Представлен алгоритм восстановления высоты нижней границы облаков ( ВНГО ) по данным пассивного спутникового зондирования с помощью методов искусственного интеллекта. Определение ВНГО рассмотрено как частный случай решения задачи классификации. Обучение алгоритма осуществлялось путем сопоставления результатов активных измерений ВНГО на сети наземных светолокационных и лазерных регистраторов ASOS ( Automated Surfase Observing System), лидаром CALIOP ( спутник CALIOP ) и радарам CPR ( спутник CloudSat ) с другими параметрами облачности, полученными по данным спектрорадиометра MODIS ( спутник Aqua ). Проанализированы возможности инструментов активного зондирования по определению ВНГО у облаков с различной оптической толщиной. Алгоритм восстановления ВНГО основан на использовании трех независимых самоорганизующихся нейронных сетей Кохонена. Определены значения ВНГО однослойной облачности над Западной Сибирью в летнее время по данным MODIS. Установлено, что разработанный алгоритм недооценивает ВНГО во всем диапазоне допустимых значений оптической толщины. Среднее смещение полученных оценок ВНГО относительно эталонных данных ASOS/CALIOP/CPR составляет - 0,2 км при среднеквадратичном отклонении 1,2 км.

Монография посвящена реконструкции условий седиментации юрско-неокомских отложений полуострова Ямал. Проводится анализ геолого-геофизических материалов, позволивших создать достоверную модель строения нижних горизонтов осадочного чехла. Дополнена литолого-стратиграфическая характеристика изученных отложений, уточнено районирование юрских и нижнемеловых образований по типам разрезов. Впервые представлена приразломная модель сочленения Щучинского выступа и осадочного чехла. Выделены резкие уступы в окраинных районах полуострова, где предполагается развитие нижних горизонтов юры и, возможно, пород триасового возраста. На основе созданной модели разработаны методические обоснования выделения зон развития ловушек барьерного типа. Для нижне-среднеюрских осадочных образований предложена единая индексация продуктивных пластов. Разработанный автором комплекс рекомендаций по поиску скоплений углеводородного сырья в ловушках барьерного типа позволит увеличить нефтегазовый потенциал северо-западных районов провинции и обеспечить стабильную добычу нефти и газа на длительный период. Монография предназначена для широкого круга исследователей геологических специальностей, а также студентов старших курсов специальности "геология нефти и газа".

Монография посвящена математическим моделям процессов тепло- и массопереноса в сплошных средах с памятью и в средах с фрактальной структурой, локальным и нелокальным дифференциальным уравнениям состояния и переноса. В ней исследованы видоизмененные начальные и смешанные краевые задачи для обобщенных дифференциальных уравнений переноса целого и дробного порядков, найдены различные и принципиально новые обобщения весьма важного в физике фракталов закона Кольрауша-Уильямса-Уоттса и установлена их связь с дифференциальными уравнениями дробного порядка. Монография будет полезна для научных работников, аспирантов, студентов и преподавателей вузов.

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.

Проведены электронно-микроскопические исследования структурно-фазового и напряженно-деформированного состояния материала из горячекованых заготовок. Обнаружено, что скалярная плотность дислокаций в ферритных зернах и в ферритных прослойках перлита стали из поковки, растрескавшейся после проведения технологических операций, в полтора раза больше, чем в кондиционном материале. Металл в этом состоянии имеет повышенное содержание сульфидов пластинчатой морфологии. В нем в 1,5 - 2 раза выше допустимого объемна доля перлита, превалирует пластинчатый перлит, а локальные дальнодействующие напряжения соизмеримы с пределом текучести. Установлено, что причиной формирования неблагоприятного структурно-фазового состояния является повышенное содержание углерода. что привело к перегреву метала, как при обработке давлением, так и при финишной термической обработке.

В монографии рассматриваются вопросы конкретизации и численной реализации математических моделей дисперсных потоков в скважинах, оборудованных погружными установками электроцентробежных насосов. Исследуется влияние различных термогидродинамических факторов на характеристики работы скважины и электроцентробежного насоса в эксплуатационных и пусковом режимах. Предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся теорией и практикой эксплуатации скважин, для студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Исследовано влияние облучения пучком ионов Al++B+ на структурно-фазовое состояние, химический состав, нанотвердость и износостойкость TiN покрытий. Установлено, что ионное облучение повышает износостойкость покрытий в 4 раза, а нанотвердость - в 1,6 раза. Изменение свойств связывается с радиационно-стимулированным выделением высокодисперсных боридных и нитридных фаз. изменением среднего размера и преимущественной ориентации зерен основной фазы.

Предложена методика многоуровневого моделирования процессов трения и износа, объединяющая в рамках единой концепции численные расчеты методом подвижных клеточных автоматов на масштабах локальных контактов и макроскопическую феноменологическую теорию трения. При этом для моделирования на мезоскопическом уровне использована методика совмещения метода подвижных клеточных автоматов с численными методами механики сплошных сред. Приведены результаты моделирования локальных контактов в парах сопряжения гетерогенных фрикционных материалов. Проанализировано влияние исходной микрошероховатости на поведение квазижидкого слоя трения в пластичных материалах. В рамках макроскопической феноменологической модели трения процессы выкрашивания, повторного приваривания частиц износа, а также процессы массопереноса от одного из контактирующих тел к другому описываются в форме стохастических дифференциальных уравнений. Параметры феноменологических уравнений могут быть найдены только в рамках микроскопических моделей процессов, происходящих в трибологическом контакте. В данной работе для этого предлагается использовать результаты моделирования методом подвижных клеточных автоматов. Согласно разработанной методике было найдено значение коэффициента диффузии слоя трения. Результаты проведенного исследования позволяют идентифицировать параметры макроскопической модели на основе моделирования процессов на наноуровне и тем самым «перебросить мост» между нано- и макроуровнями. Ключевые слова: трение и износ, моделирование, методы частиц, дискретно-континуальное описание, феноменология.

Публикуются избранные доклады и сообщения участников IV Сибирской междисциплинарной конференции по математическим проблемам физики пространства-времени сложных систем (ФПВ-2002). Тематика докладов охватывает широкий круг вопросов, касающихся фундаментальных закономерностей существования сложных систем микро-, макро- и мега-мира. В докладах представлены работы, развивающие идеи физических концепций, теорий и подходов, находящихся в центре внимания конференций ФПВ: необратимой электродинамики И. А. Шелаева - рассмотрено три вида механического движения точечного электрона, а также получено новое точное решение уравнения Кеплера; детерминистской атомной физики М. Грызинского - проанализирована конфигурация магнитного поля движущегося электрона с учетом его магнитного момента; физики взаимосвязей мира событий - метод математической обработки временных рядов суточных значений суммарной площади пятен на видимом диске Солнца, использованный Г. Я. Васильевой для исследования вопроса о взаимосвязи "Солнце-планеты земной группы", рассмотрен как использование адекватного мира событий, связанного с Солнечной системой; для долговременного мониторинга микровариаций массы физических или химических объектов в астрофизических и геофизических исследованиях взаимосвязей мира событий предлагается специальная измерительная установка, разработанная на основе лабораторных весов ВЛР-200 г и вихретокового датчика; анализируется проблема сущности пространственно-временного аспекта реальности и предлагается соответствующая концепция для геологических исследований, в которых делаются попытки воссоздать исторический путь развития Земли на основе научных методов; динамика глобальных циклов, зафиксированных в геологической летописи фанерозоя, рассмотрена как история взаимодействия геосфер в виде вещественного-энергетического обмена между атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, ее временные характеристики соотнесены с особенностями движения Солнечной системы вокруг ядра Галактики; подвергнута критике формальная утилизация оригинального подхода Р. О. ди Бартини - П. Г. Кузнецова (использование в физике LТ-таблицы научно-технических величин) в учебном пособии О. Л. Кузнецова и Б. Е. Большакова вследствие игнорирования и непонимания сущности мира событий; теории релятивистски-инвариантных уравнений, рассматривающей все физические поля с единой позиции и на равных основаниях - уравнения Дирака определены в касательном расслоении группового многообразия группы Лоренца и найдены их решения в виде разложения по присоединенным гиперсферическим функциям. В этом томе продолжается обсуждение известного открытого вопроса об увлечении магнитного поля при вращении постоянного магнита на основе новых экспериментальных исследований. Методологические работы посвящены 1) вопросу о корректных и некорректных системах единиц измерения и 2) вопросу о стратегии естественнонаучных исследований - для дискуссии предлагается концепция систем с изменяющимися соотношениями, которая фокусирует внимание исследователя на связи существенных свойств систем с конкретным видом математических соотношений, описывающих пространственные, временные и пространственно-временные зависимости их характеристик. Сборник предназначен для специалистов — физиков, астрономов, геологов, математиков, интересующихся междисциплинарными проблемами в естествознании и поиском адекватных математических моделей.

В учебнике рассмотрены вопросы физико-химического строения металлических и неметаллических материалов, термической обработки и поверхностного упрочнения, понятия о механических свойствах и методах их определения, основы теории и технологии получения заготовок литьем, давлением, сваркой и пайкой, механической обработкой и рекомендации по их применению. Включен раздел по производству металлов, порошковой металлургии. Для студентов вузов, обучающихся машиностроительным специальностям. Может быть использован студентами соответствующих техникумов и колледжей.

Проведено микролегирование приповерхностных слоев n-кремния ионами водорода в плазме пучкового типа. Изучены зависимости удельного сопротивления и тока проводимости от времени легирования водородом. Обнаружено наличие фотоэдс у модифицированного кремния. Дан качественный анализ полученных результатов.

предложена и исследована модель насыщения поверхностного слоя металлической тонкой пластины примесью из окружающей среды в условиях одноосного механического нагружения. Проанализировано влияние напряжений и деформаций на процесс диффузии. Показано, что, во-первых, вследствие деформации кристаллической решетки основы работа напряжений, возникающих в локальных объемах, приводит к изменению энергии активации дифффузии; во-вторых, напряжения влияют на перенос примеси (этот эффект аналогичен массопереносу посредством бародиффузии в жидкостях). Численно исследовано совместное влияние двух видов воздействия напряжений и деформаций на поведение системы при различных геометрических и физических параметрах модели.

Предложена микроплазменная очистка поверхности стальных деталей от механических и биологических загрязнений в растворах электролитов. Установлено, что многократная обработка стали в микродуговом режиме при напряжениях до 600 В, частоте следования импульсов 50-300 Гц и длительности импульсов 50-400 мкс не приводит к изменению ее структуры, физико-механических характеристик и питтинговому разрушению поверхности.

В работе дается обоснование предлагаемых изменений в конструкции аварийного клапана химического реактора высокого давления. Численными методами теории упругости проведен анализ напряженно-деформированного состояния сопрягаемых деталей клапана.????.

Методами оптической металлографии, РЭМ с микрорентгеноспектральным анализом исследована микроструктура интерметаллического соединения Ni3Al, полученного методом высокотемпературного синтеза под давлением в условиях пластической деформации продукта синтеза. Показано, что высокотемпературный отжиг приводит к формированию равновесной микроструктуры интерметаллического соединения.

Приведены исследования процессов тепломассопереноса в дисперсных системах во взаимосвязи с физико-механическими явлениями. Предложены новые физико-математические и численные модели рассмотренных процессов. Разработаны оригинальные численные методики их решения. Представлены результаты расчетов и выявлены закономерности поведения изучаемых систем. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников деревообрабатывающей, мебельной, строительной, текстильной, сельскохозяйственной и пищевой промышленности. Будет полезна студентам и аспирантам, специализирующимся в области тепло- и массопереноса.

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.

Предложена и численно проанализирована нестационарная модель сжигания газа в цилиндрическом пористом теплогенераторе с учетом потерь тепла как внутри тела, так и с внешней поверхности. Показано, что режим течения зависит от соотношения внутреннего и внешнего радиусов рабочей области. Найдены критические условия, разделяющие стационарный режим работы и тепловой взрыв.

В монографии кратко рассмотрены основные положения электромагнетизма. При подаче известного материала внимание акцентировалось на формулировке условий на границах раздела смежных сред. Особое внимание уделялось условиям на границах раздела с учетом влияния тепловых и диффузионных процессов. Впервые построена согласованная физико-математическая модель взаимодействия нестационарных электрических и тепловых полей в слоистой среде с учетом массопереноса. Модель основана на метода термодинамики. уравнениях электромагнитного поля и сформулирована без явного выделения носителей заряда (модель Ландау). Приводятся примеры решения ряда задач: импульсного электролиза в электрохимической ячейке; распространения волны в слоистой среде с магнитными свойствами. Монография может быть использована для спецкурсов и как дополнение к обычным курсам для всех интересующихся прикладными аспектами теории электричества и электродинамики.

В монографии представлены результаты анализа научных информационных источников для систематизации последних достижений в области наноматериалов и нанотехнологий. Основной акцент сделан на возможности использования наноматериалов в металлургии. Рассмотрены современные методы создания наноструктур, нанокомпозитных покрытий, модифицирования и легирования металлов и сплавов для формирования нанокристаллического состояния. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий, специализирующихся в области физики конденсированного состояния, металловедения и термической обработки металлов и сплавов, обработки металлов давлением. металлургии черных и цветных металлов и может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.

В работе с помощью современных методов профилометрического анализа, оптической металлографии и просвечивающей электронной микроскопии показаны морфологические и структурные превращения, происходящие в поверхностном слое малоуглеродистой стали при точении и последующих операциях шлифования и ультразвуковой финишной обработки (УФО). Показано. что при соблюдении оптимальных режимов УФО технологическая наследственность, создаваемая точением, устраняется. Поверхностный слой стали имеет однородную модифицированную структуру.

В монографии изложены результаты, полученные авторами при теоретическом и экспериментальном исследованиях процесса формирования и изменения структурно=фазовых состояний и свойств малоуглеродистых сталей при волочении проволоки с различными способами подготовки поверхности и крепежных изделий из нее. Методами современного физического материаловедения выполнен анализ тонкой дефектной структуры проволоки и крепежных изделий и проведено сопоставление с результатами расчета полей тензора конечных деформаций. рассмотрены технологические особенности изготовления проволоки и крепежных изделий на современном металлургическом предприятии.

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.

Третье издание (второе - в 1962 г.) переработано и дополнено материалами, отражающими современные достижения науки. В первом томе изложены методики современного металловедческого анализа: микроскопического, электронно-микроскопического, рентгеноструктурного, микрорентгеноспектрального. Оже-спектрографии, мессбауэровского и других способов исследования строения металлов и сплавов. Приведены основные положения статистической обработки экспериментальных результатов. Для инженерно-технических и научных работников предприятий, лабораторий и научно-исследовательских организаций различных отраслей промышленности.

С использованием макроскопической модели автоколебаний исследован температурный режим в пятне контакта при трении в условиях схватывания. Получены оценки температуры "вспышки" на поверхности трения и толщины слоя материала вблизи поверхности, в котором имеют место колебания температуры для различных нагрузок, скоростей скольжения и коэффициентов трения. Изучено влияние размера пятна контакта на величину температуры "вспышки". Проведено сравнение результатов моделирования для образцов из стали и меди.

На основе численных расчетов анализируются особенности поля напряжений, создаваемых краем полосы пластического сдвига вблизи поверхности. В качестве модели полосы сдвига выбиралось плоское дислокационное скопление конечной длины. Показано, что при подходе края полосы к поверхности интенсивность напряжений в его окрестности заметно возрастает за счет эффектов сил "изображения". Обсуждена специфика распространения полос локализованного сдвига в материалах с покрытием.

Четвертое издание, как и третье (1983 г.), состоит из трех томов (каждый из которых - в двух книгах). В книге первой первого тома изложены методики современного металлографического анализа: микроскопического, электронно-микроскопического, рентгеноструктурного, рентгеноспектроскопического, микрорентгеноспектрального, нейтроноструктурного. Даны конкретные рекомендации осуществления этих методик, оценена эффективность их применения. Приведены методы математического планирования, обработки данных и оценки точности результатов. Сообщаются сведения о строении и свойствах элементов. Для инженерно-технических работников и специалистов предприятий и научно-исследовательских организаций металлургической и машиностроительной промышленности.

В рамках концепции физической мезомеханики материалов и механики разрушения рассмотрены закономерности деформирования и разрушения теплостойкой стали 25Х1М1Ф, содержащей сетку трещин термической усталости. Использование оптико-телевизионного способа измерения деформаций позволило охарактеризовать деформационные характеристики стали 25Х1М1Ф на мезомасштабном уровне, для чего использовали параметр-интенсивность деформации сдвига. Выявлены и количественно описаны основные закономерности и характерные стадии процесса деформирования в образцах стали 25Х1М1Ф, объемно поврежденных сеткой трещин в условиях локализации пластической деформации. С применением деформационного и энергетического критериев нелинейной механики разрушения проведена оценка трещиностойкости образцов исследуемой стали с множественными дефектами.

Приведены новые прогрессивные и перспективные конструкции режущих инструментов различных типов и технологические процессы их изготовления. Даны рекомендации по дроблению стружки при работе на токарных станках и области применения инструментальных материалов. Режимы резания по каждому виду обработки изложены в виде матричных таблиц для каждой группы обрабатываемых материалов и поправочных коэффициентов на скорость резания и подачу для различных условий обработки. Такое изложение режимов резания позволяет выполнять их расчет на ЭВМ при разработке технологических процессов с использованием САПР. Для инженерно-технических работников машиностроительных предприятий, научно-исследовательских институтов, отраслевых лабораторий: может быть полезен для студентов втузов.

С помощью оптической и электронной микроскопии, рентгеноструктурного фазового анализа исследована структура и фазовый состав плазменно-напыленного покрытия на основе железа. Обнаружено изменение структуры и фазового состава при обработке покрытия высокоэнергетическими методами: ультразвуком, электронным лучом.

Изучено изменение состава органической части бурого угля при механической обработке в условиях повышенных температур (80-200°С). Механообработка (МО) угля проведена на установке АГО-2 в среде аргона. Для поддержания заданной температуры в ходе проведения эксперимента использован термостат ВТ8-2. На основании анализа ИК-спектров показано, что в процессе механообработки (вне зависимости от температуры) происходят превращения в составе алифатических углеводородов. Механообработка угля при 80-200 оС сопровождается выделением метана и этана при 200°С. С ростом температуры механообработки до 160 оС увеличивается выход хлороформенного битумоида из угля. Заметная деструкция углеводородов начинается с температуры механообработки 200°С.

Исследованы продукты термического растворения керогенов I и II ионов Куонамских горючих сланцев (Восточная Сибирь) в среде надкритического бензола. Применены два метода термической экстракции: в автоклаве при 275 оС (4ч) и 370 оС (2 ч) и в реакторе с проточным движением растворителя при 275, 370 и 420 оС. Установлено, что проточный режим термолиза максимально уменьшает вторичный крекинг пиролизата. Образующиеся при этом продукты слабо термически преобразованы, обогащены смолистыми компонентами (САВ). Количество генерируемых керогеном насыщенных углеводородов определяется в основном типом исходного органического вещества, а концентрация ароматических связана со вторичными реакциями преобразования пиролизата и увеличивается с ростом температуры и продолжительности пребывания продуктов в высокотемпературной зоне.В потоке растворителя кероген I типа генерирует н-алкан состава С11-С35, а в кероген II типа более прочно связаны с молекулами САВ и начинают элиминироваться только при продолжительном нагреве в автолклаве как результат вторичного разрушения пиролизата.

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.