Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия
Vestnik of Samara University. Natural Science Series
Выходит 4 раза в год
Главный редактор
- Шахматов Евгений Владимирович, академик РАН, доктор технических наук, профессор
ORCID iD: 0000-0001-8001-2324
Издатель и учредитель
- ФГАОУ ВО "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
WEB: https://ssau.ru/
Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 67328 от 05.10.2016
О журнале
В журнале публикуются результаты оригинальных научных исследований по разделам: математика, физика, математическое моделирование, механика, математические методы в естественных науках, информационно-вычислительные системы.
Индексация
- Перечень ВАК
- zbMATH
- РИНЦ
- ВИНИТИ
- ULRICH`S Periodical Directory
- Math-Net.ru
- MathSciNet
- Crossref
- Dimensions
Публикации
- Бесплатно для авторов
- На русском и английском языке
- В немедленном открытом доступе с лицензией CC BY
Текущий выпуск
Том 31, № 1 (2025)
Математика
Об арифметической природе коэффициентов мультипликативных эта-произведений
Аннотация
В статье изучается арифметическая природа коэффициентов мультипликативных эта-произведений, называемых также функциями МакКея. Для некоторых функций можно установить соответствие Гекке между коэффициентами функций МакКея и грессен-характерами Гекке мнимых квадратичных полей. Для других функций МакКея такое соответствие невозможно, но их коэффициенты можно представить в виде сумм, содержащих характеры Гекке. Возникающие характеры Гекке выписываются явно. В статье приведены первые десять коэффициентов для всех функций МакКея. Вычисления основаны на пентагональной формуле Эйлера. В статье также рассказано о связи коэффициентов этих функций с суммами Шимуры.



Разрешимость характеристической задачи с интегральными условиями для гиперболического уравнения
Аннотация
В статье рассматривается нелокальная задача для гиперболического уравнения в характеристической области. В качестве дополнительных условий заданы значения интегралов от искомого решения, что делает невозможным применение классических методов доказательства разрешимости задачи. Предложенный в статье подход позволяет найти условия, выполнение которых гарантирует существование не более одного решения задачи, а в частном случае — получить явный вид решения.



Математическое моделирование
Критериальный метод определения времени нагнетания пара при пароциклической обработке призабойных зон скважин
Аннотация
Решение задач тепломассопереноса при циклической обработке паром призабойной зоны добывающих скважин позволяет управлять процессом извлечения высоковязкой нефти. На основе развития подходов механики многофазных систем сформулирована математическая модель и предложен критериальный метод определения времени нагнетания пара в призабойную зону. В рамках этого метода определяющими являются следующие процессы: теплоотдача в кровлю и подошву пласта, увеличение водонасыщенной зоны при непрерывной закачке и наличие предельного градиента давления у неньютоновской жидкости. Разработанная модель была апробирована на синтетических данных. Исследованы динамики развития теплового, пароводяного и водонефтяного фронтов при нагнетании в радиальной постановке задачи. Проведена верификация модели на основе сравнения полученных результатов с расчетами в гидродинамическом симуляторе.



Математические методы в естественных науках
Метод формирования логико-событийных вычислительных моделей трансформирующихся социоинформационных процессов
Аннотация
B статье развивается метод организации логико-событийной гибридной модели для анализа социоинформационных процессов при их стадийности, событийных трансформациях и стремительных возмущениях. Специфические ситуации с нестационарным временем жизни y череды непересекающихся поколений не описываются непрерывными уравнениями математической биофизики. Применение многопараметрических функциональных итераций c воздействием xn+1 = ψ(r; xn)ξ(a; xn−i) + Θ[n], xmax = max ψ(x) ̸= max ξ(x) приводит к каскаду бифуркаций с сосуществованием устойчивых циклов и множества точек {ˆr, ˆa} переходов "хаос⇔цикл", что выходит за рамки сущностной интерпретации поведения траектории. Предложенный метод актуален для моделирования случаев, когда y поколений различается длина стадий ювенального онтогенеза. Модели важны для прогнозов инвазионных процессов y способных к массовым вспышкам размножения насекомых, где действует фактор зимовки поколений. Проводится построение гибридных структур уравнений, описывающих динамику поколений на смежных неравномерных отрезках онтогенеза в зависимости от изменения факторов смертности из-за конкуренции за ресурсы, регулируемой скоростью роста y организмов. Гибридная модель позволяет получить пульсирующую динамику численности, где переходы к состоянию избыточно многочисленных поколений "вспышек" взаимосвязаны с выживанием зимующего поколения и уровнем конкурентной смертности летнего поколения. Метод моделирования актуален для поддерживаемых искусственным воспроизводством популяций и для случаев, когда у разных социальных групп различается репродуктивная активность, что отражается в развитии демографических волн, нарушении социальных структур и нарушении традиционных взаимодействий при кризисе социальных структур.



Акустический метод определения толщины отложений в технологическом оборудовании
Аннотация
Проведены исследования акустического метода измерения толщины отложений на внутренней стенке технологического оборудования; экспериментальные исследования по изучению совместного влияния толщины стенки, диаметра трубопровода и толщины отложений на параметры колебаний стенки трубопровода; измерения неизвестных толщин отложений с использованием метода, основанного на анализе параметров колебаний стенки трубопровода. Осуществлены исследования по измерению неравномерного распределения отложений. Полученные результаты позволяют с хорошей точностью измерять толщину асфальтосмолопарафиновых отложений в технологическом оборудовании.



Физика
Моделирование отклика и восстановление первичных вершин в трековом строу-детекторе SPD NICA
Аннотация
В данной работе мы изучаем временную структуру событий в строу-детекторе спиновой физики (SPD) ускорителя NICA в ОИЯИ. С помощью программного пакета Geant4 мы моделируем отклик чувствительных элементов слоев строу-трубок при бестриггерном режиме работы SPD. Используя результаты моделирования, мы представляем простой алгоритм быстрого поиска первичных вершин и оцениваем его эффективность и чистоту реконструкции



Влияние начальной атомной когерентности и прямого взаимодействия на перепутывание кубитов в двухкубитной модели Тависа — Каммингса
Аннотация
Найдена точная динамика модели, состоящей из двух идентичных кубитов, нерезонансно взаимодействующих с модой электромагнитного поля идеального резонатора посредством однофотонных переходов, при наличии прямого изинговского взаимодействия кубитов. Точное решение использовано для расчета двухкубитной отрицательности кубитов в случае когерентного начального состояния кубитов и теплового состояния поля резонатора. Показано, что в случае резонансного взаимодействия кубитов с полем начальная атомная когерентность приводит к значительному увеличению максимальной степени перепутывания. Включение прямого изинговского взаимодействия кубитов может существенно усиливать перепутывание кубитов как в случае когерентных, так и некогерентных начальных состояний кубитов. В случае нерезонансного взаимодействия кубитов и поля резонатора расстройка приводит к ослаблению влияния атомной когерентности на динамику перепутывания кубитов.



Развитие преобразователей энергии в дискретных ионно-плазмодинамических установках с электронным управлением
Аннотация
Разработаны методы создания электронно-управляемых потоков ионов и плазмы в магнитных полях для нейтронного генератора, плазменного электрогенератора и генератора на основе клистрона. Методика и технология создания и формирования электронно-управляемых потоков ионов и плазмы в магнитных полях были разработаны для реализации управляемого термоядерного синтеза посредством адаптивной дискретной модуляции потоков. Работа блоков установок основана на принципах уплотнения плазмы с магнито-оптической синхронизацией в реальном времени, критически важной для минимизации потерь на циклотронное излучение. В работе представлена комплексная методология экспериментальной валидации, включающая детектирование высокоэнергетических фотонов (6–17 МэВ) и экранирование альфа-частиц титановой фольгой толщиной 50 мкм, необходимые для испытаний промышленных плазменных генераторов. Рассмотрены теоретические и прикладные аспекты моделирования магнитодинамических потоков плазмы, а также новая конструкция плазменного нейтронного генератора с динамической плазменной мишенью. Предложенный электронно-управляемый генератор-преобразователь энергии плазмы демонстрирует тепловую мощность 8–25 кВт и электрическую мощность 4–12 кВт, превышая эффективность преобразования энергии (>50 %) традиционных D-T систем. Предлагается нейтронный генератор с плазменной мишенью, обеспечивающий импульсный поток до 1010с−1, что демонстрирует преимущества по сравнению с традиционными D-T системами. Использование компактных нейтронных и электрогенераторов позволяет преодолеть ограничения традиционных ядерных реакторов деления, обеспечивая модульность и быструю масштабируемость. Недавние разработки включают импульсные D-T генераторы и гибридные лазерно-плазменные системы, однако эффективность преобразования энергии в них остаётся низкой (<30%). Плазменный электрический генератор реализован на основе испарения гидрида лития и квадрупольной магнитной дискретизации (Патент RU 2757666). Технология решает проблему масштабируемости традиционных реакторов деления, предлагая модульность и быстрое развертывание, с перспективой применения в производстве изотопов и в компактных нейтронных источниках.


