В монографии изложены анализ и расчеты процессов, протекающих в газожидкостных реакторых с суспендированным катализатором (ГЖРСК). Даны условия достижения кинетической области при экспериментальном изучении кинетики химических реакций в таких системах. Рассмотрены физико-химические основы процесса абсорбции с химической реакцией для трехфазных систем. Предложена методика определения концентрации водорода во время реакции гидрирования на суспендированном катализаторе. Описаны процессы гидрирования как жидкостей, так и газов в ГЖРСК. Изложены данные по гидродинамике, продольному перемешиванию и фазовому составу потоков. Проанализированы математические модели для расчета распространенных типов ГЖРСК. Приведены новые результаты по моделированию периодических процессов в ГЖРСК. Книга адресована научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся разработкой химических реакторов.

Определены состав и структура геоинформационного обеспечения задач мониторинга окружающей среды и климата. Рассмотрены требования к формированию базы данных, позволяющей накапливать разнородную информацию, получаемую в результате междисциплинарных исследований объекта мониторинга. Описана модульная структура геоинформационной системы, базы данных и рассмотрен состав программного обеспечения и системы основных и тематических цифровых карт исследуемых территорий. Обсуждаются вопросы обработки космических снимков и создания комплекса прикладных программ моделирования я в составе геоинформационного обеспечения комплексного мониторинга и использования результатов численного моделирования.

Рассматривается проблема моделирования турбулентных струйных и отрывных течений на основе метода дискретных вихрей. Описаны методы расчета статистических характеристик плоских, осесимметричных и пространственных турбулентных струй и следов. Исследован процесс формирования струй и определена скорость распространения её фронта; освещена роль крупномасштабных когерентных структур; рассмотрены диффузионные характеристики струи; изучено влияние периодического возбуждения струйных течений на их характеристики; анализируется процесс хаотизации течения. Описаны модификации метода дискретных вихрей, позволяющие учесть влияние мелкомасштабной турбулентности и вязкости среды. Результаты численного моделирования сопоставляются с многочисленными данными экспериментов. Для научных работников и инженеров, интересующихся аэродинамикой свободных турбулентных течений, а также преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих вузов.

Книга посвящена вопросам создания современного многоцелевого инструментария для исследования процессов проектирования, анализа функционирования и управления сложными системами на базе построения иерархических систем математического моделирования и определенных принципов их использования, позволяющего воспроизводить, анализировать и оптимизировать изучаемые процессы.Системное моделирование, представляющее собой достаточно универсальный подход, объединяющий множество решаемых проблем, является сегодня единственным претендентом на роль беспристрастного и адекватного помощника при создании и управлении сложными взаимосвязанными системами в социально-экономической, военной, экологической и других областях человеческой деятельности. В книге изложены основные принципы, а также схемы создания и применения систем моделирования в различных предметных областях. Для примера подробно разобран вариант разработки системы моделей для исследования вооруженной борьбы. С учетом сложности изучаемого процесса это позволяет показать наиболее полно преимущества системного моделирования. Книга адресована широкому кругу специалистов, от студентов до профессионалов.

В монографии изложены основы метода фиктивных областей при приближенном решении задач математической физики в сложных областях. Он основан на переходе к задаче в регулярной области, целиком содержащей исходную. Рассмотрены вопросы обоснования такого подхода на дифференциальном уровне при исследовании краевых задач для эллиптических и параболических уравнений, задач на собственные значения. Строятся модификации хорошо известных итерационных методов для решения сеточных задач, возникающих при использовании метода фиктивных областей. Возможности метода фиктивных областей иллюстрируются на примерах решения задач идеальной и вязкой несжимаемой жидкости, фильтрации под гидротехническим сооружением. Для специалистов по прикладному математическому моделированию, студентов старших курсов.

Книга написана на основе курса лекций, читавшихся автором на факультете вычислительной математики и кибернетики МГУ, и предназначается для ознакомления с началами численных методов. Теория численных методов излагается с использованием элементарных математических средств, а для иллюстрации качества методов используются простейшие математические модели.В книге рассматриваются разностные уравнения, численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений, линейных и нелинейных алгебраических уравнений, разностные методы для уравнений в частных производных.Для студентов факультетов и отделений прикладной математики вузов.

Научно-методическое пособие посвящено проблемам, связанным с изменчивостью уровня Каспийского моря (УКМ). Основное внимание уделено многолетним колебаниям УКМ и причинам. их вызывающих. Анализируется роль климатического, тектонического и антропогенного факторов. Описывается уравнение водного баланса Каспийского моря и вклад его компонент в изменения уровня. Излагаются методы долгосрочного и сверхдолгострочного прогноза УКМ. Описаны условия возникновения сгонно-нагонных явлений и методы их прогнозирования.Для специалистов в области океанологии, преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Книга посвящена яркой жизни всемирно известного ученого геофизика - специалиста в области теоретической сейсморазведки и сейсмологии - академика Сергея Васильевича Гольдина. В книгу вошли эссе "Эволюция личности в сфере науки через призму собственного опыта", "Перестройка науки и наука перестройки", "Читая Солженицына" и другие, полная библиография научных, литературных и общественно-публицистических работ ученого, а также стихи, которые С. В. Гольдин писал в течение почти всей своей жизни. Книга интересна тем, что показывает богатый внутренний мир удивительно разностороннего человека, для которого красота жила не только в изящных математических формулах и в строгих выводах ученого, но в живописи, в поэзии, в музыке. Тонкие и точные размышления Сергея Васильевича о проделанных им путешествиях, его восприятие новых мест и новых людей так же интересны, как и его размышления о пройденном жизненном пути. Воспоминания близких, друзей, коллег и учеников, редкие фотографии и репродукции живописных работ, написанных С. В. Гольдиным, художественные фотографии, выполненные им, делают книгу достоянием самого широкого круга читателей.

В работе изложена процедура численного описания поведения упруго-хрупкопластичных материалов. Отмечены основные трудности, возникающие при численном моделировании поведения таких материалов под действием нагрузок, и методы их решения. Кратко описаны некоторые алгоритмы, как известные в литературе, так и разработанные автором, с использованием которых был решен ряд задач. Представлены некоторые результаты расчетов локализации деформации и разрушения геоматериалов.

Монография посвящена методам решения осесимметричных статических смешанных задач теории упругости и термоупругости для функционально-градиентных сред. Излагаются аналитические методы решения новых неклассических задач механики контактных взаимодействий и концентраций напряжений для функционально-градиентных сред с учетом независимого изменения: как модуля сдвига, так и коэффициента Пуассона. Данные задачи являются ключевыми при использовании новых материалов с градиентными и уникальными физико-механическими свойствами в машиностроении, микроэлектронике, биомеханике, энергетике, в аэрокосмической и транспортной промышленности. Книга предназначена научным и инженерно-техническим работникам, а также преподавателям, аспирантам и студентам вузов, специализирующимся в области механики деформируемого твердого тела.

В монографии представлены результаты многолетних исследований автора. Во второй части анализ прочности и ресурса развит на область оценки характеристик техногенной безопасности. Рассмотрены методические особенности комплексных экспериментальных исследований напряженно-деформированных состояний в условиях различного сочетания механических, тепловых, электромагнитных, аэрогидродинамических нагрузок для штатных и аварийных режимов. Приведены исходные данные для расчетного определения показателей прочности, ресурса и безопасности для объектов тепловой, атомной и термоядерной энергетики, ускорителей, сосудов, трубопроводов и техники северного исполнения. Даны научно-методические рекомендации по оценке прочности, ресурса и безопасности технических систем. Книга предназначена для исследователей, конструкторов, технологов, преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области механики деформируемого твердого тела, динамики, прочности. надежности и безопасности машин и конструкций.

Автор публикуемой статьи формулирует принципы управления механическими свойствами материалов путем целенаправленного формирования многоуровневых (муультимодальных) структур. Возможности предложенного подхода иллюстрируются на примерах разработки материалов с высокими эксплуатационными свойствами, а также решения различных междисциплинарных проблем.

Представлены результаты многолетних исследований естественного импульсного электромагнитного поля Земли в диапазоне очень низких частот в различных регионах. В лабораторных и натурных экспериментах показано наличие существенной доли литосферной составляющей в структуре этого поля, позволяющей осуществлять надежный инструментальный мониторинг состояния пространственных литосферных структур, неоднородностей и параметров динамических процессов взаимодействия литосферы, криосферы и атмосферы. Дано краткое описание разработанной аппаратуры и методов обработки, позволяющих проводить широкий спектр геофизических исследований в условиях возмущенных электромагнитных полей.

Монография посвящена теории предельного состояния твердых деформируемых ел и горных пород. Исследованы соотношения теории предельного состояния, дано приложение теории к технологическим задачам процессов обработки материалов давлением, механики горных пород и др. Для научных работников, инженеров, аспирантов, студентов старших курсов, специализирующихся в области механики деформируемого твердого тела.

В работе исследуются механические свойства, конфигурация зон пластичности и их изменение во время растяжения образцов с надрезами конструкционной стали ВКС-12. Количественные исследования зон пластичности выполнены с использованием оптико-телевизионного измерительного комплекса TOMSC путем построения картин распределения интенсивности деформации. Сопоставляя фрактограммы и картины распределения характеристик деформации, в работе также анализировали процесс разрушения, взаимосвязанный с пластическим течением. Обнаружено, что разрушение начинается в области с максимальной величиной интенсивности деформации. Установлено, что закономерности пластического течения в образцах с П <1.58 и П > 4.65, где П - показатель исходной жесткости напряженного состояния, существенно различны. Показано, что в исследованных образцах стали ВКС-12 характер разрушения квазихрупкий, однако на всех стадиях разрушения сохраняется вязкий микромеханизм разрушении путем зарождения и роста пор.

В книге дан краткий обзор работ по исследованию строения твердых аморфных и жидких веществ методами дифракции рентгеновских лучей и электронов. Где было возможно, использованы данные нейтронографии. Приведены результаты фурье-анализа экспериментальной кривой интенсивности по элементам, соединениям и бинарным сплавам. Даны параметры ближнего порядка - межатомные расстояния и координационные числа - и сопоставлены с данными для этих же веществ в кристаллическом состоянии. Указано, что три метода дифракции, взаимно дополняя друг друга, дают также взаимную проверку надежности результатов исследования и возможность использования их для создания и развития теории аморфного и жидкого состояний, для связи структуры вещества с его физическими свойствам, для дальнейшего совершенствования методов исследования аморфного и жидкого состояний.

В монографии систематически изложены методы математического моделирования, применяемые при создании экспериментальных установок, методик и их математического обеспечения. Использование моделирования позволяет получить обоснованные требования к классу точности измерительной аппаратуры, выбрать оптимальную технологию проведения эксперимента, найти адекватное математическое описание изучаемого физического процесса и оптимальный алгоритм обработки и оценить степень точности получаемых результатов.Возможности математического моделирования демонстрируются на примерах реальных физических экспериментов из области ядерной физики.Для научных сотрудников, инженеров, математиков, занимающихся математическим обеспечением физических экспериментов, и студентов вузов соответствующих специальностей.

В книге рассмотрены математические модели макросистем в термодинамике и микроэкономике, выделены их общие свойства и различия. Изучены особенности моделей макросистем с сегрегацией. Введена характеристика необратимости процессов в микроэкономике. Сформулированы и решены задачи об эффективном извлечении целевого потока (энергии, капитала) в неравновесных системах, содержащих управляющую подсистему, а также задачи о минимизации затрат внешних ресурсов для поддержания в системе неравновесного состояния. Рассмотрены оптимальные процессы в замкнутых системах и выбор оптимальных параметров управляющей подсистемы в открытых системах. Приведены результаты приложения общей методологии исследования макросистем к процессам разделения, тепловым машинам и тепловым насосам, химическим реакторам, задачам термостатирования, задачам извлечения капитала и др. Для специалистов в области оптимального управления в макросистемах.

Рассмотрены вопросы анализа и прогнозирования показателей доменной плавки с помощью математической модели, основанной на использовании материальных и тепловых балансов, дополненных расчетами тепло- и массообмена, блоком учета неравномерности распределения газа по радиусу колошника и статистическими данными о влиянии некоторых факторов на показатели работы печи. Исследованы проблемы оптимизации числа и диаметра фурм, а также агломерации концентратов. Приведены примеры расчетов и программный продукт на CD-диске. Книга адресована научным сотрудникам и специалистам, работающим в области теории металлургических процессов и металлургии чугуна, а также студентам вузов соответствующих специальностей.

Автор настоящей книги, профессор Иллинойского университета г. Чикаго (США) Г. Али Мансури, известен как крупный специалист в областях химии нефтегазовых продуктов, термодинамики и статистической механики. Книга охватывает различные направления нанотехнологии: получение наноразмерных материалов с использованием специальных приборов, фундаментальные принципы самоорганизации, а также термодинамические аспекты, связанные с особенностями свойств и превращений, происходящих в материалах на наноуровне. Материал излагается довольно подробно и включает широкий круг проблем, предоставляя читателю необходимые знания основ науки о материалах. В приложении - исчерпывающем глоссарии, детально трактуются понятия, определения, уравнения и теории, химические формулы, аббревиатуры. Эту книгу можно использовать как учебное пособие для аспирантов и инициативных студентов, уже немного знакомых с квантовой и статистической механикой и специализирующихся в области технических, биологических и физических наук. Она также предназначена для ученых смежных областей, которые интересуются достижениями современных науки и технологиями наноразмерных материалов и хотят овладеть их методами. Монография издана в рамках инновационной образовательной программы МИЭТ "Современное профессиональное образование для российской инновационной системы в области электроники".

Обсуждается проблема учета вращения в рамках метода частиц. Показано, что учет поворота либо как самостоятельной степени свободы, либо через вращение окружения позволяет в рамках метода подвижных клеточных автоматов корректно описывать классическую сплошную среду. Для того чтобы описывать более сложные среды, например микрополярные, нужно реализовать оба способа учета поворота, при этом самостоятельную степень свободы рассматривать как независимый поворот. Ключевые слова: моделирование, метод частиц, механическое движение, вращение.

Предложена и исследована двумерная модель синтеза покрытия на подложке в условиях регулируемого нагрева, учитывающая кинетические и тепловые явления. В качестве модельной системы покрытия выбрана смесь порошков Ti и Ni, в качестве подложки - сталь. Система химических реакций записана в соответствии с диаграммой состояния Ti-Ni. В модели учитывается, что химические реакции тормозятся слоем продукта. Задача решена численно. Определены распределения температуры и концентраций элементов и соединений в различные моменты времени для различных условий синтеза. Показано, что при любой организации процесса синтезированный материал оказывается химически неоднородным.

Численно моделируется взаимодействие одно- и двухслойных пластин с компактным ударником пз изотропной стали. Материал пластин - ортотропный органопластик. Благодаря реализованному в программе пересчету тензоров упругих постоянных тензоров прочности моделируется поведение конструкций, содержащих несколько элементов, выполненных из анизотропных материалов с различной оринентацией осей симметрии относительно расчетной системы координат. Поведение ортотропного материала описывается упруго-хрупкой средой с использованием критерия прочности второго порядка, предложенного Ву, позволяющим учитывать различные прочностные характеристики органопластика на растяжение и сжатие. Для различных скоростей соударения исследовано влияние ориентации свойств материала на разрушение пластин и кинематические параметры ударника.

Предложена математическая модель для описания процессов в электролитической ванне при нанесении кальций-фосфатных покрытий микродуговым методом. Учитываются диффузия в жидкой и твердых (взвешенных частицах и титановом образце, на который наносится покрытие) фазах; основные химические превращения в частицах и в жидком растворе. Разработан алгоритм численного решения задачи, учитывающий различие характерных масштабов в различных фазах. Представлены отдельные расчеты, иллюстрирующие возможности модели.