассматриваются механизм и математические модели протекающих в них элементарных процессов, при этом учитываются особенности типовых промышленных конструкций. Книга предназначена для инженеров, проектировщиков и исследователей, работающих в химической, нефтехимической, формацевтической, лесохимической, пищевой промышленности. Она может также служить пособием для преподавателей и студентов технических вузов.

В предлагаемом тематическом сборнике представлены статьи, посвященные различным аспектам мониторинга, моделирования и прогноза параметров природной среды в Арктике. В сборник вошли результаты исследований, выполненных в лаборатории гидрометеорологии Арктики Гидрометцентра России в 2014-2016 гг. в рамках проекта гранта РНФ 14-37-00053. Обсуждаются современные проблемы долгосрочного прогнозирования и подходы к их решению на основе физико-статистических и гидродинамических (численных) методов. Особое внимание уделено описанию современных математических моделей процессов и явлений применительно к Арктическому региону. В отдельных статьях рассмотрены разработка новых расчетных и программных алгоритмов, опыт применения совместных моделей с высоким пространственным разрешением, результаты валидации моделей натурными данными.Сборник представляет интерес для специалистов в области прогнозирования и мониторинга окружающей среды в полярных регионах.

Изложены общие методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка и их иллюстрация на примере уравнения Риккати. На основе трех аппроксимирующих уравнений выведены новые асимптотические решения уравнения Риккати. Получены приближенные формулы для решения линейного уравнения второго порядка, непрерывные в точках поворота. Представлено точное условие квантования и точные выражения для коэффициентов отражения и прохождения потенциального барьера. Дано общее решение граничной задачи для системы уравнений Максвелла методом интеграла Фурье. Николай Евгеньевич Цапенко - канд. физ.-мат. наук, доц. каф. высшей математики Московского гос. горного университета. Для научных работников, специализирующихся в области математической физики. Может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов технических университетов.

Представлены сведения об основных параметрах математических моделей горения материалов в различных режимах. Впервые показано, что учет термодинамических и кинетических характеристик фазовых переходов, сопровождаемых химическими реакциями, позволяет объяснить и описать особенности горения материалов, а также их отличие от горения газовых смесей и перехода горения в детонацию. Для инженеров и научных работников, специализирующихся в области физики и теории горения и взрыва.

Монография известного немецкого ученого Д. Х. Э. Гросса посвящена термодинамическому описанию систем, состоящих из нескольких десятков или сотен частиц, а также систем, в которых присутствуют силы большого радиуса действия. Такие системы являются неэкстенсивными и не могут быть описаны в рамках классической термодинамики. особенно ярко их неэкстенсивность проявляется при фазовых переходах. Подход автора этой книги, основанный на использовании микроканонических ансамблей, позволяет строго классифицировать и описать различные виды фазовых переходов в малых системах. В книге подробно рассмотрена фрагментация ядер и атомных кластеров, выполнено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными. Также рассмотрен коллапс системы гравитирующих частиц. Книга рассчитана на специалистов в области термодинамики и статистической физики, но она будет также полезна специалистам по ядреной физики и физике наночастиц и всем тем, кто старается пошире взглянуть на эти области науки.

Анализируются физические свойства и электронные модели нового класса высокотемпературных сверхпроводников в слоистых соединениях на основе железа. Несмотря на различны химический состав и различие в кристаллической структуре, они имеют похожие физические свойства, обусловленные электронными носителями в FeAs-слоях и их взаимодействием с флуктуациями магнитного порядка. Исключительный интерес к ним объясняется перспективами практического применения. В монографии дается полная картина формирования их физических свойств на основе теоретических моделей и электронной структуры. Книга рассчитана на широкий круг читателей: физиков, изучающих электронные свойства FeAs-соединений, химиков, синтезирующих эти соединения, и специалистов, занимающихся расчетами электронной структуры твердых тел. Она будет полезна не только исследователя, работающим в области сверхпроводимости и магнетизма, но также студентам, аспирантам и всем тем, кто хочет ознакомиться с этой актуальной областью физического материаловедения.

В монографии рассмотрены основные положения теории и методов информационных технологий для систем с распределенными параметрами. Приведены математические модели процессов разделения многокомпонентных смесей, горения, тепломассопередачи и течений пузырьковых газожидкостных смесей в технологических установках. Сформулированы и решены краевые задачи анализа стационарных и динамических режимов ректификационных колонн и трубчатых печей. Изложены теоретические и практические основы кавитационных технологий двухфазных потоков с целью интенсификации различных технологических процессов за счет турбулентного перемешивания и активации жидкости. Рассматриваются модели двухфазных суперкавитационных течений в технологических аппаратах. Показаны приложения и перспективные возможности использования гидротермодинамических характеристик суперкавитационных аппаратов различного типа и других задач механики многофазных сред. Книга будет полезна для научных и инженерно-технических работников, проектирующих и исследующих информационные системы с распределенными параметрами, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Впервые выполнены комплексные исследования коллекторов с двойной пористостью, насыщенных неньютоновскими нефтями. Они включают изучение особенностей их строения, данные о реологических характеристиках нефтей, представляющие основу новых подходов к созданию технологий форсированного отбора жидкости из пласта, режимы форсирования скаважин в зависимости от характеристики коллекторов позволяют увеличить кратность отбора нефти до 30-40 и более раз при работе с максимальной производительностью насоса в пределах до 500 м3/сут. Исследованы механизмы и экономика процесса форсирования. Принципиально новым является создание теории и выполнение вычислительных экспериментов с учетом неньютоновских свойств нефтей на форсированном отборе жидкости как в стационарном, так и циклическом режимах фильтрации. Книга предназначена для научных работников, преподавателей вузов и специалистов высших учебных заведений, аспирантов, студентов, а также работников нефтяных промыслов, решающих практические вопросы повышения нефтеизвлечения.

Цель работы, представленной в настоящей монографии, - создание математических моделей для хроматографических методов анализа, которые позволяли бы проводить расчеты, детально отражающие или предвосхищающие натурные эксперименты. Такое математическое моделирование должно опираться на надежные теоретические подходы, оперирующие объективными характеристиками и параметрами, взятыми из фундаментальной теории, так и на хорошее знание практики рассматриваемых видов хроматографии. Поэтому наряду с изложением теоретических подходов и моделей в книге приводятся необходимые сведения о принципах, техническом устройстве и особенностях методов аналитической хроматографии. В монографии развиваются теоретические подходы к описанию хроматографических процессов, механизм селективности которых обусловлен вандерваальсовыми взаимодействиями. Рассмотрены общие вопросы теории высокоэффективной хроматографии и ее детально проработанные приложения для методов газовой и жидкостной хроматографии. Новизна материала во многом обусловлена применением теории обобщенных зарядов, а также некоторыми новыми подходами в области феноменологии процессов адсорбции и конкурентной сорбции. Вопросы, затронутые в работе, относятся к ключевым областям физической и аналитической химии. Книга предназначена для научных работников, занимающихся сорбционными процессами, адсорбцией, хроматографией, методами математического моделирования в химии. Методики расчетов могут быть полезны для научных и аналитических лабораторий, работающих в области экомониторинга, в фармацевтической, пищевой, нефтяной и газовой промышленност. Книга представляет интерес для студентов, аспирантов, сотрудников и преподавателей химических кафедр и лабораторий университетов.

В пособии рассмотрены современные методы прямого и косвенного измерения объемной активности изотопов радона и дочерних продуктов распада в воздухе помещений и приземной атмосфере; приведены основные понятия радиометрии; описаны математические модели переноса радиоактивных газов и аэрозолей в различных средах; приведены примеры оценок дозовых нагрузок на население г. Томска; представлен анализ влияния различных факторов на величину объемной активности газов и аэрозолей; приведены разные классификации методов измерения.Предназначено для магистрантов и студентов, обучающихся по специальностям 140307 "Радиационная безопасность человека и окружающей среды", 140302 "Физика атомного ядра и частиц", 140306 "Электроника и автоматика физических установок", 140404 "Атомные электрические станции и установки".

Предложена математическая модель разложения горючих сланцев при их нагреве электромагнитным полем. Численно проанализировано влияние пористости на температуру твердого скелета сланца и продуктов разложения. Показано, что значение пористости незначительно влияет на температуру скелета, но существенно на образование газообразных продуктов.

В книге изложены вопросы теории образования покрытий из порошковых материалов. Для описания процессов формирования покрытий в режиме активированного спекания принят метод анализа с позиций термодинамики необратимых процессов. Преимущественно рассмотрены такие электрофизические методы получения покрытий, как электроконтактное припекание, электроимпульсное спекание. магнитно-импульсное припекание, электроимпульсное спекание, магтнитно-импульсное прессование. Для выбора режимов нанесения покрытий магнитно-импульсным прессованием предложена математическая модель. учитывающая диффузию электромагнитного поля и не требующая предварительного задания параметров поля. Приведены сведения по использованию разработанных технологических процессов для восстановления быстроизнашивающихся деталей дорожно-строительных, сельскохозяйственных и других машин (червячных коле, втулок подшипников скольжения), повышения стойкости прессового инструмента.

"Справочник" содержит сведения по большинству областей математики, которые могут понадобиться научному работнику и инженеру-исследователю. Опустив все доказательства и широкого используя табличную форму изложения, авторы смогли сосредоточить в одной книге большой фактический материал по следующим разделам: высшая алгебра, аналитическая и дифференциальная геометрия, математический анализ (включая интегралы Лебега и Стилтьеса), векторный и тензорный анализ, криволинейные координаты, функции комплексного переменного, операционное исчисление, дифференциальные уравнения обыкновенные и с частными производными, вариационное исчисление, абстрактная алгебра, матрицы, линейные векторные пространства, операторы и теории представлений, интегральные уравнения, краевые задачи, теория вероятностей и математическая статистика, численные методы анализа, специальные функции.

В работе сравниваются хронологии СО2, Н2О, общего давления проб, извлекаемых под вакуумом из годичных колец древесины спилов шести сосен одного региона произрастания, и приводятся результаты анализа. Показано, что спилы имеют различные погодичные распределения СО2, данные по Н2О слабо коррелируют с осадками, но общей для всех анализируемых хронологий является выявляемая цикличность.

С начала ХХI в. дендроиндикационные исследования экзогенных гравитационных процессов (ЭГП) в Западной Европе резко активизировалась, а в России, наоборот, значительно сократилась. В современной зарубежной литературе по этой тематике разрабатываются новые подходы и методы исследования обусловленных ЭГП явлений на склоне, различные аспекты которых продолжают обсуждаться. Дан краткий обзор дендроиндикационных методов выявления, датирования и реконструкции обусловленных ЭГП явлений в прошлом (сели, лавины, обвалы/камнепады) на разных этапах дендрогеоморфологического исследования. Эти исследования основаны на концепции Дж. Шродера: "процесс-событие-отклик". Как результат, выполнялись пространственно-временные реконструкции склоновых явлений на конкретных участках, т.е. оценка протяженности, частоты явлений и интенсивности процесса. Рассматриваются преимущества и ограничения методов, слабо разработанные или нерешенные проблемы дендроиндикации.

При датировании вызванных экзогенными гравитационными процессами ( ЭГП ) событий прошлого широкое распространение в настоящее время получили дендроиндикационные методы. Они наиболее информативны на малоизученных горных территориях, где нуждаются в проверке эффективности их использования. Цель- оценить применяемые в дендроиндикационных исследованиях методы датирования таких событий в конкретных горных условиях - верховьях р. Актру ( Северо- Чуйский хребет, Горный Алтай ) на примере селевого бассейна и лавинного комплекса. Возрастная и анатомическая ( засмоленные кольца ) индикации позволили выявить и датировать события приблизительно ( периоды времени до нескольких десятков лет), травматическая и дендрометрическая - точно ( год ), недендроиндикационные методы - уточнить их ( размеры, вид и год ). Комплексное использование всех этих методов способствовало более полному выявлению событий в прошлом, повышению точности и достоверности их датирования. В селевом бассейне за последние 220 лет датировано 13 событий, в том числе 6 селей, 5 лавин, 1 пожар, в лавинном комплексе за последние 65 лет- 20 лавин.

В монографии рассмотрены микро-, мезо- и макроскопические аспекты процессов деформирования и разрушения твердых тел, а также моделирование физических процессов в сложных средах. Книга предназначена для специалистов в области механики, молекулярной динамики, вычислительной математики и физики пластичности и прочности материалов.