Том 29, № 1 (2021)

Статьи

Численное моделирование тепловых процессов, возникающих в материалах при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов

Амирханов И.В., Саркер Н.Р., Сархадов И.

Аннотация

В работе проведено численное исследование решений параболического и гиперболического уравнений теплопроводности при одинаковых физических параметрах, а также сравнительный анализ полученных результатов. Обсуждена математическая постановка задачи. Действие лазера учтено через функцию источника, которую выбрали в виде двойного фемтосекундного лазерного импульса. В гиперболическом уравнении, в отличие от параболического, присутствует дополнительный параметр, который характеризует время релаксации потока тепла. Кроме этого, в источнике гиперболического уравнения присутствует дополнительное слагаемое - производная от плотности мощности источника параболического уравнения. Это означает, что на температуру образца оказывает влияние не только плотность мощности источника, но и скорости его изменения. Приведены профили температуры образца в разные моменты времени и её динамика на разных глубинах мишени. Расчёты проводились при различных временах задержки между импульсами и при различных параметрах релаксации.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2021;29(1):5-13
pages 5-13 views

Нормальные моды волновода как собственные векторы самосопряжённого операторного пучка

Малых М.Д.

Аннотация

В статье рассматривается волновод постоянного односвязного сечения S при условии, что заполняющее волновод вещество характеризуется диэлектрической и магнитной проницаемостями, меняющимися плавно на сечении S, но постоянными вдоль оси волновода. На стенках волновода взяты условия идеальной проводимости. На основе найденного ранее представления электромагнитного поля в таком волноводе при помощи четырёх скалярных функций — двух электрических и двух магнитных потенциалов — уравнения Максвелла записаны относительно потенциалов и продольных компонент поля. Из этой системы удаётся исключить потенциалы и записать пару интегро-дифференциальных уравнений относительно одних продольных компонент, расщепляющихся на два несвязанных волновых уравнения в оптически однородном случае. В оптически неоднородном случае этот подход позволяет свести задачу об отыскании нормальных мод волновода к исследованию спектра квадратичного самосопряжённого операторного пучка.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2021;29(1):14-21
pages 14-21 views

Исследование влияния пандемии COVID-19 на международные авиаперевозки

Щетинин Е.Ю.

Аннотация

Прогнозирование временных рядов играет важную роль во многих областях исследований. Вследствие растущей доступности данных и вычислительных мощностей в последние годы глубокое обучение стало фундаментальной частью нового поколения моделей прогнозирования временных рядов, получающих отличные результаты.В данной работе представлены три различные архитектуры глубокого обучения для прогнозирования временных рядов: рекуррентные нейронные сети (RNN), которые являются наиболее известной и используемой архитектурой для задач прогнозирования временных рядов; долгая краткосрочная память (LSTM), которая представляет собой обобщённую и развитую РНС, разработанную для преодоления проблемы исчезающего градиента; закрытый рекуррентный блок (GRU), который является ещё одной эволюционной моделью РНС.Статья посвящена моделированию и прогнозированию стоимости международных авиаперевозок в условиях пандемии с использованием методов глубокого обучения и моделей рекуррентных сетей. В работе построены модели временных рядов цен акций American Airlines (AAL) с использованием моделей рекуррентных нейронных сетей LSTM, GRU, RNN и проведён сравнительный анализ результатов точности прогноза на выбранный период. Его результаты показали эффективность применения алгоритмов глубокого обучения для оценивания точности прогнозирования временных рядов.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2021;29(1):22-35
pages 22-35 views

Имитационное моделирование разделения ресурсов с изоляцией слайсов на базе SLA

Поляков Н.А., Яркина Н.В., Самуйлов К.Е.

Аннотация

В настоящее время, несмотря на ввод в эксплуатацию сетей мобильной связи 5-го поколения, эффективное разделение ресурсов сети радиодоступа по-прежнему остаётся актуальной задачей. Свои коррективы в её постановку вносят технологии виртуализации и нарезки сети (network slicing), позволяющие разделять сеть доступа на логические подсети. В статье предложен инструмент имитационного моделирования, разработанный на платформе OMNeT++ для анализа эффективности схемы разделения ресурсов с изоляцией слайсов на базе соглашений об уровне обслуживания. Объектно-ориентированный подход к построению симулятора обеспечивает гибкость и расширяемость модели. В статье кратко изложена исследуемая схема слайсинга, подробно описана архитектура программного средства и особенности построения имитационой модели, приведены результаты численного анализа.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2021;29(1):36-52
pages 36-52 views

Оптимизация энергопотребления мобильных устройств в системе туманных вычислений

Дараселия А.В., Сопин Э.С.

Аннотация

Выгрузка задач мобильных вычислений в систему туманных вычислений представляется многообещающим подходом для снижения времени отклика ресурсоёмких мобильных приложений, функционирующих в режиме реального времени. Помимо снижения времени отклика, механизмы выгрузки вычислений помогут также снизить энергопотребление мобильных устройств. В этой статье мы проводим анализ энергопотребления мобильных устройств, которые используют инфраструктуру туманных вычислений для повышения производительности и увеличения времени их автономной работы. Рассматривается трёхуровневая вычислительная система, состоящая из непосредственно мобильного устройства, узла системы туманных вычислений и удалённого облака. Задачи мобильных вычислений могут быть обработаны локально на устройстве или быть выгружены в соответствии с пороговым критерием выгрузки. Сформулирована и решена задача оптимизации энергопотребления при наличии ограничений на среднее время отклика и на вероятность того, что время отклика ниже определённого порога.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2021;29(1):53-62
pages 53-62 views

О сопряжённых разностных схемах: схема средней точки и схема трапеций

Ин Ю., Малых М.Д.

Аннотация

В статье исследован вопрос о сохранении квадратичных интегралов на приближённых решениях автономных систем обыкновенных дифференциальных уравненийx˙=f(x), найденных по схеме трапеций. Установлена связь между схемой трапеции и схемой средней точки, которая сохраняет все квадратичные интегралы движения в силу теоремы Купера. Эта связь позволяет рассматривать схему трапеций как двойственную к схеме средней точки и отыскать двойственный аналог для теоремы Купера. Доказано, что на приближённом решении, найденном по симметрической схеме, сохраняется не сам квадратичный интеграл, а более сложное выражение, которое переходит в интеграл в пределе при t0. Результаты проиллюстрированы примерами — линейным и эллиптическим осцилляторами. В обоих случаях в явном виде выписаны выражения, которые сохраняет схема трапеций.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. 2021;29(1):63-72
pages 63-72 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».