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.

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 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.

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.

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.

"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 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.

В работе обсуждаются возможности использования методов теории оптимального управления в области термической обработки материалов и их поверхностей. Для анализа физико-математических моделей технологических процессов, учитывающих разнообразные физико-химические процессы и потому являющихся многопараметрическими, предлагается подход, основанный на сочетании анализа размерностей и теории управления для динамических систем с распределенными параметрами. В качестве примера проанализирована модель термической обработки плоского слоя материала с использованием ТВЧ-нагрева.

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 книге освещается отечественный и зарубежный опыт развития нефтехимической промышленности, анализируются важнейшие экономические проблемы развития и размышления отрасли. Подробно рассматриваются вопросы современного состояния и перспектив развития основных отраслей - потребителей нефтехимической продукции и сырьевой базы нефтехимии. Большое внимание уделено экономическим вопросам производства углеводородного сырья в газовой и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. В книге излагаются вопросы прогнозирования и оптимального перспективного планирования нефтехимической промышленности. Книга предназначена для экономистов и плановиков предприятий, работников плановых органов, а также для научных и инженерно-технических работников нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслей промышленности.

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.

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.

Учебное пособие по статистическим методам и их применению в прикладных науках с использованием численных методов, написанное известным математиком-прикладником (Германия). В книге отражена связь строгих математических методов с практическими приложениями. После введения в теорию вероятностей и математическую статистику автор подробно излагает ряд наиболее известных статистических методов, Изложение сопровождается примерами и упражнениями с решениями из разнообразных областей приложений. Большое внимание автор уделяет компьютерным аспектам реализации статистических процедур. По существу, этот раздел является учебником в учебнике. Книга представляет большой интерес как пособие по математической статистике для студентов и преподавателей нематематических специальностей и как справочник по статистическим и компьютерным аспектам обработки экспериментальных данных для научных работников и исследователей различных специальностей (включая биологов, медиков, экономистов и специалистов из инженерии), занимающихся обработкой статистических данных.

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.

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.

В монографии в популярной форме представлены основные элементы технологии построения адаптивных разностных сеток в двумерных и трехмерных областях и на их границах. Базисной математической моделью этой технологии является краевая задача Дирихле для обращенных уравнений Бельтрами и диффузии. Адаптация сеток осуществляется с помощью управляющей метрики, входящей в указанные уравнения. Приведены численные результаты по построению адаптивных трехмерных сеток и решению краевых задач на таких сетках. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, аспирантов и студентов, занимающихся вопросами расчетов пространственных прикладных задач в областях со сложной геометрией границ.

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.

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.

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.

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 подробно изложены результаты экспериментального изучения закономерностей высокотемпературной деформации при растяжении и сжатии промышленных алюминиевых сплавов в широком скоростном диапазоне, включая интервалы проявления сверхпластических свойств. Показано, что сверхпластичность имеет место в термомеханических режимах динамической рекристаллизации, в процесс которой исходная деформированная или литая структура становится равноосной ультрамелкозернистой. Установленные данные позволили рассмотреть эффект с позиций самоорганизации диссипативных структур и привлечь для математического моделирования методы нелинейной динамики, в частности аппарат теории катастроф. В рамках сформулированных определяющих соотношений дано аналитическое решение задач управления технологическими процессами прессования кругового прутка в конической матрице и изготовления листа прессопрокаткой с целью получения конечного продукта с качественной ультрамелкозернистой структурой. Выявлены закономерности реализации устойчивой сверхпластической деформации при одноосном растяжении. Приведены примеры конкретных технологических операций объемного формоизменения с использованием сверхпластичности. Изложенные в монографии экспериментальный подход и математические модели могут быть привлечены для решения задач оптимизации энергосиловых и кинематических параметров формообразования наноструктурированных материалов. Для студентов, аспирантов, научных работников высших учебных заведений, институтов РАН, НИИ а также для инженерно-технических работников промышленных предприятий.

Рассмотрена теория биполярных транзисторов и полевых транзисторов с изолированным затвором. Кратко описаны электрические свойства полупроводников и теория p-n-перехода. Подробно проанализированы дрейфовые и бездрейфовые биполярные транзисторы: процессы переноса носителей в базовой области, статические характеристики, частотные свойства, импульсный режим работы, особенности транзисторов в интегральном исполнении. Кратко рассмотрены физические процессы, вольт-амперные характеристики и эквивалентные схемы МДП-транзисторов. Большое внимание уделено математическим моделям транзисторов.Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся разработкой, производством и применением транзисторов, а также может быть полезной студентам вузов.

В монографии описан комплекс алгоритмических и аппаратурно-программных средств математического моделирования различных физических процессов и природных явлений. Особое внимание уделено задачам физики низко- и высокотемпературной плазмы, нанотехнологий (включая нанофотонику и наноматериалы) и биоинформатики. Отражены основные этапы процесса моделирования, включая разработку математических моделей и последовательных и параллельных методов, проверку их адекватности и реализацию на распределенных вычислительных системах. Монография рассчитана на специалистов в области математического моделирования, параллельных вычислительных технологий, распределенных вычислительных и GRID систем, а также параллельного программирования.

В книге обобщены результаты исследования низкочастотных вязкоупругих свойств полимерных жидкостей. Рассмотрены три способа акустического резонансного метода измерения комплексного модуля сдвига жидкостей. Показано, что низкочастотная сдвиговая упругость полимерных жидкостей является их объемным свойством. Предложена кластерная модель строения жидкости, по которой низкочастотный вязкоупругий релаксационный процесс обусловлен микронеоднородностями в структуре жидкости. Рассчитана на научных работников в области физики жидкого состояния, физики и химии полимеров, а также для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

Изложены основы нового системного подхода к анализу, расчету и моделированию процессов химической, нефтехимической и микробиологической промышленности. Введено обобщающее понятие физико-химической системы, определена стратегия анализа и синтеза таких систем и сформулированы принципы построения математического описания отдельного химико-технологического процесса как сложной кибернетической системы. Приведены многочисленные примеры. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников институтов, проектных организаций и предприятий всех отраслей химической промышленности и смежных с ней отраслей народного хозяйства, занимающихся вопросами аппаратурно-технологического оформления и автоматизации производств. Она будет полезна исследователям, работающим в области теоретических основ химической технологии, технологии микробиологических процессов, теории управления и оптимизации химико-технологических процессов, физико-химической гидродинамики, технической кибернетики. Книга может служить учебным пособием для студентов и аспирантов химических и химико-технологических специальностей вузов и университетов.

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.