В данном сборнике опубликованы полные тексты докладов конференции молодых ученых ИВМиМГ СО РАН, прошедшей в апреле 2011 г. По тематике наиболее представлены доклады по вычислительной математике, математическим методам исследования динамики атмосферы и океана, математической геофизике и информатике.

Монография посвящена разработке физических основ технологии получения новых стеклокристаллических материалов (оптических, конструкционных, теплоизоляционных) с определенными свойствами на основе использования фазового перехода "аморфное состояние - кристаллическое" нового продукта пеносиликата, который получен благодаря созданию системы комплексного использования техногенного и нерудного сырья. Впервые разработаны условия формирования и разделения металлической и силикатной фаз расплава техногенного и нерудного сырья (ТНС); условия вспенивания и аморфизации силикатной фазы расплава с получением нового рентгено-аморфного продукта - пеносиликата. Исследованы структурные особенности, свойства, физико-механических, теплофизические характеристики и перспективы использования пеносиликата. Впервые предложен универсальный комплекс безотходной переработки ТНС, интегрирующийся в существующие технологические схемы отходообразующих производств (теплоэнергетики, металлургии, добычи и переработки горнорудного сырья). Особое внимание уделено использованию самораспространяющейся кристаллизации (СК) пеносиликата для получения стеклокристаллических материалов со специфическими свойствами: оптическими, термическими, деформационными, физико-механическими и заданной кристаллографической структурой. Разработан механизм и способы получения новых материалов: огнеупорной конструкционной и теплоизоляционной керамики и пенокерамики, в том числе на основе воластонита, оптически и ИК-прозрачных ситаллов, керамики и пенокерамики, а также переработки техногенного сырья.

В монографии рассмотрены математические методы анализа данных мониторинга атмосферного загрязнения территорий газовыми и аэрозольными примесями. Численная реконструкция полей загрязнения проводится на основе различных решений полуэмпирического уравнения переноса и турбулентной диффузии примеси применительно к процессам локального и регионального масштаба. В приближениях лёгкой и монодисперсной примеси построены малопараметрические модели оценивания полей загрязнения. Апробация предложенных в монографии методов проведена на данных натурных наблюдений загрязнения атмосферного воздуха, снегового и растительного покрова в зонах действия выбросов различных типов источников выбросов примесей.

Рассматриваются различные методы и приборы, используемые для контроля окружающей среды и экологического мониторинга - оптические, электрохимические методы (потенцио-метрия, вольтамперометрия, кулонометрия, кондуктометрия и др.), хроматографические методы и необходимые для проведения экоаналитических измерений методы пробоотбора и пробо-подготовки. Учебное пособие предназначено студентам и аспирантам по специальности 280301, изучающим дисциплину «Методы и приборы контроля качества среды».

Методом адиабатической термометрии исследована кинетика процесса олигомеризации С9 под действием трихлор(2-хлорпропокси)титана. Определены значения наблюдаемых констант олигомеризации фракции С9 и тепловыделение в системе. Проведен анализ свойств покрытий на основе полученных олигомеров.

Монография посвящена теоретическому рассмотрению физических эффектов, наиболее существенных для альтернативного подхода к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза (УТС): подхода МАГО-MTF. Книга содержит описание самого подхода. его отличия от основных систем УТС с магнитным и инерционным удержанием. Рассмотрены общие физические методы расчетов процессов в этом подходе, включая явления переноса и излучение плазмы, теория поперечных бесстолкновительных ударных волн, теория поверхностных разрядов. важная в этом направлении исследований. Рассмотрены также различные течения и магнитогидродинамические неустойчивости плазмы, возникающие в рамках этого подхода. В силу общефизического смысла рассматриваемых явлений представленные результаты могут быть применены к широкому кругу явлений в физике плазмы и гидродинамике. Книга рассчитана на специалистов в области физики плазмы и гидродинамики, аспирантов и студентов-физиков старших курсов.

Книга посвящена механике разрушения широкого класса конструкционных и природных материалов, включая металлы, композиты, горные породы, стекла, полимеры и керамические материалы. Книга состоит из трех частей. В первой части излагаются основные методы и подходы механики хрупкого разрушения, причем основное внимание уделяется металлам, стеклам и керамическим материалам. В частности, изложены следующие вопросы: теория Гриффитса-Ирвина, концепция квазихрупкого разрушения, химическая и электрохимическая коррозия, масштабный эффект, теория роста усталостных трещин, развитие полостей и трещин в вязких и упруго-пластических телах, влияние влаги и водорода на развитие трещин в металлах и стеклах, теория действия взрыва и др. Вторая часть посвящена, в основном, механике разрушения композиционных материалов и сингулярно-армированных элементов конструкций. Рассмотрены закономерности развития и торможения трещин, оптимально проектирование композиционных материалов, асимптотическая теория армирования, трещины расслаивания в тонкостенных конструкциях и др. Третья часть посвящена механике разрушения горных пород и трещиноватых материалов. В частности, рассмотрены следующие вопросы: диаграмма разрушения горной породы, развитие сдвиговых разломов в земной коре, устойчивость глубоких выработок и скважин, резание горных пород, гидроэрозия плотин, теория грифонов, разрушение электронными и фотонными пучками и др. Для научных работников, инженеров, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся проблемами разрушения и прочности материалов и конструкций.

Изложены наиболее правильные, по мнению авторов, и точные методы анализа руд цветных металлов, промежуточных и конечных продуктов их переработки. Рассмотрены новые химико-аналитические принципы и методы анализа металлов, основанные на применении новых приборов, идеально заменяющие классические весовые и титрометрические методы. Приведены методы и результаты анализа алюминия, свинца, меди, цинка, благородных и тугоплавких металлов. Для инженерно-технических работников, занимающихся анализом материалов в металлургии и других отраслях промышленности.

В книге рассмотрены общие принципы построения измерительных устройств, основанных на использовании ионизирующих излучений, для определения различных параметров в авиационной и космической технике. Кратко изложены основные теоретические предпосылки методов измерений, возможности их практической реализации и результаты экспериментальных исследований и практического применения. Книга рассчитана на широкий круг инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, внедрением и эксплуатацией измерительных устройств в авиационной и космической технике.

Рассмотрены различные математические вопросы, возникающие при численном решении гиперболических систем уравнений в частных производных. Материал представлен в тесной взаимосвязи с такими важными областями применения этих систем, как теория мелкой воды, газовая динамика, магнитная гидродинамика, динамика твердого деформируемого тела и ряд неклассических областей механики сплошной среды. Отличительной чертой книги является то что она фокусирует внимание на приложениях, традиционных и новых. Это делает ее полезной не только интересующимся численными методами, но также и механикам, физикам и инженерам, которым приходится решать нелинейные системы дифференциальных уравнении все возрастающей сложности. Для специалистов в различных областях механики, физики и прикладной математики, аспирантов и студентов старших курсов, сталкивающихся с необходимостью решения гиперболических систем уравнений.

Книга посвящена рассмотрению проблем фундаментальной физики, лежащих в основе методов, используемых для изучения поверхностей и приповерхностных слоев материалов. Появление и развитие таких аналитических методик, основанных на явлениях взаимодействия частиц и излучения с веществом, обусловлено, прежде всего, ростом технологических потребностей. Ионная имплантация, электронные пучки и лазеры используются также и для модификации состава и структуры материалов. Осаждение потоков частиц, получаемых с помощью различных источников, позволяет получать пленочные материалы. Так, эпитаксиальные слои могут быть получены с использованием молекулярных пучков, а также с помощью физического и химического газофазного осаждения. Методики, основанные на изучении взаимодействия с частицами, позволяют, например, обеспечить контролируемые условия окислительных и каталитических реакций. Ключом к успешному использованию данных методик является широкая доступность аналитических технологий, чувствительных к составу и структуре твердых тел на нанометровом масштабе. Книга предназначена для специалистов в области материаловедения и инженеров, интересующихся использованием различных видов спектроскопии и/или спектрометрии. Для людей, занимающихся анализом материалов, которым необходима информация о технике, имеющейся за пределами и лабораторий; и особенно для студентов старших курсов и выпускников, собирающихся использовать это новое поколение аналитических методов в своей научной работе.

"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 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.

Данная монография - первый том серка книг, подготавливаемых в НПФ «МИКРАН» и посвященных аппаратным измерениям на СВЧ. Кроме данного тома, планируется подготовить издания, посвященные панорамным генераторам СВЧ, анализаторам цепей СВЧ, анализаторам сигналов СВЧ и анализаторам флуктуации СВЧ. В данной книге представлены теоретические концепции и методы, используемые при разработке и анализе измерительных приборов СВЧ и интерпретации результатов измерений. Для инженеров, работающих в области разработки, создания и метрологии измерительных приборов СВЧ; разработчиков СВЧ-блоков радиотехнических систем; научных работников и аспирантов, занятых экспериментально-теоретическим исследованием элементов СВЧ-техники; разработчиков и изготовителей антенной техники СВЧ, а также студентов соответствующих специальностей.

Методом ИК-спектроскопии и кинетическим методом с использованием модельной реакции инициированного окисления кумола проанализированы трансформаторные масла (ТМ) различной степени эксплуатации. Применение двух методом позволяет проводить дифференцированную количественну оценку содержания антиокислительной присадки (ионола) и степени образования новых ингибиторов окисления в ТМ.

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.

Сборник посвящен разработке вопросов теории, построения, моделирования и применения электронных, электромеханических и информационных систем автоматизации технологических процессов в нефтяной и газовой промышленности. В области инженерно-технического обеспечения буровых работ рассмотрены вопросы разработки и внедрения програмно-технического комплекса средств и технологий иненерного сопровождения буровых работ, а также компьютерных технологий контроля разведки иразработки месторождений нефти и газа. В области геофизической аппаратуры представлены результаты работ по созданию и компьютеризированных каротажных лабораторий. В области виброструйной магнитной активации рассмотрены вопросы теории, проектирования оборудования и технологий обработки нефти, нефтепродуктов, отстоев, нефтешламов, буровых и цементных растворов. В области электрооборудования, автоматики и систем электропитания представлены материалы по созданию скважинных турбогенераторов и систем электропитания наземной и скважинной аппаратуры. Для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области нефтяной автоматики, информационных технологий, инженерного обеспечения буровых работ и геофизических исследований скважин.