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.

Книга посвящена увлекательному направлению современной нелинейной науки — диссипативным солитонам, то есть импульсам или пространственно локализованным волнам в системах с усилением и потерями. Примерами служат лазерные системы, нелинейные резонаторы и оптические линии связи. Физические принципы и математический аппарат объяснены в простой и лаконичной форме, доступной студентам и начинающим исследователям. Обсуждены сходство и различия между солитонами в диссипативных системах и в гамильтоновых и интегрируемых системах. Главы написаны ведущими мировыми экспертами в этой области, что делает книгу уникальным источником информации об этом важном направлении.

Рассмотрены основные характеристики рассеянного и собственного радиотеплового излучения природных сред. Дан анализ электродинамических моделей различных поверхностей Земли и окружающей атмосферы. Разработаны модели радиотехнических сигналов и их статистических характеристик в области регистрации антенными системами. Изложены основы теории оптимальной пространственно-временной обработки рассеянных полей и полей собственного радиотеплового излучения. Сформулированы принципы построения и алгоритмического обеспечения современных активных, пассивных и комплексных активно-пассивных радиотехнических систем дистанционного зондирования, а также интерпретации получаемых с их помощью экспериментальных данных. Приведены алгоритмы оптимальных и квазиоптимальных измерений электрофизических параметров поверхностей и атмосферы при активном, пассивном и комплексном активно-пассивном дистанционном зондировании. Даны алгоритмы оценки предельных погрешностей измерений этих параметров. Представлены решения ряда задач картографирования и селекции целей с использованием классического и модифицированного методов синтеза апертуры антенны. Рассмотрены особенности применения атомарных функций и весовых окон Кравченко-Рвачева при обработке изображений. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся задачами дистанционного зондирования и радиолокации.

Для специалиста в области электронной техники термин «силовая электроника» ассоциируется в первую очередь с источниками питания, схемами управления различными исполнительными механизмами с мощностью, не превышающей нескольких киловатт. В этой книге рассмотрены особенности оборудования с мощностями, измеряемыми в МЕГАВАТТАХ! Эта книга по сути краткая энциклопедия современной силовой электроники. В первых главах книги приведен интереснейший исторический обзор развития электротехники, описаны основные компоненты электрических систем. Далее рассмотрены некоторые методы расчетов, основы теории управления системами с обратной связью, переходные процессы в электрических цепях. Большое внимание уделено трансформаторам и электрическим машинам — от принципов работы до особенностей конструкций и систем охлаждения. Весьма подробно описаны выпрямители (в том числе многофазные), IGBT, тиристоры и схемы их применения, рассмотрены вопросы параллельного и последовательного включения тиристоров. В отдельных главах рассмотрены особенности импульсных режимов работы трансформаторов и тиристоров, вопросы, связанные с возбуждением гармоник в сетях электропитания и коэффициентом мощности, а также с процессами передачи тепла и охлаждения полупроводниковых приборов. Последняя глава касается применения силовой электроники. В ней описано множество уникальных устройств — от передатчика системы связи с подводными лодками и операционного усилителя с мощностью 600 кВт до разнообразных источников питания электродуговых печей, индукционных нагревателей и генераторов озона. В приложениях представлена разнообразная полезная информация — от нормирования параметров конденсаторов, применяемых для коррекции коэффициента мощности, до свойств водных растворов гликоля. Эта книга будет полезна инженерам и техникам, разработчикам и конструкторам, работающим в сфере силовой электроники, а также студентам, изучающим различные аспекты силовой электроники.

Рассмотрены основные стратегии, принципы и концепции нового направления «Генетические алгоритмы». Описаны фундаментальные основы генетических алгоритмов и эволюционного моделирования. Проанализированы архитектуры генетического поиска и модели генетических операторов. Приведены конкретные примеры решения основных задач оптимизации на основе генетических алгоритмов и дано большое число контрольных вопросов и упражнений. Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника», специальности «Информационные технологии в образовании», для специалистов, занятых разработкой интеллектуальных САПР, разработкой новых информационных технологий в науке, технике, образовании, бизнесе и экономике.

В книге рассматриваются технико-экономические вопросы и основные тенденции развития систем энергетики в первой половине XXI века. Эти проблемы излагаются в отношении систем газо- и нефтеснабжения, угольной промышленности, теплового хозяйства и электроэнергетики. Сформулирована концепция создания единой системы добычи и транспорта газа в Северо-Восточной Азии, а также направления формирования Евразийского суперэнергообъединения и требования к развитию ЕЭС России. Рассматриваются вопросы технологического и экономического управления системами энергетики в условиях их либерализации. Эти вопросы анализируются с учетом мирового опыта и специфики условий России. Формулируются рекомендации по развитию принципов и систем технологического и экономического управления системами энергетики в рыночных условиях.Книга рассчитана на специалистов в области энергетики, экономики, преподавателей и аспирантов вузов.

Данная книга посвящена проблеме возвращения времени его исключительного положения в физике, связанного с причинностью, - проблеме, поставленной А.А. Фридманом в двадцатых годах XX века. Речь идет о проблеме прямых исследований временного аспекта существования Мира. С единых позиций рассмотрены и увязаны фундаментальные представления физики о четырехмерности физической реальности, причинности и дальнодействии. Показана актуальность двух крупных междисциплинарных (физика, астрономия, биология, геология) направлений исследования временного аспекта: использующего небесную сферу наземного наблюдателя как его мир событий и использующего долговременные наблюдения динамики ключевых характеристик сложных естественных систем и природных явлений. Книга предназначена для научных работников, аспирантов, студентов старших курсов, специализирующихся в области теоретической и математической физики, а также в области теоретических исследований естественных наук, связанных с поиском и разработкой адекватных моделей фундаментальных взаимосвязей сложных систем и природных явлений в астрономии, геологии и биологии.

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 настоящем выпуске подробно освещены итоги работы V конференции ФПВ и представлены оригинальные исследования, развивающие физические подходы и теории в интересах естественных наук. Методологическая часть выпуска посвящена мировоззренческому анализу научных концепций и дискуссии по ключевым проблемам системы образования. Книга предназначена для научных работников, аспирантов, студентов старших курсов, специализирующихся в области теоретической физики, а также в области теоретических исследований естественных наук, связанных с поиском и разработкой адекватных моделей фундаментальных взаимосвязей сложных систем и природных явлений в астрономии, геологии и биологии.

Эта книга об одном из наиболее ранних и активно развивающихся направлений нанотехнологии — создании вычислительных устройств, в которых в качестве элементной базы используются отдельные молекулы или же их сравнительно небольшие ансамбли. Изложены основные принципы обработки информации на молекулярном уровне, сложная и во многом противоречивая история разработки молекулярных вычислительных устройств и последние результаты, которые позволяют надеяться на новый прорыв в современной вычислительной технике. Рассматриваются цифровые молекулярные системы, сходные по своей архитектуре с современными компьютерами, а также устройства, имитирующие биологические принципы обработки информации, которые, по-видимому, смогут эффективно решать задачи искусственного интеллекта. Для студентов, аспирантов и научных работников, создающих новые перспективные средства обработки информации, а также для широкого круга читателей, интересующихся этой проблемой.

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.

Монография посвящена одному из бурно развивающихся направлений современной радиофизики и электроники — электронно-волновым системам миллиметрового диапазона. В первом томе сформулированы основные уравнения многомерного нестационарного нелинейного взаимодействия релятивистского электронного потока с резонансными и нерезонансными электронно-волновыми системами. Изложены методы их исследования. Определены энергетические и частотные характеристики таких систем с отрезками периодических структур на основе решения краевых задач электродинамики. Проведен анализ начальной стадии самовозбуждения колебаний для различных пространственных распределений полей применительно к таким приборам, как резонансная ЛОВ, клинотрон, ледатрон, ладдертрон, оротрон, ГДИ, с различным профилем двухкомпонентного фокусирующего поля (наклонного и однородного с магнитной локальной неоднородностью) для нерелятивистских и релятивистских электронных потоков. Монография рассчитана на научных специалистов, работающих в области электроники СВЧ и миллиметровой техники, студентов старших курсов физико-математического профиля, магистров и аспирантов, преподавателей радиофизических специальностей высших учебных заведений.

Показано, что для ультрадисперсной порошковой системы на основе ZrO2, подвергаемой механической обработке, существует критическое состояние, с достижением которого происходит ее разделение на две подсистемы, отличающиеся по размерам частиц на несколько порядков.

Книга является одним из первых полных и систематических руководств по интенсивно развивающейся области науки, связанной с классическими и квантовыми динамическими системами, а также квантовым хаосом. Изложение начинается с обсуждения нелинейного резонанса, интегрируемости, теоремы Нетер, КАМ-теории и определения хаотического поведения. Затем подробно рассматриваются отображения, сохраняющие площадь, особое внимание при этом уделяется самоподобию, интегрируемым и неинтегрируемым квантовым системам, спектральным свойствам, интегралам по траектории и системам с периодической вынуждающей силой. В заключительной части показано, как эти идеи могут применяться к стохастическим системам. Для лучшего понимания текста в приложениях приводятся все необходимые математические сведения. Монография содержит многочисленные ссылки на современные научные публикации; в конце каждой главы представлены задачи, которые помогут лучше усвоить изложенные основные концепции и методы. Книга предназначена для студентов, преподавателей и специалистов в области классического и квантового хаоса.

Систематизирована информация о спутниковых навигационных системах GPS NAVSTAR и ГЛОНАСС. Изложена история разработки и создания систем, рассмотрены основные принципы их работы. Приведены характеристики и структура навигационных сигналов, данные о технических возможностях и параметрах действующих систем, даны определения основных понятий и терминов, перечислены наиболее познавательные ресурсы сети Интернет. Для разработчиков и пользователей навигационных систем различного уровня подготовки, от любителей, эксплуатирующих приемники GPS в быту, до специалистов, использующих навигационные средства в повседневной работе. Может быть полезна студентам радиотехнических специальностей и аспирантам.

Стремительный рост разработок и применения датчиков на основе ранее не использовавшихся физических принципов и внедрения новых технологий для реализации известных эффектов стимулирует появление современных руководств. В учебнике-монографии изложены многие недавно сформировавшиеся или обновившиеся направления сенсорики, включая измерительную микромеханику, датчики на ПАВах, оптические, ионизационные и магнитные, химические микросенсоры, оптико-волоконные и интеллектуальные измерительные системы, расходометрию для нестационарных потоков и ряд других.

В первой части книги рассмотрены ряд тематических разделов, представляющих общефизический интерес и необходимых для анализа и проектирования широкого спектра устройств и систем вакуумной электроники, качественные и количественные закономерности, определяющие физические особенности процессов генерации заряженных частиц в вакууме (на основе современных представлений об электронных свойствах, структуре твердых тел и контактных граничных явлениях, об эмиссиях электронов и атомных частиц), динамики потоков заряженных частиц в вакууме (в т.ч. - в электромагнитных полях различных конфигураций), процессов транспортировки интенсивных электронных и ионных пучков, используя развитый формализм корпускулярной оптики. Предназначается для студентов, аспирантов и специалистов в области концептуального и рабочего проектирования устройств и систем вакуумной электроники различного назначения.

Излагаются основные идеи и методы анализа нелинейных моделей гидродинамического типа. Теория иллюстрируется примерами теории интенсивных акустических волн, роста поверхностей, распространения лазерных пучков, движения фронта пожара. Детально исследуются явления искажения волн, формирования ударных фронтов и возникновения «многопотоковости». Особое внимание уделено обобщенным решениям нелинейных уравнений в средах без дисперсии, их связи с законами сохранения и физической реализуемости. Подробно обсуждаются правило Максвелла построения разрывных решений, принцип абсолютного минимума Олейник-Лэкса и глобальный принцип Е-Рыкова-Синая. Значительное место занимают вопросы учета диссипации, описание свойств решений Кардара-Паризи-Цванга (КПЗ) и Бюргерса, в частности, особенностей поведения TV-волн, tZ-волн и пилообразных волн, многомасштабных сигналов и шумовых полей. Анализируются модельные уравнения типа Бюргерса, учитывающие конкурентное действие нелинейности и поглощения. На примере двумерного уравнения КПЗ и трехмерного уравнения Бюргерса обсуждаются слабые и регуляризированные решения, описывающие поведение многомерных нелинейных недиспергирующих волн. Во второй части книги изложены задачи нелинейной акустики: эволюция волновых пучков, волны и пучки в кубично-нелинейной среде, нелинейные волны в системах со сложной частотно-зависимой диссипацией и внешними источниками, нелинейные волны в ограниченных системах и резонаторах. Монография предназначена студентам естественных факультетов университетов, академий и институтов, а также магистрам и аспирантам, изучающим теорию нелинейных волн разной физической природы. Монография может также служить полезным справочным пособием для инженеров и научных работников, сталкивающихся в своей практической деятельности с необходимостью учета нелинейных волновых эффектов.

Во второе издание книги включены наиболее интересные из задач газовой динамики, решавшихся за время, истекшее с выхода в свет первого издания книги. Существенные добавления сделаны в задачи о метании тел нестационарным потоком газа и развитие этих задач с учетом постепенного выделения энергии (медленного горения). Добавлена новая глава об ударе тел с космическими скоростями. Добавлены некоторые новые примеры автомодельных течений и важная задача о разлете газа в поле тяжести. Добавлен короткий, но важный раздел о вариационном принципе в механике сплошных сред. Глава о релятивистско-газовой динамике исключена, поскольку предполагается написание специальной монографии, посвященной этому вопросу.

Цель данной книги - последовательное изложение исследований физических процессов в каналах сильного тока с использованием широкого арсенала средств современной теоретической физики. Подход, основанный на анализе физической природы равновесия пинчевых систем, позволил описать самосогласованным образом огромное многообразие явлений, присущих мощным электрическим разрядам. В книге обобщаются и суммируются результаты работ автора по исследованиям пинч-эффекта на протяжении последних 25 лет.

Сравниваются результаты двух методик ИК-спектрометрического определения суммарного содержания нефтепродуктов в почве. Методами гравиметрии и ИК-спектрометрии поэтапно исследованы стадии извлечения нефтепродуктов из почвы в соответствии со стандартными методиками, что позволило определить влияние мицеллярных образований в нефтяных дисперсных системах на количество извлекаемых нефтяных углеводородов.