Все выпуски
- 2024 Том 16
- 2023 Том 15
- 2022 Том 14
- 2021 Том 13
- 2020 Том 12
- 2019 Том 11
- 2018 Том 10
- 2017 Том 9
- 2016 Том 8
- 2015 Том 7
- 2014 Том 6
- 2013 Том 5
- 2012 Том 4
- 2011 Том 3
- 2010 Том 2
- 2009 Том 1
-
Точные решения модели Экмана трехмерного ветрового движения однородной жидкости с учетом геострофической составляющей
Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 1, с. 57-66Первое решение для ветрового движения однородной жидкости было найдено в 1905 г. Экманом и представляло собой сумму двух слагаемых: дрейфовой составляющей, определяемой напряжением ветра, и геострофической, определяемой наклоном свободной поверхности. Дрейфовая составляющая определяется конкретной формулой и легко поддается анализу. Нахождение геострофической составляющей требует решения уравнения эллиптического типа в области, ограниченной береговой линией, и представляет собой более сложную задачу. В данной работе приводятся примеры областей и ветровых напряжений, когда уравнения для нахождения геострофической составляющей решаются аналитически.
Ключевые слова: ветровое движение жидкости, модель Экмана.
Exact solutions of Ekman’s model for three-dimensional wind-induced flow of homogeneous fluid with geostrophic current
Computer Research and Modeling, 2009, v. 1, no. 1, pp. 57-66The first solution for wind-induced flow of homogeneous fluid was found in 1905 by Ekman and it involved the sum of two components: the drift current determined by wind stress and the geostrophic current determined by slope of the free surface. Drift current is defined by the specific formula and can be easily analyzed. In order to find the geostrophic current it is necessary to solve an elliptic type equation in the area bounded by coastline and it is a more difficult problem. In this paper examples of areas and wind stresses are given for the case when the equations for finding the geostrophic current are solved analytically.
Keywords: wind-induced flow, Ekman's model.Просмотров за год: 2. -
Численное исследование сингулярности интегральных уравнений теории жидкостей в приближении RISM
Компьютерные исследования и моделирование, 2010, т. 2, № 1, с. 51-62Предложена схема построения параметрического портрета интегральных уравнений теории жидкостей в приближении RISM. Для нахождения всех связных решений использован метод продолжения по параметру. Получены уравнения для молекулярных жидкостей, сводимых по соображениям симметрии к модели двуцентровых молекул. Для преодоления особых точек использован переход к зависимости уравнений RISM от обратной сжимаемости. С помощью предложенного метода проведены численные расчеты изотерм обратной сжимаемости метана для трех уравнений замыкания. В случае частично линеаризованного гиперцепного замыкания не обнаружено бифуркации решений. Для других замыканий получены бифуркации решений и обнаружено поведение, которое не характерно для модели простых жидкостей. В случае замыкания Перкуса-Йевика в области низких температур получены нефизические решения. Для гиперцепного замыкания в области температур выше критической точки получена дополнительная ветвь решений с изломом в точке бифуркации.
Numerical analyses of singularity in the integral equation of theory of liquids in the RISM approximation
Computer Research and Modeling, 2010, v. 2, no. 1, pp. 51-62Просмотров за год: 4.An approach to evaluation of a parametric portrait of integral equations of the theory of liquids in the RISM approximation was proposed. To obtain all associated solutions the continuation method was used. The equations reduced to a two-centered molecule model for symmetry reasons were deduced for molecular liquids. For molecular liquids, some equations were obtained which could be reduced, for symmetry reasons, to a two-center molecular model. To avoid critical points we changed the dependence of RISM-equations on reverse compressibility. The suggested method was used to perform numerical computations of methane reverse compressibility isotherms with three closures. No bifurcation of solutions was observed in the case of the partially linearized hypernetted chain closure. For other closures bifurcations of solutions were obtained and the model behavior nontypical for simple liquids was observed. In the case of Percus-Yevick closure nonphysical solutions were obtained at low temperature and density. Additional solution branch with a kink in the bifurcation point was obtained in the case of hypernetted chain closure at temperature above the critical point.
-
Математическое моделирование двуядерных систем при низкоэнергетических ядерных реакциях
Компьютерные исследования и моделирование, 2010, т. 2, № 4, с. 385-392Для квантового описания поведения двуядерных систем на начальной стадии околобарьерного слияния тяжелых ядер использованы численные методы нахождения коллективных и одночастичных состояний. Коллективные возбужденные состояния в таких системах представляют собой согласованные колебания поверхностей сферических ядер. Одночастичные состояния внешних нейтронов аналогичны состояниям валентных электронов двухатомных молекул.
Ключевые слова: двуядерные системы, методы решения уравнения Шредингера.
Mathematical modeling of dinuclear systems in low energy nuclear reactions
Computer Research and Modeling, 2010, v. 2, no. 4, pp. 385-392Просмотров за год: 2.Numerical methods of obtaining collective and one-particle states were used for the quantum description of two-nuclear systems behavior at the initial stage of near-barrier heavy nuclei fusion. The collective exited states in such systems represent concordant oscillations of surfaces of spherical nuclei. The one-particle states of the external neutrons are similar to the states of valence electrons of diatomic molecules.
-
Экономичный метод решения уравнения переноса в 2D цилиндрической и 3D гексагональной геометриях для метода квазидиффузии
Компьютерные исследования и моделирование, 2011, т. 3, № 3, с. 279-286В работе описан предложенный экономичный метод решения стационарного уравнения переноса в x-y-z-геометрии. Решение уравнения проводится на гексагональной сетке, отражающей структуру поперечного сечения активной зоны реактора. Использованный метод коротких характеристик наследует методические наработки двумерного расчета. Применяются характеристический и консервативно-характеристический методы решения уравнения в ячейке сетки. В трехмерной геометрии подтверждено преимущество консервативного метода и хорошая точность полученного численного решения, особенно компонентов тензора квазидиффузии.
Efficient method of the transport equation calculation in 2D cylindrical and 3D hexagonal geometries for quasi-diffusion method
Computer Research and Modeling, 2011, v. 3, no. 3, pp. 279-286Цитирований: 4 (РИНЦ).Efficient method for numerical solving of the steady transport equation in x-y-z-geometry has been suggested. The equation is being solved on hexagonal mesh, reflecting real structure of the reactor active zone cross-section. Method of characteristics is used, that inherits all the outcomes from the two-dimensional r-z-geometry calculation. Two variants of the method of characteristics have been applied for solving the transport equation in a cell: method of short characteristics and its conservative modification. It has been confirmed that in three-dimensional geometry conservative method has advantage over pure characteristic and it produces highly accurate solution, especially for quasi-diffusion tensor components.
-
Программа NINE: численное решение граничных задач для нелинейных дифференциальных уравнений методом НАМН
Компьютерные исследования и моделирование, 2012, т. 4, № 2, с. 315-324Представлена программа NINE (Newtonian Iteration for Nonlinear Equation) численного решения граничных задач для нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка на основе непрерывного аналога метода Ньютона (НАМН) с использованием нумеровской конечно-разностной аппроксимации четвертого порядка относительно шага дискретизации по пространственной переменной. Обсуждаются алгоритмы вычисления ньютоновского итерационного параметра. Выполнены методические расчеты, демонстрирующие влияние выбора итерационного параметра на сходимость итерационного процесса. Представлены результаты проведенного с помощью программы NINE численного исследования положительных частицеподобных решений уравнения скалярного поля.
Ключевые слова: нелинейные дифференциальные уравнения, непрерывный аналог метода Ньютона, конечно-разностная аппроксимация.
NINE: computer code for numerical solution of the boundary problems for nonlinear differential equations on the basis of CANM
Computer Research and Modeling, 2012, v. 4, no. 2, pp. 315-324Просмотров за год: 1. Цитирований: 1 (РИНЦ).The computer code NINE (Newtonian Iteration for Nonlinear Equation) for numerical solution of the boundary problems for nonlinear differential equations on the basis of continuous analogue of the Newton method (CANM) is presented. Numerov’s finite-difference appproximation is applied to provide the fourth accuracy order with respect to the discretization stepsize. Algorithms of calculating the Newtonian iterative parameter are discussed. A convergence of iteration process in dependence on choice of the iteration parameter has been studied. Results of numerical investigation of the particle-like solutions of the scalar field equation are given.
-
Математическое моделирование и оптимальное управление процессом осаждения гальванического покрытия в многоанодной ванне с учетом изменения концентрации компонентов электролита
Компьютерные исследования и моделирование, 2013, т. 5, № 2, с. 193-203Данная работа рассматривает задачу оптимального управления гальваническим процессом в многоанодной ванне. Построена нестационарная математическая модель гальванического процесса, которая учитывает изменения концентрации компонентов электролита. Продемонстрировано обоснование выбора вида управляющих экстремалей на примере гальванического процесса хромирования в стандартном электролите.
Ключевые слова: математическая модель, уравнение параболического типа, оптимальное управление, модифицированный метод Ритца, гальванический процесс, многоанодная ванна, изменение концентрации компонентов электролита.
Mathematical modeling and optimal control deposition process galvanic coverings in a multianode bath taking into account change concentrations of electrolyte components
Computer Research and Modeling, 2013, v. 5, no. 2, pp. 193-203Просмотров за год: 4. Цитирований: 4 (РИНЦ).This work considers the problem of optimal control galvanic process in multianode bath. The nonstationary mathematical model of galvanic process, which considers change concentrations of electrolyte components, is developed. Demonstrated rationale for the choice of the form to extremal control on example chrome galvanic process in the standard electrolyte.
-
Теоремы о предельной нагрузке для жесткопластических сплошных сред с внутренними степенями свободы и их приложение к континуальным сетчатым оболочкам
Компьютерные исследования и моделирование, 2013, т. 5, № 3, с. 423-432Изучается геометрия сплошных сред с внутренними степенями свободы методом подвижного репера Картана. Выводятся условия неразрывности деформаций в форме уравнений структуры для многообразий. Предлагаются определяющие соотношения для жесткопластических сред с внутренними степенями свободы. Доказываются аналоги теорем о предельных нагрузках. Показано применение этих теорем для анализа поведения жесткопластических континуальных оболочек из материалов, обладающих памятью формы. Приведено вычисление предельных нагрузок для оболочек вращения при воздействии внешних сил и при восстановлении формы от нагрева.
Ключевые слова: жесткопластическая среда, репер Картана, определяющие уравнения, предельная нагрузка, память формы, оболочки вращения.
Ultimate load theorems for rigid plastic solids with internal degrees of freedom and their application in continual lattice shells
Computer Research and Modeling, 2013, v. 5, no. 3, pp. 423-432Цитирований: 2 (РИНЦ).This paper studies solids with internal degrees of freedom using the method of Cartan moving hedron. Strain compatibility conditions are derived in the form of structure equations for manifolds. Constitutive relations are reviewed and ultimate load theorems are proved for rigid plastic solids with internal degrees of freedom. It is demonstrated how the above theorems can be applied in behavior analysis of rigid plastic continual shells of shape memory materials. The ultimate loads are estimated for rotating shells under external forces and in case of shape recovery from heating.
-
Неполные системы линейных уравнений с ограничениями на переменные
Компьютерные исследования и моделирование, 2014, т. 6, № 5, с. 719-745Сформулирована задача описания объектов различной природы на основе системы линейных уравнений, в которой число неизвестных превосходит число уравнений. Важной особенностью такой задачи, существенно усложняющей ее решение, являются ограничения на значения ряда переменных. Примером такой задачи является выбор биохимических реакций, осуществляющих преобразование заданного субстрата (исходного вещества) в заданный продукт. В этом случае неизвестными являются скорости биохимических реакций, образующие искомый вектор решения. Компоненты этого вектора в описываемом подходе разделяются на две группы: 1) задаваемые, $\vec{y}$; 2) зависящие от задаваемых, $\vec{x}$. Изучены варианты конфигурации области допустимых значений $\vec{y}$, следующие из ограничений, наложенных на компоненты $\vec{x}$. Выявлено, что часть ограничений могут быть излишними и поэтому исключенными из рассмотрения, что упрощает решение задачи. Анализируются случаи, когда два или более ограничений на $\vec{x}$ приводят к появлению жестких связей между компонентами $\vec{y}$. Описаны методы поиска базисных решений, учитывающие особенности данной задачи. Постановка общей задачи и полученные решения проиллюстрированы биохимическим примером.
Ключевые слова: линейные уравнения, прямоугольные матрицы, линейные неравенства, стехиометрия метаболизма, метаболические пути.
Incomplete systems of linear equations with restrictions of variable values
Computer Research and Modeling, 2014, v. 6, no. 5, pp. 719-745Просмотров за год: 24. Цитирований: 3 (РИНЦ).The problem is formulated for description of objects having various natures which uses a system of linear equations with variable number exceeding the number of the equations. An important feature of this problem that substantially complicates its solving is the existing of restrictions imposed on a number of the variables. In particular, the choice of biochemical reaction aggregate that converts a preset substrate (a feedstock) into a preset product belongs to this kind of problems. In this case, unknown variables are the rates of biochemical reactions which form a vector to be determined. Components of this vector are subdivided into two groups: 1) the defined components, $\vec{y}$; 2) those dependent on the defined ones, $\vec{x}$. Possible configurations of the domain of $\vec{y}$ values permitted by restrictions imposed upon $\vec{x}$ components have been studied. It has been found that a part of restrictions may be superfluous and, therefore, unnecessary for the problem solving. Situations are analyzed when two or more $\vec{x}$ restrictions result in strict interconnections between $\vec{y}$ components. Methods of search of the basis solutions which take into account the peculiarities of this problem are described. Statement of the general problem and properties of its solutions are illustrated using a biochemical example.
-
Модель анизотропной прочности со скалярным параметром поврежденности
Компьютерные исследования и моделирование, 2014, т. 6, № 6, с. 937-942В работе обсуждается возможность моделирования анизотропии прочности слоистой упругой среды с использованием скалярного параметра поврежденности. Сформулированы термодинамически согласованные определяющие уравнения. С помощью пакета SIMULIA/Abaqus моделируется процесс растяжения и сжатия образцов. Результаты расчета с использованием предложенной модели сравниваются с известными из литературы экспериментальными данными и предсказаниями традиционных моделей.
Ключевые слова: разрушение, теория поврежденности, анизотропия, термодинамическая согласованность, пользовательские подпрограммы.
Modeling of anisotropic strength using scalar damage parameter
Computer Research and Modeling, 2014, v. 6, no. 6, pp. 937-942Просмотров за год: 1.The paper discusses the possibility of modeling the strength anisotropy of layered elastic medium using a scalar damage parameter. Thermodynamically consistent constitutive equations are formulated. Using SIMULIA / Abaqus we numerically simulated the stretching and compression of the samples. The results of calculation using the proposed model are compared with the known experimental data from the literature and the predictions of traditional models.
-
Особенности численного моделирования поля модифицированного магнита спектрометра
Компьютерные исследования и моделирование, 2015, т. 7, № 1, с. 93-105В данной работе представлены результаты численного моделирования распределения магнитного поля некоторых модификаций спектрометрического магнита СП-40, используемого в экспериментальной установке НИС ОИЯИ. Основной особенностью такого магнита является прямоугольная апертура, следовательно, и область, в которой решается краевая задача, имеет всюду гладкую границу, за исключением угловой области ферромагнетика. В таких случаях решение задачи или производные решения могут иметь особенность. Изучено поведение магнитного поля в окрестности угловой области ферромагнетика и численным путем выбрана конфигурация магнита, для которой ширина области однородности (т. е. с $\Delta B/B < 1\,\%$) магнитного поля увеличилась с 0.5 м до 1.0 м, т. е. в два раза.
Ключевые слова: магнитные системы, математическое моделирование, краевая задача, эллиптические уравнения, поведение решения в угловой области ферромагнетика.
Peculiar features of numerical modeling of the modified spectrometer magnet field
Computer Research and Modeling, 2015, v. 7, no. 1, pp. 93-105Цитирований: 1 (РИНЦ).In this work, we propose a method of the numerical solution of the magnetostatic problem for domains with boundaries containing corners. With the help of this numerical method, the magnetic systems of rectangular configuration were simulated with high accuracy. In particular, the calculations of some modifications of the magnetic system SP-40 used in the NIS JINR experimental installation, are presented. The basic feature of such a magnet is a rectangular aperture, hence, the area in which the boundary-value problem is solved, has a smooth border everywhere, except for a finite number of angular points in the vicinity of which the border is formed by crossing two smooth curves. In such cases the solution to the problem or derivatives of the solution can have a special feature. A behavior of the magnetic field in the vicinity of an angular point is investigated, and the configuration of the magnet was chosen numerically. The width of the area of homogeneity of the magnetic field increased from 0.5 m up to 1.0 m, i. e. twice.
Журнал индексируется в Scopus
Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU
Журнал входит в систему Российского индекса научного цитирования.
Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"