Том 30, № 4 (2024)

Обложка

Весь выпуск

Математика

Краевые задачи для разрывно-нагруженных параболических уравнений

Кармоков М.М., Нахушева Ф.М., Геккиева С.Х.

Аннотация

В статье рассматриваются краевые задачи для разрывно-нагруженного параболического уравнения с оператором дробного интегродифференцирования Римана – Лиувилля с переменными коэффициентами. Доказана однозначная разрешимость задачи Коши – Дирихле для разрывно-нагруженного параболического уравнения дробного порядка. В работе также исследуются вопросы существования и единственности решения первой краевой задачи для разрывно-нагруженного уравнения параболического типа. Методом функции Грина, используя свойства фундаментального решения соответствующего однородного уравнения, а также предполагая, что коэффициенты уравнения ограничены, непрерывны и удовлетворяют условию Гельдера, оставаясь неотрицательными, показано, что решение задачи сводится к системе интегральных уравнений Вольтерра второго рода.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):7-17
pages 7-17 views

Механика

Многопараметрические представления поля напряжений у вершины трещины антиплоского сдвига

Бахарева Ю.Н.

Аннотация

Статья посвящена изучению поля напряжений у вершины трещины продольного сдвига на основе многопараметрического асимптотического представления поля напряжений у вершины трещины в линейно-упругом изотропном материале. Выполненный асимптотический анализ полей у вершины трещины продольного сдвига является естественным продолжением исследований, проведенных для многопараметрических полей напряжений у вершин трещин нормального отрыва и поперечного сдвига, а также смешанного нагружения. Несмотря на простоту анализа вклада высших приближений в общее представление поля напряжений у вершины трещины типа III, многокоэффициентные представления поля напряжений вблизи данного типа трещин освещены ранее не были. Показано, что приближения высших порядков должны обязательно учитываться для аккуратного представления поля напряжений и расширения области действия асимптотических разложений. Установлено, что чем больше расстояние от вершины трещины, тем больше слагаемых ряда необходимо сохранять вблизи кончика трещины.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):18-25
pages 18-25 views

Решение уравнений Феппля Кармана для квадратных пластин

Дигилов А.В., Лычев С.А.

Аннотация

В статье развит подход к построению решений уравнений Феппля Кармана для квадратных пластин, основанный на прямой алгебраизации краевой задачи. Решение получено в виде разложения по базису в пространстве квадратно-интегрируемых функций. Для задания такого базиса использована система собственных функций линейного самосопряженного оператора. Коэффициенты разложения определяются методом редукции из бесконечномерной системы кубических уравнений. Это позволяет рассматривать предложенное решение как нелинейное обобщение классического метода Галеркина.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):26-45
pages 26-45 views

К вопросу разработки глушителей шума реактивной струи

Калабухов В.Н.

Аннотация

В настоящей работе анализируются результаты исследований акустических характеристик дозвуковых реактивных струй при воздействии на них высокочастотного шума. В качестве основного устройства, генерирующего высокочастотный звук, рассматривалась система, состоящая из периферийных сопел, расположенных вокруг основного (базового) сопла. Выявлено, что звуковое облучение оказывает существенное влияние на аэродинамические и акустические характеристики дозвуковых турбулентных струй.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):46-52
pages 46-52 views

Нелинейные уравнения деформирования гибких пластин

Койфман К.Г., Лычев С.А.

Аннотация

В общих неортогональных координатах сформулированы нелинейные уравнения деформирования гибких пластин с учетом несовместных локальных деформаций. Использовались следующие предположения. 1. Перемещения пластины из отсчетной (самонапряженной) формы ограничены кинематическими гипотезами Кирхгофа — Лява. 2. Элементарные объемы, составляющие отсчетную форму, могут быть локально трансформированы в ненапряженное состояние посредством невырожденного линейного преобразования (гипотеза о локальной разгрузке). 3. Преобразования, обратные локальной разгрузке, — импланты — могут быть найдены из решения эволюционной задачи, моделирующей последовательное нанесение бесконечно тонких слоев на лицевую граничную поверхность пластины. Построены геометрические пространства аффинной связности, моделирующие глобальную отсчетную форму, свободную от напряжений. В качестве частных случаев рассмотрены: пространство Вайценбока (с ненулевым кручением), пространство Римана (с ненулевой кривизной) и пространство Вейля (с ненулевой неметричностью).

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):53-83
pages 53-83 views

Экспериментальная оценка определения среднего размера спеклов

Сергеев Р.Н.

Аннотация

В работе предлагается способ оценки среднего размера спекла по экспериментально зафиксированным изображениям спекл-полей на КМОП-матрице. Данный способ может быть полезен при использовании в методах спекл-интерферометрии при определении их метрологических параметров.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):84-91
pages 84-91 views

Математические методы в естественных науках

Численное моделирование температурного поля нефтепровода для теплового метода измерения толщины парафиновых отложений с учетом движения нефти

Артур М.Х., Рыжова Е.А., Ярославкина Е.Е.

Аннотация

В статье приводится анализ проблем выпадения асфальтосмолопарафиновых отложений на внутренней поверхности стенок трубопроводов. Рассматривается задача численного моделирования температурного поля нагреваемого нефтепровода в программном продукте ANSYS. Исследуется процесс нагревания и остывания трубопровода при разной толщине отложений и скорости нефти. Разработана двухмерная численная модель нефтепровода, которая позволяет изучить поведение его температурного поля в процессе нагрева и остывания. Разработанные в статье исследования помогают сократить затраты на обслуживание нефтепроводов.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):92-100
pages 92-100 views

Неизотермическая математическая модель блокирования техногенных трещин

Касперович А.М., Шевелев А.П., Гильманов А.Я.

Аннотация

В настоящий момент крупные нефтяные месторождения перешли на стадию падающей добычи, для поддержания пластового давления залежи необходимо применять технологии заводнения. С целью сохранения прежних темпов добычи нефти требуется форсировать отборы путем увеличения значения забойного давления на нагнетательном фонде скважин. Однако при этом увеличиваются риски превышения давления разрыва пласта, что способно привести к образованию техногенных трещин автогидроразрыва пласта (автоГРП). Интенсивное увеличение трещины автоГРП вызывает рост рисков преждевременного достижения воды по ней в зону дренирования добывающего фонда скважин, что, в свою очередь, приведет к увеличению значения обводненности добываемой продукции. Проведенный анализ актуальных численных математических моделей кольматирования техногенных трещин показал текущий статус определения объема утечек кольматационного агента за пределы трещины с учетом изменения температурного поля на забое нагнетательной скважины. Указанная проблема является актуальной, поскольку на ряде нефтегазовых месторождений проводились специальные комплексы исследований по определению роста техногенных трещин автоГРП, возникших в результате превышения давления разрыва пласта и попавших в зону дренирования добывающих скважин. Изменение температурного поля пласта позволит напрямую отследить изменения вязкости нагнетаемого кольматирующего агента, а также определить объем утечек агента за пределы трещины автоГРП. В работе описано построение неизотермической физико-математической модели нагнетания суспензионной системы (вода – реагент) в пласт с учетом изменения температурного поля пласта объема утечек реагента за пределы трещины автоГРП, учтенного впервые. Целью работы является установление зависимостей объема утечек кольматирующего агента, критического времени заполнения трещины от изменения температурного поля на забое нагнетательной скважины. Построена неизотермическая гидродинамическая модель, показывающая этапы инициации трещины автоГРП с последующей ее кольматацией. Получено распределение концентрации осевшего реагента как в трещине, так и за ее пределами в зависимости от изменения температурного поля на забое скважины. Определено, что объем утечек реагента уменьшается в случае учета изменения температурного поля на забое нагнетательной скважины при идентичных параметрах работы скважины и геолого-физических характеристиках пласта.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):101-115
pages 101-115 views

Физика

Ассоциативное рождение J/ψ-мезонов и прямых фотонов в подходе реджезации партонов

Алимов Л.Э., Карпишков А.В., Салеев В.А.

Аннотация

Проведено теоретическое исследование ассоциативного рождения J/ψ-мезонов и прямых фотонов в подходе реджезации партонов с использованием двух различных моделей адронизации пары тяжелых кварка и антикварка в тяжелый кварконий, известных как нерелятивистская квантовая хромодинамика (НРКХД) и улучшенная модель испарения цвета (УМИЦ). Мы нашли существенные отличия в предсказаниях для сечений рождения и спектров по поперечному импульсу J/ψ-мезонов и фотонов, полученных с использованием НРКХД и УМИЦ. Эти отличия могут быть применены для верификации используемых моделей адронизации. Выполненные нами предсказания сечений ассоциативного рождения J/ψ-мезонов и прямых фотонов при энергиях большого адронного коллайдера немного превышают предсказания, ранее полученные в расчетах в следующем за лидирующим порядке в коллинеарной партонной модели. Также мы сделали предсказания различных двухчастичных корреляционных спектров для ассоциативного рождения J/ψ-мезонов и прямых фотонов, которые представляют интерес при экспериментальных исследованиях.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):116-132
pages 116-132 views

Рождение J/ψ в подходе пересуммирования мягких глюонов и нерелятивистской КХД

Салеев В.А., Шиляев К.К.

Аннотация

В работе изучается рождение J/ψ-мезонов в протон-протонных столкновениях в подходе пересуммирования мягких глюонов (неколлинеарная факторизация), в коллинеарной партонной модели и нерелятивистской квантовой хромодинамике. С использованием экспериментальных данных при энергии √s = 200 ГэВ фиксируются значения октетных непертурбативных матричных элементов. Для описания области промежуточных поперечных импульсов используется метод обратных погрешностей. Сделаны предсказания для сечения рождения и спектра по поперечному импульсу J/ψ-мезонов в кинематике эксперимента SPD NICA.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):133-146
pages 133-146 views

Информационно-вычислительные системы

Особенности использования марковских процессов принятия решений при моделировании атак на системы искусственного интеллекта

Ветров И.А., Подтопельный В.В.

Аннотация

В данной работе проводится исследование особенностей моделирования атак на системы искусственного интеллекта. При построении модели используются марковские процессы принятия решений. Предлагается многоуровневый подход к интерпретации состояний системы, включающий несколько этапов детализации состояний. Этот подход основан на методологии MITRE ATLAS и Методике оценки угроз ФСТЭК. При формировании вектора учитывается специфика модели нарушителя и рассматриваются два основных режима моделирования: on-time и off-time. Описывается порядок формирования наград на абстрактном уровне (без конкретизации действий злоумышленника) построения модели.

Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2024;30(4):147-160
pages 147-160 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».