Прочность на сжатие (f) структуры каменной кладки является ключевым параметром для ее проектирования. В данной статье используется метод релевантных векторов (RVM) и метод минимакса вероятности регрессии (MPMR) для оценки прочности на сжатие (f) структуры каменной кладки. RVM - байесовская модель, MPMR построен на основе концепции классификации минимаксных вероятностей. Прочность на сжатие раствора (f) и прочность на сжатие кирпича (f) используются в качестве входов RVM и MPMR моделей, выход RVM и MPMR равен f. Результаты RVM и MPMR были сопоставлены с другими моделями. Результаты показывают, что разработанные RVM и MPMR модели являются полезными инструментами для оценки структуры каменной кладки.
На основе метода понижения размерности трехмерных уравнений механики деформируемого твердого тела построена математическая модель для определения остаточного напряженно-деформированного состояния в двуслойной панели стекло-металл. Разработано аналитическое решение поставленной задачи. В результате его установлено, что остаточные напряжения на границах сопряжения слоев существенно меньше разрушающих, что обеспечивает достаточный резерв прочности для практического применения данного материала.
Современное развитие высокоскоростного транспорта обусловливает ужесточение требований безопасности относительно подвижного состава и элементов верхнего строения пути. Исследователи и проектировщики работают над созданием более полных и адекватных моделей конструкций и их элементов, а также новых материалов для их изготовления. Актуальной становится проблема изучения и традиционных материалов в различных режимах эксплуатаций подвижного состава, в том числе при увеличении частот динамических воздействий и наложении эффектов от различных нагрузок и колебаний до области высоких частот. Данная работа посвящена моделированию влияния высокочастотного нагружения на образец, изготовленный из рельсовой стали: такой вид воздействия имеет место при прохождении подвижного состава по искусственному сооружению. Предполагается, что работа рельса в пределах шага шпал описывается законами одноосного растяжения-сжатия. Приведены экспериментальные результаты и выводы по ультразвуковым высокочастотным циклическим испытаниям и структурному анализу модельного материала - малоуглеродистой стали перлитного класса.
Рассмотрена задача функционального диагностирования мехатронных систем (описываемых нелинейными динамическими моделями) непараметрическим методом на основе логико-динамического подхода. Характерной чертой мехатронных систем является наличие в составе описывающих их математических моделей таких негладких нелинейностей, как люфт, насыщение, сухое трение, которые отражают реальные физические процессы, происходящие в таких системах. Особенность непараметрических методов состоит в том, что при реализации процедуры их диагностирования значения некоторых, а в линейном случае - всех параметров системы могут быть неизвестными, но их отклонения от текущих значений будут зафиксированы системой диагностирования. Логико-динамический подход, на основе которого реализован этот метод, был предложен авторами для диагностирования нелинейных систем, которые содержат негладкие нелинейности. Решение задачи диагностирования на основе этого подхода производится в два этапа: первый - поиск линейного решения задачи, которое затем дополняется преобразованным нелинейным членом. Особенность логико-динамического подхода состоит в том, что он оперирует только методами линейной алгебры, что позволяет избежать использования сложных методов дифференциальной геометрии и пакетов прикладных программ, реализующих сложные аналитические вычисления. В работе получены расчетные соотношения, позволяющие реализовать построение средств диагностирования простыми инженерными методами. Для проверки полученных теоретических результатов рассмотрен практический пример диагностирования важного элемента мехатронных систем - электропривода (при отсутствии в нем внешнего нагрузочного момента). Проведена процедура моделирования, по результатам которой получены графики, показывающие работоспособность предложенных алгоритмов.
Рассмотрена возможность повышения энергетической эффективности систем отопления высотных зданий. Приведены основные способы функционирования систем отопления высотных зданий и традиционные инженерные решения, направленные на устранение повышенного давления в отопительных приборах. Показаны основные недостатки существующих решений. Предложен способ функционирования систем отопления высотных зданий и устройство, его осуществляющее. Оценен экономический эффект от внедрения энергосберегающей технологии.
Рассмотрены особенности расчета сложного теплообмена в топках котлов малой мощности при слоевом сжигании твердого топлива. Приведены отличительные черты и принцип действия механизированных топочных устройств с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой (НПР), а также оценка потенциала их применения для сжигания низкосортных видов углей. На уровне новых технических решений разработана конструкция водогрейного котлоагрегата с НПР. Представлены результаты расчета теплообмена в топке, сравнительный анализ расчетных и фактических экспериментально полученных температур топочных газов на выходе из топки. Приведены результаты теплотехнических испытаний котла КВм-3,0 НПР. Предложены технические рекомендации по оптимизации топочных процессов при сжигании рядовых бурых углей с высокой исходной влажностью.
Представлен сравнительный анализ двух расчетных методов моделирования обратной засыпки грунта оболочек большого диаметра с внутренним наполнителем, установленных на сжимаемом основании. Рассматриваемая конструкция представляет собой тонкую металлическую или железобетонную оболочку (как правило, цилиндрическую), полость которой заполнена грунтом крупной фракции. Оболочки с наполнителем применяются в гидротехническом, промышленном, гражданском и транспортном строительстве в различных климатических условиях при возведении причальных набережных, пирсов, молов, волноломов, подпорных стен, устоев мостов и в конструкциях других сооружений. В настоящее время рассматривается возможность их применения при реконструкции и расширении сооружений портов Арктического бассейна. При расчете заполненных оболочек в конструкциях причальных набережных, оградительных и подпорных сооружений возникает задача корректного моделирования давления грунта обратной засыпки. Наряду с технологической нагрузкой, боковая нагрузка от удерживаемого грунта является основной причиной формирования внецентренного загружения заполненной оболочки. Предложенная в работе модель сооружения, выполненная с использованием программного комплекса Plaxis 3D, позволяет определить напряжения в теле оболочки, во внутреннем наполнителе и в толще основания, а также деформации конструкции. В качестве основного принят метод моделирования засыпки как упругопластической среды. Для описания картины происходящих в толще грунта процессов в качестве расчетной выбрана модель Кулона-Мора. Упрощенный вариант модели сооружения предполагает моделирование обратной засыпки как распределенной нагрузки по поверхности оболочки, величина которой определена по нормативным источникам. Сравнение результатов расчетов позволило оценить возможную погрешность при использовании упрощенных методов моделирования нагрузок.
Рассмотрена возможность снижения нагрузки на полигоны твердых коммунальных отходов города Тюмени. Предложена новая концепция совместной утилизации отходов многоквартирных домов и отбросов, извлекаемых из сточных вод. Определены составы утилизируемых отходов многоквартирных домов и их полезные свойства. Исследованы качественные и количественные характеристики ингредиентного состава биогаза, определены его физико-химические свойства при генерации его в децентрализованных условиях. Произведен расчет удельного выхода биогаза и времени полного разложения отходов при совместном сбраживании твердых коммунальных отходов и отбросов бытовых сточных вод. Определена энергетическая целесообразность использования сгенерированного метана. Установлено, что объемов образующегося биогаза достаточно для компенсации коммунальных нужд многоквартирных домов. Снижение антропогенной нагрузки на полигоны твердых коммунальных отходов возможно при внедрении утилизации и использования биогаза по месту образования отходов, что создает основу для развития производств, использующих вторичные энергетические ресурсы на базе дешевого сырья.
В области архитектуры стремительно развивается новое направление, рассчитанное на восприятие объемно-пространственной среды в темное время суток при искусственном освещении. Оно обусловлено научно-техническим прогрессом, глубокими социальными сдвигами, изменением традиционного уклада жизни городского населения. Прежние нормы художественного формообразования, осмысленные на основе опыта зрительного восприятия в условиях солнечной световой среды оказываются недостаточными. Человек, находясь в темноте, зрительно воспринимает пространство и предметное окружение совершенно иначе, чем днем. Накопившийся за полвека значительный опыт создания архитектурно-художественный среды ночного города вызывает необходимость его аналитической оценки в целях методологической поддержки проектного творчества.
Рассматриваются актуальные проблемы реновации городской среды дальневосточных приморских городов с учетом региональной специфики природно-ландшафтных, социально-функциональных и архитектурно-художественных условий и факторов. Анализируется эволюция городской среды дальневосточных городов и ее современное состояние. Выявляются недостатки и противоречия сложившейся среды, формулируются стратегия, основные направления и принципы реконструкции. Иллюстрируется применение основных принципов при разработке и реализации проектных предложений по реновации сложившейся среды на примере города Владивостока.
Рассматривается современное искусственное освещение во Владивостоке, обусловленное новыми источниками света, изменениями городской планировочной структуры и социально-экономических процессов. Подчеркивается, что комплексные градостроительные планы, научно-теоретические и практические изыскания в области строительства Владивостока определили направления и особенности формирования объемно-планировочной структуры, позволили прогнозировать и создавать новые архитектурные и визуальные формы - архитектурные ансамбли зданий и сооружений, дневные и ночные панорамы города. Логика градостроительного расширения, строительства многих объектов, появление новых транспортных и пешеходных развязок подготовили планировочные и средовые изменения, и это поставило вопрос организации гармоничной и художественно выразительной архитектурно-световой среды Владивостока, предусматривающей формирование новых световых ансамблей, световых доминат, акцентов и панорам, создание безопасных, комфортных ночных общественных и транспортных пространств. Впервые формулируются и раскрываются общие принципы улучшения светоцветовой среды Владивостока и дается анализ реализованных проектных решений в области световой архитектуры и дизайна. Актуализируются общие принципы формирования световой среды центральных исторических улиц и новых световых форм методами создания световой тектоники, светового выявления пластики фасада и композиции архитектурного объекта. Рекомендуются дифференцированные приемы освещения для исторических и современных зданий города. Формулируются светокомпозиционные средства и приемы комплексного формирования световой среды набережных. В статье предлагается рассматривать световую среду города как систему универсальных структурных и урбанистических элементов, формирующих определенные светокомпозиционные и эмоциональные характеристики общественно-пешеходных пространств и зрительно оцениваемых непосредственно человеком. Предлагается визуальный ряд приемов освещения каждого элемента на примере теоретической модели городского пространства. Выработанные приемы освещения могут использоваться в научно-практических работах при формировании световой среды исторических городов с выраженным рельефом и прибрежным расположением.
Приводится обзор теоретических и экспериментальных результатов в области зонального разрушения (дезинтеграции) горных пород, в том числе основанных на использовании неевклидовой модели сплошной среды. Механизм и закономерности явления зонального разрушения массива горной породы исследуются с применением аналитического, численного и экспериментального моделирования. Определены направления и задачи, требующие дальнейшего изучения.
Рассмотрен процесс геоакустического моделирования участка шельфа в геоинформационных системах (ГИС-системы) на примере залива Петра Великого Японского моря. ГИС-системы представлены пакетами ArcGIS для хранения и визуализации данных о горных породах дна шельфа; результаты измерений по водному слою представлены в программе Ocean Data View, кроме того, математическая обработка всего массива геоакустической информации производилась на базе пакета MatLab. Использование ГИС-систем упрощает работу с данными о геологическом строении и петрофизических свойствах горных пород, физических свойств водной среды. Кроме того, на базе пакетов ArcGIS можно создавать и визуализировать 2- и 3-D модели реальной среды. Использованные алгоритмы создания цифровой геоакустической модели залива Петра Великого применены впервые в Дальневосточном регионе.
Рассматриваются вопросы не требующей существенных затрат оптимизации существующих сетей цифрового телевещания. Разработан алгоритм программного комплекса, позволяющего обеспечить автоматизацию процесса проектирования новой или модернизации существующей сети телевещания и объективно выбрать ее оптимальную конфигурацию. Основу программного комплекса составляет метод математического моделирования; приводится обоснование выбора модели Лонгли-Райса для прогнозирования распространения радиоволн. В дальнейшем планируется переход на использование более точной модели - ITWOM (Irregular Terrain with Obstructions Model). Для проведения расчетов одночастотных сетей телевещания в программном комплексе учитываются особенности их построения, а именно использование предустановленных задержек. Для обеспечения наилучшего эффекта сетевого усиления вводится оптимизация предустановленных задержек для каждого передатчика одночастотной сети телевещания. Обсуждаются особенности разработанного алгоритма комплекса, успешно произведена верификация его прототипа. Данная работа является продолжением предыдущих исследований авторов.
Представлена геоэкологическая оценка загрязняющих веществ, поступающих в морскую среду. Авторами впервые предпринят ретроспективный анализ изменения экологической ситуации (с позиции устойчивого природопользования), начиная с периода освоения русскими юга Дальнего Востока России и до настоящего времени. Выполненные с применением информационных технологий, такие оценки дают возможность определения оптимальной хозяйственной стратегии природопользования и принятия научно обоснованного управленческого решения ее реализации. На основе результатов предпринятого авторами анализа экологической обстановки обоснована необходимость применения оптимальных для защиты окружающей природной среды и сохранения возобновляемых природных ресурсов принципов ведения хозяйствования - как основы благополучия и устойчивого экономического развития в регионе. Использование геоэкологичес-кого анализа и ретроспективных оценок позволили выявить основные тенденции в развитии региональных особенностей природопользования, составить средне- и долгосрочные прогнозы развития региона и рекомендовать оптимальные, экономически целесообразные схемы хозяйствования с экологически щадящими режимами природосберегающего и природовосстанавливающего природопользования на юге Дальнего Востока России.