Монография посвящена промышленным датчикам технологических процессов, современным методам измерения их характеристик, типичным проблемам, которые возникают при эксплуатации измерительной аппаратуры, методам ее диагностики и повышения надежности. Книга содержит как базовые знания, необходимые при проектировании систем измерения технологическими процессами, так и описания методов определения статических и динамических параметров датчиков и измерительных систем в промышленных условиях. Особое внимание уделяется практическим методам испытаний измерительных систем в лабораторной и промышленной практике с целью определения их характеристик и проверки работоспособности и надежности для применения в технологических процессах в энергетике, в аэрокосмической промышленности, в химической промышленности и в ряде других. Книга написана с позиции практического инженера и будет полезна как широкому кругу инженерно-технических работников, по роду своей деятельности связанных с управлением технологическими процессами и контрольно-измерительными системами, так и студентам и аспирантам технических вузов, специализирующихся в соответствующих областях.

Систематизирован большой опыт работы в области математического моделирования высокотемпературных процессов теплофизики и теплоэнергетики для случаев нагрева металлургических слитков. Для студентов вузов, обучающихся по специальности "Промышленная теплоэнергетика", специалистов КБ, НИИ.

Учебное пособие посвящено новой быстро развивающейся области физической химии и химической технологии дисперсных систем и материалов - физико-химической динамике. В отличие от традиционного подхода к изучению дисперсных систем и образуемых в результате их отверждения дисперсных материалов преимущественно в статических условиях, в предлагаемой читателю книге впервые теоретически и экспериментально обоснован и реализован принципиально новый подход к дпроцессам структурообразования в дисперсных системах и "синтеза" на их основе материалов в динамических условиях. В основе этого подхода лежит изучение динамики контактных взаимодействий между частицами дисперсных фаз в жидких и газовых дисперсионных средах, процессов структурообразования и разрушения дисперсных структур в динамических условиях, преимущственно при осцилляции, в сочетании с введением добавок различных видов поверхностно-активных веществ. Теоретически обоснованы и экспериментально определены оптимальные параметры сочетания механических воздействий и добавок поверхностно-активынх веществ, обеспечивающие максимальную текучесть высоконаполненных и высокодисперсных (включая нанодисперсные) систем. Это позволяет на порядки величин интенсифицировать разнообразные процессы,осуществляемые с участием дисперсных систем при одновременном снижении энергоемкости этих процессов. При этом обеспечивается максимально высокая степень однородности образующихся структур в дисперсных системах и материалах. В учебном пособии представлены методы структурной виброреологии, осуществлено аппаратурное оформление ряда технологических процессов, в том числе с переходом от периодических к непрерывным высокоскоростным методам получения дисперсных систем и материалов. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, научных работников и инженеров, работающих в прикладных областях, связанных с разработкой и применением дисперсных систем и материалов для дорожного строительства, энергетики, химических технологий и ряда отраслей промышленности.

Изложены организационные и технико-экономические проблемы разработки, освоения и повышения эффективности технологических лазеров (ТЛ) в машиностроении. Освещены методология и практика технико-экономического моделирования и алгоритмизации расчетов экономической эффективности и определения эффективных областей применения ТЛ. Для конструкторов, технологов, экономистов предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций.

В сборнике представлены статьи, отражающие современное состояние исследований в области интенсификации электрохимических процессов. Показано, что математическое моделирование является основой комплекса исследовательских работ по созданию высокоэффективного электрохимического электролизера.Рассмотрены возможности интенсификации процессов электроосаждения металлов из разбавленных растворов на объемно-пористые проточные электроды. Обсуждена возможность усовершенствования процесса электролиза в гидрометаллургии. Описаны новые методы интенсификации электрокаталитического восстановления органических соединений. Приведены примеры усовершенствованных конструкций промышленных электролизеров. Для специалистов в области электрохимии, инженерно-технических работников химической и металлургической отраслей промышленности.

Изложены теоретические основы математического моделирования пластовых систем и описаны методы решения уравнений фильтрации с помощью вычислительных машин. Даны рекомендации по конструированию математических и компьютерных моделей, их анализ и примеры программных систем. Для инженерно-технических работников нефтяной промышленности, научно-исследовательских организаций и высших учебных заведений, занимающихся анализом и проектированием разработки нефтяных месторождений, а также для студентов вузов.

Рассмотрены методика выбора эффективных систем разработки нефтяных месторождений, задачи и критерии управления разработкой. Даны гидродинамические и экономико-математические модели процесса нефтедобычи при заводнении и при применении других методов повышения нефтеотдачи пластов. Приведены примеры оптимизации систем разработки нефтяных месторождений. Для инженерно-технических и научных работников нефтедобывающих предприятий, проектных и научно-исследовательских институтов; будет полезна студентам старших курсов нефтяных вузов, обучающимся по специальности "Технология и техника добычи нефти.

Изложена теория термической диссоциации химических соединений, образованных из конденсированных компонентов. Приведены результаты термодинамического анализа карбидов, нитридов и систем различных элементов (для 75 элементов) с углеродом и азотом в широком интервале температур. определены температуры термической диссоциации карбидов и нитридов при конгруэнтном переходе из конденсированного состояния в газообразное с учетом областей гомогенности. Некоторые системы элементов с углеродом и азотом рассмотрены впервые. для инженерно-технических и научных работников, занимающихся вопросами физической химии в различных отраслях промышленности.

В монографии обсуждается технология моделирования обратимых и необратимых процессов в замкнутых и открытых системах, явлений самоорганизации и деградации на основе положений равновесной термодинамики. Обосновываются возможности равновесных описаний всевозможных необратимостей и редукции моделей движения (траекторий) к модели покоя. Излагаются модификации созданной в ИСЭМ СО РАН модели экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) с моделями кинетики и неравновесной термодинамики. Эффективность равновесного моделирования иллюстрируется на примерах анализа физико-химических и технико-экономических систем. Книга предназначена для научных сотрудников, инженеров и студентов, интересующихся проблемами моделирования в естествознании, технических науках и экономике.

В книге представлены базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники отличает новая компонентная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзистор, а материал и переход (связь) между материалами. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных наноструктурах с минимальным топологическим размеров 10-20 нм и сравнительный анализ 4-х типов схемотехник. Книга может быть рекомендована научным работникам, аспирантам и инженерам, специализирующимся в области разработки элементной базы суперкомпьютеров и альтернативных вычислительных систем, а также бакалаврам и магистрам, обучающимся по специальностям "Нанотехнология и микросистемная техника", "Электроника и наноэлектроника", "Вычислительные системы, комплексы и сети".

Впервые предложен метод построения математических моделей основных и вспомогательных стадий циклических адсорбционных процессов на основе уравнений тепломассообмена для целей их оптимизации. Изложены методы оптимизации непрерывных и дискретных параметров процессов при различных формах задания информации. На основе рассмотренных математических моделей осуществлены оптимизационные расчеты циклических адсорбционных процессов. Дана оценка режимов функционирования аппаратов, работающих в циклическом адсорбционном процессе, рассмотрены некоторые вопросы расчета надежности этих аппаратов. Для научных и инженерно-технических работников химической, нефтехимической, газовой, биохимической и других отраслей промышленности. Может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям вузов.

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

Рассматриваются вопросы термодинамики и теории теплопередачи, лежащие в основе высокотемпературных технологических процессов. Представлен ряд закономерностей переноса электромагнитного излучения, а также переноса тепла в твердых телах, жидкостях и газах. Рассмотрены представления теории пограничного слоя, поверхностные явления и фазовые переходы. Приведен ряд конкретных технологических процессов: обработка концентрированными потоками энергии (электронный луч, лазерное излучение), плазменная обработка, нагрев частиц в низкотемпературной плазме, процессы выращивания монокристаллов из расплава.Книга предназначена для широкого круга специалистов в области высокотемпературной технологии и будет полезна аспирантам и студентам старших курсов технологических специальностей.

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

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

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

В работе представлен обзор континуальных моделей, применяющихся при численном моделировании на мезоуровне. Особое внимание уделено микрополярным моделям как представителям двухуровневых моделей механики обобщенных сред для описания материалов со сложной изменяющейся в ходе деформации структурой. Дано изложение модели Коссера и обсуждается ее применение для моделирования пластической деформации металлических материалов на мезоуровне. Приведены некоторые результаты численных расчетов, показывающие возможности микрополярных моделей.

Дан краткий обзор основных идей и выводов нелинейной динамики, на основе которых анализируются возможности «иерархического моделирования». Центральные проблемы при выполнении такого моделирования видятся: 1) в нахождении путей и методов анализа общих свойств решений соответствующих нелинейных динамических уравнений механики сплошных сред в контексте основополагающих идей синергетики; 2) в установлении «генетического кода» организации пространственно-временных иерархий, рождающихся в нагружаемых материалах и средах. Утверждается, что нелинейные уравнения механики сплошных сред с релаксационными определяющими уравнениями (т.е. эволюционными уравнениями) для описания скоростей пластической деформации, накопления повреждений и разрушения, с положительными и отрицательными обратными связями между параметрами являются самодостаточными для выполнения иерархического моделирования. В общем случае это нелинейные уравнения смешанного типа, которые содержат как гиперболические, так и параболические решения. Их потенциальные возможности описывать эволюцию нагружаемых прочных сред по сценарию синергетики колоссальны и практически не изучены.