В монографии рассмотрены особенности ударных процессов в машинах ударного действия. Обсуждены модели продольного удара и методы их исследования. Изложены результаты исследований процессов формирования волн деформаций в ударных системах с элементами из различных материалов и различной конфигурации, воздействия этих волн на обрабатываемую среду, отражения от нее и последующего распространения по ударным системам. Предложены алгоритмы расчета на ЭВМ параметров ударных процессов. Показаны диапазоны изменения параметров ударных систем, в которых обеспечивается наилучшая передача энергии удара. Для научных работников и специалистов, занимающихся исследованием и созданием машин ударного действия.

Рассматриваются различные аспекты проблемы динамического деформирования и разрушения твердых тел. Излагаются основы динамического нагружения и прочности, закономерности распространения волн в средах с различной реологией, некоторые задачи динамики трещин, модели повреждаемых сред. Приведены необходимые экспериментальные результаты, являющиеся физической основой математических моделей сред и используемых на практике критериев динамического разрушения материалов. Особое внимание уделяется математической постановке задач, строгому изложению их решения, физической интерпретации результатов и их применению к практическим проблемам. Основное содержание излагается с учетом опыта чтения специальных курсов в МГУ им. М. В. Ломоносова и других вузах СССО и России. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям (специальностям) "Механика", "Механика. Прикладная математика".

В монографии излагаются аналитические вопросы деформирования боков пород с трещинам и массивов горных пород около ослаблений, вызванных добычей полезных ископаемых. Предлагаются методы расчета напряженно-деформированного состояния около выработок полигонального поперечного сечения, взаимовлияющих выработок, контуры которых ограничены отрезками прямых и дугами окружностей. Приводится вывод систем сингулярных интегральных уравнений, связывающих компоненты напряжений и смещений на границе односвязной и многосвязной области. Получены решения в квадратурах для боков пород при сложном нагружении как содержащих трещины, так и без них. Рассмотрены случаи кусочно-однородных блоков и горных массивов с ослаблениями. Даны уравнения для определения напряжений на продолжении разреза. Новизна исследований позволяет читателям конструировать собственных версии по проблемам механики сплошных сред. Книга рассчитана на научных работников, инженеров, аспирантов, специализирующихся в области геомеханики и механики сплошных сред и многочисленных их приложениях, а также студентов технических вузов.

Монография посвящена вычислительным технологиями решения задач оптимизации динамических систем. Предложен единый подход к решению различных типов задач, рассмотрены мультиметодные технологии и дан набор оригинальных алгоритмов оптимизации. описаны различные методики оценки качества алгоритмов и программных средств, методики верификации всех этапов решения. Приведены алгоритмы исследования нелокальных свойств задач оптимального управления - аппроксимации множества достижимости и поиска глобального экстремума функционала. Представлен ряд разработанных автором программных комплексов, реализованных для различных вычислительных платформ. Книга предназначена для специалистов по математическому моделированию и оптимизации управляемых систем.

Сборник содержит оригинальные статьи по математическим моделям и численному анализу алгоритмов, решение конкретных задач теории упругости и пластичности. работ были доложены на VII Всесоюзной конференции по численным методам решения задач теории упругости и пластичности, которая состоялась в г. Миассе, 1-3 июля 1981 г.

Монография посвящена разработке основ теории и методологии идентификации математических моделей процессов теплообмена на поверхности тел при наличии, в общем случае, кондуктивного, конвективного и радиационного переноса теплоты, физико-химических превращений и вдува газообразных продуктов разложения материалов в пограничный слой. Подробно описаны соответствующие вычислительные процедуры и комплекс программ, созданный для индентификации математических моделей. Даются рекомендации по использованию программного комплекса и многочисленные примеры решения методических задач. С помощью данного комплекса проведены исследования ряда проблем, описание которых и полученные результаты также приведены в монографии. Для научных работников и инженеров, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся теплофизическими и теплотехническими исследованиями.

Рассмотрены теоретические и практические методы обеспечения надежности сложных технических систем типа подвижных установок на всех этапах их жизненного цикла. Приведены новые подходы к обеспечению надежности сложных систем с учетом управляющих воздействий. выраженных в явном виде. Разработаны математические модели расчета функции надежности на всех этапах жизни системы, а также новые методы планирования испытаний, основанные на небракуемости дорогостоящих систем. Представлены модели и методы продления сроков эксплуатации сложных систем. Для специалистов, работающих в области исследования. создания и эксплуатации изделий машиностроения. преподавателей и студентов вузов.

Монография посвящена разработке нового общего научно-методологического подхода к исследованию динамического деформирования плоских преград в виде пластин различных геометрических форм при воздействии кратковременных интенсивных нагрузок взрывного и ударного типа. В рамках модели идеального жесткопластического тела авторы разработали уникальную методику, которая позволяет с единых позиций проанализировать пластины с произвольной формой контура при различных способах его закрепления. Анализ включает возможность учета влияния вязкоупругого сопротивления основания, а также переменно толщины пластины. Все представленные решения задач получены впервые. найдены решения многих важных прикладных задач. Результаты проведенного динамического анализа приведены в простом аналитическом виде, удобном для дальнейшего использования. Работа содержит большое количество иллюстраций, которые демонстрируют широкие возможности рассматриваемой методики расчета пластин. Материл монографии предназначен для исследователей академических и отраслевых институтов, слушателей военных академий и училищ, аспирантов. магистрантов и студентов классических и технических университетов.

В монографии изложены достижения в области математического и численного моделирования нестационарного переноса загрязняющих примесей в пограничном слое атмосферы. Выполняется разработка вычислительных моделий и соответствующих эффективных алгоритмов для задач прогноза переноса и рассеяния аэрозолей, использующих оперативную информацию метеорологического характера.

В монографии обобщается многолетний опыт практических исследований в области экологического моделирования водных систем. Имитационные экологические модели, многомерный статистический анализ и методы визуальной интерпретации многомерных данных здесь используются как аппарат исследования и прогнозирования сложных экологических ситуаций, связанных с антропогенным загрязнением. В работе излагается методология моделирования и классификация экологических моделей водных объектов. Рассматривается ряд компьютерных экспериментов, иллюстрирующих возможности структурного подхода для эвристического обобщения традиционного качественного анализа на случай многомерных моделей. На конкретных математических моделях демонстрируется практическое применение разработанного аппарата качественного исследования сложных экологических ситуаций и интерпретация результатов моделирования. Рассматриваются возможности синтеза разных методов для изучения структуры модельных данных, интегральной оценки состояния водных экосистем. Решаются практические задачи организации многоуровневой статистической обработки модельных экологических данных с целью анализа и оценки степени загрязнения водной среды. Ранее часть разработанной методики прошла международную и отечественную апробацию и была внедрена в сети ОГСНК (Объединенная Государственная сеть наблюдений и контроля) по ряду крупных водных объектов Украины, России, Литвы и др. Для специалистов в области экологии и охраны окружающей среды, представителей органов власти и государственного управления.

Описаны аналитические и численные методы исследования уравнений и систем в частных производных: гиперболических, параболических, эллиптических и смешанного типа, линейных и нелинейных. Список этих методов и приемов велик, и они должны дополнять друг друга: интегральные преобразования, вариационное исчисление, специальные функции, асимптотические методы, сплайны, рациональные аппроксимации. Книга адресована читателю, который использует и аналитические, и численные, компьютерные методы в своих исследованиях.

В книге рассматриваются наномасштабные материалы и устройства, применяемые как в электронных, так и оптических технологиях. Основной акцент делается на экспериментальные методы, а не на теоретическое моделирование. Представленные материалы являются хорошей "пищей для ума " для учёных, работающих над технологиями производства ультрамалых устройств устройств и открывать новые сферы исследований.

Изложены основные принципы расчета микрополосковых излучателей, микрополосковых антенн и антенных решеток в многослойных средах. За основу расчета принято обоснованное построение математических моделей микрополосковых антенн, использующих интегральные и интегродифференциальные уравнения I-го рода с указанием особенностей их численного решения. Даны примеры построения математических моделей и вычислительных алгоритмов анализа различных микрополосковых антенн и фазированных антенных решеток. Может быть полезна специалистам в области микрополосковой антенной техники, а также рекомендуется студентам специальности «200700 -радиотехника» и «071500 — Радиофизика и электроника» как дополнение при изучении курса «Устройства СВЧ и антенны», при выполнении индивидуальных заданий, прохождения лабораторного практикума, курсового и дипломного проектирования.

Приведено теоретическое обоснование и построение единого комплекса математических моделей и алгоритмов управления биологической рекультивацией антропогенно нарушенных экосистем почвы. Для научных работников и студентов математических специальностей.

В настоящей книге моделирование и классификация наноструктур рассматриваются на основе построения динамической вероятностной модели взаимодействия измерительного прибора и измеряемого объекта. Показано, что характер этого взаимодействия определяется четырехзначной логикой, приводящей к бесконечномерной стохастической матрице — хранилищу информации о результатах квантовых измерений. Исследуется возможность квантового анализа структуры атомов и размеров нанообъектов, а также дедуктивного построения Периодической системы элементов с учетом принципов гармоничной самоорганизации на основе матриц квантовых измерений. Приведены примеры применения мультимедийного комплекса «Квартика», предназначенного для анализа атомных и наноструктур на основе четырехзначной логики измерений. Книга рассчитана на инженеров-исследователей, специализирующихся в области наноматериаловедения ; может быть интересна студентам и аспирантам.

Начально-краевые задачи, рассмотренные в книге, описывают неустановившиеся электромагнитные поля, формируемые компактными, волноводными и периодическими открытыми резонаторами. Набор объектов анализа (неоднородности регулярных волноводов, решетки, диэлектрические и металлические рассеиватели в свободном пространстве, излучатели импульсных волн), разработанные методы и вычислительные схемы, полученные математические и физические результаты представляют, по мнению авторов, ту основу, на которой возможно построение современной теории резонансного рассеяния несинусоидальных волн. Актуальность создания такой теории предопределяют перспективы практического использования сигналов различной длительности, потребность в надежной модельной проработке проектируемых узлов и устройств импульсной радиотехники, постоянно ощущающийся недостаток в достоверных качественных и количественных характеристиках процессов формирования, излучения, распространения и рассеяния импульсных и монохроматических электромагнитных волн. Для аспирантов и исследователей, работающих в области теоретической и прикладной радиофизики, антенной и волноводной техники. Для студентов, специализирующихся в области прикладной математики и вычислительной физики.

В книге излагаются принципы действия и современные достижения в разработке газодинамических лазеров - мощных источников излучения, получаемого при быстром охлаждении газа. Книга включает изложение основ квантовой электроники и кинетики колебательного энергообмена и других физико-химических процессов в газах, а также газодинамики релаксирующих сред применительно к описанию течения в соплах газодинамических лазеров. описаны математические модели процессов в инфракрасных газодинамических лазерах (на молекулах углекислого газа, окиси углерода и др.) и эксперименты с этими лазерами. Рассмотрены проблемы создания фоторекомбинационных и плазмодинамических лазеров. Изложение рассчитано на читателей, интересующихся новыми разработками и впервые изучающих эти вопросы, - студентов, аспирантов, инженеров, а также на специалистов в области физико-химической кинетики, газодинамики и новой техники.

Монография посвящена современным методам применения нейронных сетей к различным задачам математического моделирования, включая стандартные и нестандартные задачи математической физики. Большинство методов и алгоритмов разработано авторами и обладает приоритетной новизной. Данная методология существенно сокращает трудоемкость моделирования процессов и явлений в технических системах и позволяет инженеру-исследователю самостоятельно решать задачи, ранее доступные только научным коллективам, включающим квалифицированных специалистов по вычислительной математике.

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.

Книга посвящена проблемам использования адаптивной оптики для астрономических приложений. В основе лежат оригинальные работы авторов по исследованию адаптивной фазовой коррекции турбулентных искажений оптических изображений, формируемых астрономическими телескопами при использовании искусственного опорного источника - лазерной опорной звезды. Для научных сотрудников, специализирующихся в области атмосферной адаптивной оптики, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Целью книги является построение модели геострофических вихревых движений в слоистой жидкости. Модель позволяет в общих чертах исследовать роль стратификации в задачах о динамике вихрей синоптического масштаба в атмосфере и океане, о хаотической адвекции, о влиянии рельефа дна на крупномасштабное течение и вихри. Данная книга представляет собой итог совместной работы авторов в области исследования вихревой динамики в стратифицированной вращающейся жидкости за 15-летний период. Книга адресована специалистам по физической океанографии и метеорологии, гидродинамике, динамическим системам, а также преподавателям, аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

Книга избранных трудов А. А. Иванова составлена из его оригинальных работ. Основную ее часть составляют статьи по физике плазмы, различным неустойчивостям в плазме, пучкам электронов в плазме, а также по квазилинейной релаксации и высокочастотным электромагнитным полям. Часть работ посвящена неравновесной плазме, плазменно-пучковому разряду (ППР) в химически активной плазме, плазме в скрещенных электрических и магнитных полях, плазменной центрифуге и разделению изотопов. В сборник включены исследования по электронно-циклотронному разряду, ионным источникам, плазменным двигателям, а также по неустойчивости течений в магнитной гидродинамике. Эти труды во многом определили развитие нескольких направлений физики и технологии. Работы А. А. Иванова отличаются ясностью изложения и могут составить фундаментальную базу для современных исследований и технологических разработок. Для специалистов в области физики плазмы.

В книге известного российского учёного изложены новые теоретические подходы к изучению эволюционных процессов в тороидальной плазме. Последовательно представлены математические модели - от общих к более простым. Построены модели для комплексного изучения эволюции плазмы. Рассмотрены некоторые задачи управления и оптимизации, обратные задачи. Описаны и исследованы численные методы. Обсуждено программное обеспечение, реализующее модели. Уделено внимание средствам автоматизации вычислительного эксперимента и информационным технологиям. Приведены и проанализированы физические результаты. Содержание книги основано на работах автора, выполненных в течение последних двадцати пяти лет. Некоторые результаты публикуются впервые. Книга предназначена для специалистов в области управляемого термоядерного синтеза, математического моделирования, вычислительной математики, программирования наукоёмких задач, а также аспирантов и студентов, осваивающих указанные научные направления. Данная работа уникальна с точки зрения комплексности рассмотрения проблемы и глубины её анализа.

В книге излагается общий подход к описанию распространения плазмы электрического пробоя газов на всех его стадиях, основанный на аналогии с процессами распространения фронтов горения и детонации. Дан анализ экспериментальных и теоретических исследований электрического пробоя, предложены физико-математические модели и исследованы основные механизмы пробоя. Для научных работников в области физики электрического разряда, электрофизики и техники высоких напряжений, аспирантов и студентов старших курсов. Ключевые слова: электрический пробой газа, электронная лавина, стример, лидер, обратный разряд, импульсная дуга, лавинно-стримерный переход, стримерно-лидерный переход, волна ионизации, детонация, дефлаграция.

В настоящей книге рассматриваются модели лазеров с нелинейными элементами, управляющими динамикой излучения. Модели базируются на балансных (скоростных) уравнениях и учитывают периодическую модуляцию параметров, оптоэлектронную запаздывающую обратную связь, взаимную связь между лазерами, межмодовые взаимодействия и другие факторы. Для описания релаксационных колебаний в системах такого класса разработаны специальные методы асимптотического интегрирования. В результате произведена редукция исходных обыкновенных дифференциальных и дифференциально-разностных уравнений к дискретным отображениям. Анализ динамики отображений позволяет выявить и аналитически описать существенно нелинейные явления в динамике лазеров: мультистабильность релаксационных циклов большой амплитуды, бифуркации циклов, целенаправленные переключения режимов, фазовую синхронизацию в ансамбле связанных систем. Книга может быть полезна как специалистам по нелинейной динамике лазеров, так и специалистам по дифференциальным уравнениям. Она рассчитана на студентов старших курсов, аспирантов и научных работников, занимающихся теорией колебаний.

В книге излагаются базовые основы построения математических моделей при решении задач физики климатической системы, приводятся методы их конечномерной аппроксимации и возникающие при этом основные численные алгоритмы, обсуждаются суперкомпьютерные технологии численной реализации моделей. В качестве иллюстрации изложенных подходов рассматриваются: задача моделирования течения вязкой несжимаемой жидкости в областях сложной конфигурации, проблема вихреразрешающего воспроизведения динамики геофизических пограничных слоев, задача моделирования региональных особенностей атмосферной циркуляции, проблема воспроизведения современного климата и оценки его возможных в будущем изменений. Книга рассчитана на специалистов в области наук о климатической системе Земли.

Систематизируются и обобщаются итоги оригинальных исследований в области математического моделирования оптических характеристик, оптической спектрометрии атмосферного аэрозоля с целью повышения достоверности аэрозольной информации. Исследование направлено на совершенствование оптических технических средств, предназначенных для оптического мониторинга загрязнения атмосферы.

В книге изложен новый подход к созданию единой концепции построения математических моделей и интеллектуальных программных комплексов для объектов нефтегазопереработки, обеспечивающей их мониторинг, оптимизацию и прогнозирование. Разработан подход к описанию кинетики многокомпонентных каталитических процессов, вовлеченных в производство полуфабрикатов синтетических моющих средств - линейных алкилбензолов. Предназначена для преподавателей, студентов и аспирантов технических вузов, а также широкого круга читателей, интересующихся проблемами моделирования и оптимизацией процессов химической технологии.

Приведены основные математические методы, применяемые при описании реакций в нефтегазохимии, а также расчеты параметров реакции методами квантовой химии. Представлены методы математического моделирования. Предложены методы использования статистического планирования для определения оптимальных параметров реакций. Показаны расчеты параметров рециркуляциию Определены термодинамические параметры реакций методом квантовой химии. Для студентов, аспирантов и научных работников, химиков-органиков и нефтехимиков.

В монографии проанализированы кинетика и динамика нефтехимических процессов превращения углеводородов, на основе которых представлены пути математического моделирования, оптимизации процессов и конструирования реакторов. Представлены научные взгляды на катализ с точки зрения общей эволюции и самоорганизации системы. С позиции глобальных проблем энергетики и экологии авторами детально рассмотрены процессы каталитического превращения низших спиртов - альтернативного источника биотоплива и мономеров синтетического каучука. Все формулировки и выводы основаны на длительном опыте работы в указанной области обоих авторов и являются теоретическим и практическим обобщением. Работа вносит вклад в фундаментальное развитие науки о катализе, содержит важные полезные сведения о научных основах и проектировании гетерогенных каталитических процессов и реакторов. Книга предназначена для студентов химических высших учебных заведений, для аспирантов, инженеров производства.

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.

В книге представлены полученные на основе термомеханического подхода соотношения, определяющие поведение изотропных и анизотропных материалов при конечном деформировании. Предложены конткретные формы связей между процессами нагружения, деформирования и изменением температуры как в рамках частного постулата изотропии А.А.Ильюшина, так и су четом возможных отклонений от него. Даны вариационные постановки связанных краевых задач при внешних механических и тепловых воздействиях. Получены общие вариационные условия устойчивости и единственности процессов конечного равновесного деформирования. Для научных работников в области механики, студентов и аспирантов механико-тематических направлений подготовки.

Курс лекций по механике сплошных сред, прочитанный авторами для математиков-аспирантов первого года обучения. Помимо подробного описания фундаментальных разделов механики сплошных сред, книга содержит результаты, полученные в некоторых смежных дисциплинах, таких как магнитная гидродинамика, горение, геофизическая динамика жидкостей и газов, а также теория линейных и нелинейных волн. Для инженеров, ученых и студентов, специализирующихся в указанных предметных областях.

Книга представляет собой введение в теорию и практику моделирования атомной и электронной структур наночастиц и наносистем методами квантовой механики. На конкретных примерах рассмотрены особенности исследования отдельных наночастиц и их комплексов, а также наномасштабных процессов в твердых телах и на их поверхности.