Preview

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки

Расширенный поиск

Научно-практический рецензируемый журнал

Научный журнал «Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки» является периодическим изданием, в котором отражаются результаты фундаментальных и прикладных исследований по следующим группам  научных специальностей:

  • 2.4.8. Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники (технические науки)
  • 05.04.13. Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты  (технические науки)
  • 2.3.1. Системный анализ, управление и обработка информации (технические науки)
  • 2.3.3. Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические науки)
  • 2.3.4. Управление в организационных системах (технические науки)
  • 05.13.12. Системы автоматизации проектирования (по отраслям) (технические науки)
  • 1.2.2. Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ (технические науки)
  • 2.3.6. Методы и системы защиты информации, информационная безопасность (технические науки)
  • 2.1.3. Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение (технические науки),
  • 2.1.5. Строительные материалы и изделия (технические науки),
  • 2.1.9. Строительная механика (технические науки)
  • 2.1.10. Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства (технические науки)

Научный журнал «Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки» (ISSN (Print) 2073-6185); (ISSN (On-line) 2542-095Х), издается с 1997 года по решению Ученого Совета ФГБОУ ВО «ДГТУ». Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР), свидетельство ПИ № ФС77-30186 от 9 ноября2007 г. Подписной индекс ПС 476 в каталоге «Электронное подписное агентство» АО «Почта России».

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Российской Федерации, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Научный журнал «Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки» размещается в научной электронной библиотеке (НЭБ) - головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ).

Журнал включен в российские и международные открытые репозитории научной информации; подключен к международной системе библиографических ссылок и находится в директории журналов открытого доступа:  CrossRef; Google Scholar; Dimensions; Ulrich's Periodicals Directory; Open Archives; Research Bible; Directory of Open Access Journals (DOAJ); ROAD, Research4Life; LENS.ORG; OpenAIRE; Соционет, КиберЛенинка, Microsoft Academic, Mendeley, Unpaywall.

Журнал ориентирован на круг читателей, проявляющих профессиональный интерес к процессам инженерной модернизации и инновационного развития государства. В настоящее время журнал сложился как периодическое издание определенной направленности. Его отличают тематическое разнообразие, высокий научный уровень, хорошее полиграфическое исполнение.

Журнал является рецензируемым, периодичность издания – 4 номера в год, тираж – 500 экземпляров.

Текущий выпуск

Том 51, № 4 (2024)
Скачать выпуск PDF

ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

6-14 134
Аннотация

Цель. Применение аккумуляции холода в системах охлаждения повышает их эффективность, снижает мощность устанавливаемого оборудования, выравнивает нагрузки на электросети и обеспечивает экономический эффект. Метод. Иследование основано на методах термодинамического анализа технических характеристик различных модификаций водо-ледных аккумуляторов холода. Результат. Проведен анализ технических характеристик льдоаккумуляторов трех типов: с намораживанием воды на теплообменной поверхности (тип 1), с замораживание воды в емкости (тип 2) и в контейнерах (тип 3). Разработаны рекомендации по их применению и определены перспективные направления научных исследований в этой области. Сопоставлены удельные параметры: объем, холодопроизводительность и металлоемкость. Вывод. Аппараты второго и третьего типов имеют ряд преимуществ перед аппаратами первого типа. Они компактнее, имеют меньшую в 1,5–3 раза металлоемкость. Эффективность льдоаккумуляторов всех трех типов по удельной холодопроизводительности примерно одинакова и находится в пределах 0,08–0,3 кВт/кВтч. Интерес представляют аккумуляторы третьего типа. Для их создания необходимо выполнить комплекс аналитических и экспериментальных исследований.

15-22 70
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка конструкции термоэлектрической системы (ТЭС) для охлаждения и кондиционирования воздуха в салоне легкового автотранспорта, ее расчет, анализ параметров и электро- и теплофизических характеристик. Метод. Исследование основано на методах натурного и вычислительного моделирования систем кондиционирования и жизнеобеспечения с целью поиска оптимальных решений по экономичности, надежности и ресурсу низкотемпературных установок, машин и аппаратов. Результат. Произведен расчет ТЭС и определены ее параметры. Получены зависимости, описывающие основные характеристики ТЭС и ТЭМ, входящих в ее состав. Построены графики зависимости: изменения средней температуры в объеме салона автотранспорта, а также теплообменных систем во времени, мощности, холодильного коэффициента, напряжения питания ТЭМ от перепада температур между спаями для различных значений тока питания, вольт-амперная характеристика для различных величин перепада температур между спаями, изменение температуры на холодном спае ТЭМ от тока питания. Графики представлены при температуре горячих спаев ТЭМ 320 К. Вывод. Определены параметры установки: количество ТЭМ типа TB-199-1,4-1,5 - 18 шт, рабочий диапазон мощностей единичного ТЭМ - от 17 до 40 Вт при среднем перепаде температур между спаями 50 К, ток питания - от 2 до 6 А при потребляемой мощности от 40 до 130 Вт, холодильный коэффициент - от 0,17 до 0,7.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

23-32 76
Аннотация

Цель. Мошенничество с банковскими картами становится все более серьезной проблемой для частных лиц, предприятий и финансовых учреждений. Возникает необходимость в применении эффективных мер по обнаружению мошенничества для защиты потребителей и бизнеса от финансовых потерь. Метод. Применен теоретико-информационный анализ методов обнаружения мошенничества с банковскими картами и определен потенциал алгоритмов машинного обучения в повышении точности обнаружения мошенничества. Результат. Дана аналитическая оценка методов обнаружения мошенничества, охватывающая различные подходы к обучению, включая методы контролируемого, неконтролируемого обучения и обучения с подкреплением. Вывод. Выбор метода обнаружения мошенничества должен основываться на всестороннем понимании доступных данных, конкретных требований в области применения и компромисса между различными методами с точки зрения производительности, адаптируемости и вычислительной сложности.

33-39 68
Аннотация

Цель. Цель работы состоит в определении основных особенностей существующих математических моделей для выполнения компетентностного подхода оценивания. Необходимо выявить, какие именно параметры целесообразно использовать в математической модели, методику их определения, а также на каком этапе формируется итоговая оценка компетенций. Метод. Исследование основано на проведении теоретико-информационного анализа существующих математических моделей оценивания компетенций. Результат. Разработка математической модели оценки компетенций требует учета различных факторов, включая трудоемкость учебной дисциплины, посещаемость занятий, участие в олимпиадах, конференциях и т.д. Установлено, что оценка компетенции не всегда зависит только от одной области знаний, а является междисциплинарной и включает не только знания, умения и навыки, но также учитывает влияние социальной, информационной и интеллектуальной среды. Исследование показало перспективность применения теории латентных переменных. Вывод. Проведенный научный обзор позволяет разработать новую математическую модель для компетентностного подхода освоения учебной программы, которая будет учитывать параметры, не рассмотренные в других математических моделях, а также использование теории латентных переменных. Для модернизации компетентностного подхода необходим сбор информации из соответствующей базы данных о внеучебной деятельности обучающегося, которая оказывает влияние на итоговый результат оценивания. Итогом оценивания компетенций будет карта компетенций, формируемая в течение семестра или курса.

40-49 76
Аннотация

Цель. Статья посвящена проблеме оценивания устойчивости функционирования объектов критической информационной инфраструктуры в интересах микропараметрического страхования киберрисков. Обосновывается целесообразность внедрения параметрического страхования как экономического способа обеспечения защиты информации в условиях воздействия угроз и существование проблемы оценивания устойчивости. Метод. Применение методов теории надежности в сочетании с методами теории случайных функций позволило учесть динамику устойчивости функционирования объекта защиты на периоде воздействия угроз. Результат. В результате представилось возможным получить оценку минимального значения показателя устойчивости функционирования объекта оценивания и соответствующего момента времени наступления этого события, что в совокупности позволило оценить риск, связанный с этим событием. Новизна предлагаемого подхода заключается в том, что для оценивания киберрисков использовалась функция устойчивости объекта оценивания, которая формировалась на основе функций устойчивости отдельных элементов, входящих в состав объекта оценивания с учетом его структуры и имеющегося в распоряжении, для поддержания функциональности, ресурса. Приводится постановка задачи оценивания рисков информационной безопасности (ИБ) для различных структур и описание методов решения задачи параметрического микрострахования, которые сосредоточены на оценивании важности каждого из элементов, входящих в состав объекта страхования. Вывод. Материалы статьи могут быть использованы при постановке задачи по разработке методов, моделей и средств обеспечения страхования рисков ИБ, а также при поддержке решений по обеспечению устойчивости.

50-59 51
Аннотация

Цель. В работе рассматривается задача моделирования течения жидкости в турбулентном режиме. Основные причины того, что возникает турбулентное течение, связаны с тем, что существуют большие скорости движения жидкостей, помимо этого могут быть препятствия или изменения в формах течений. Метод. Для определения характеристик течения предлагается использовать уравнение Матье. Приводятся основные этапы алгоритма расчета функций Матье, которые были использованы в ходе реализации компьютерной программы. Результат. При оценках собственных значений показано, что необходимо опираться на соответствующие трансцендентные уравнения. Проиллюстрировано, как происходит вычисление модифицированных функций Матье. Указано, каким образом необходимо вести расчеты в случае малого значения параметра в функциях Матье. Представлена блок-схема реализованного алгоритма моделирования турбулентности. На базе библиотеки Qt в среде Qt Creator была создана GUI оболочка, чтобы осуществлять моделирование турбулентности. При осуществлении процесса моделирования значение константы Смагоринского выбиралось равным 0.01. Для временного шага проводился выбор значения длины 0.05. В ходе реализации моделирования были использованы 2000 временных шагов. Запись для результатов моделирования осуществлялась через каждые 10 шагов. Представлены визуальным образом результаты моделирования. Вывод. Создана математическая модель, на основе которой существуют возможности для моделирования турбулентных сред. Математическая модель построена для различных параметров в ходе обтекания твердых тел турбулентными потоками. Ключевые слова: моделирование, уравнение Матье

60-70 104
Аннотация

Цель. Целью исследования является синтез модели решения образовательной организации направленной на автоматизацию процессов управления вузом. Повышение эффективности процессов управления основано на получаемом в работе показателе эффективности реализации решения. Метод. Описан процесс синтеза математической модели, позволяющей построить граф состояний системы и применить дифференциальные уравнения Колмогорова-Чепмена, как итог показателя эффективности реализации решения руководителя вуза. При проведении процессов декомпозиции, абстрагирования и агрегирования получаем математическую модель управленческого решения. Рассматривая процесс решения задачи по управлению в четырех состояниях системы получаем дифференциальные уравнения Колмогорова-Чепмена. Задавая нормировочное уравнение и применяя метод Гаусса переводим получаемые дифференциальные уравнения в линейные алгебраические уравнения и находим показатель эффективности реализации решения руководителя вуза. Для достижения автоматизации с требуемым показателем эффективности реализации решения необходимо получить временные состояния рассматриваемой системы. Результат. Связывая полученный показатель с временными состояниями системы, получаем эффективность реализации решения действующей системы. В последующем, путем решения обратной задачи, получаем требуемые характеристики, необходимые для автоматизации процессов управления вузом. Вывод. Задавая требуемый показатель эффективности реализации решения, определены необходимые характеристики к рассматриваемой системе, которыми должны располагать процессы управления для их дальнейшей автоматизации. Имея такие характеристики можно предъявлять требования к программно-аппаратному комплексу и кадровому составу вуза.

71-79 59
Аннотация

Цель. В настоящей работе рассмотрены и проанализированы основные подходы к моделированию процессов функционирования организационно-технической системы, в частности процессов технического обслуживания и ремонта (ТОиР) вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) ремонтными подразделениями эксплуатирующей организации (ЭО) с использованием математической модели марковских случайных процессов, которая позволит оценить вероятностные характеристики процессов ТОиР ВВСТ при выполнении мероприятий повседневной деятельности, заключающихся в проведении работ по восстановлению исправности ВВСТ, а также проведению технического обслуживания и эксплуатации ОТС. Метод. В основе моделирование процессов - вероятностные модели, в частности, теория случайных процессов. Результат. Обосновано использование математической модели Марковских случайных процессов; разработан граф состояний процессов по техническому обслуживанию и ремонту ВВСТ; реализована система поддержки принятия решений на базе PTC Mathcad Prime. В качестве исходных параметров моделирования в работе использована усредненная обобщенная статистическая информация надежности ВВСТ. Вывод. Полученные результаты позволят восстанавливать исправность и работоспособность ВВСТ как на предприятиях ВПК, так и в условиях эксплуатирующей организации не выходя за временные рамки, установленные в нормативно-технических положениях. Рассмотренные подходы моделирования процессов функционирования организационно-технической системы являются мощным инструментом для принятия обоснованных и эффективных решений в управлении, они позволяют учесть множество факторов, провести сценарный анализ и оптимизировать решения, а также использовать ЭВМ для более точных и сложных расчетов.

80-86 66
Аннотация

Цель. При проектировании сложных объектов, а также при необходимости выполнения операций экспорта-импорта между различными системами автоматизированного проектирования достаточно актуальной становится задача автоматической коррекции чертежей. Целью исследования является разработка программного модуля для автоматической коррекции чертежей в системе AutoCAD, необходимость которой обусловлена такими причинами, как: использование разных форматов файлов для хранения чертежей различными САПР, сложность чертежей. Метод. В рамках проведенного исследования были использованы методы геометрического моделирования, аналитической геометрии и графического представления результатов. Результат. Разработаны алгоритмы автоматической коррекции параметров положения и начертания фрагментов чертежа в системе AutoCAD, имеющие сложность О(n) и О(n2 ). Вывод. Анализ функциональных возможностей разработанного модуля позволяет утверждать, что его использование способствует уменьшению временных затрат при коррекции в системе AutoCAD чертежей, полученных в результате импорта из других CAD-систем, а также повышению качества конструкторской документации.

87-98 65
Аннотация

Цель. Одним из важных аспектов поддержания эффективной работы информационных систем является состояние оборудования компьютеров. Цель исследования заключается в описании метода эффективного системного анализа состояния информационного накопителя компьютера. Метод. Исследование основано на использовании алгоритмов машинного обучения для анализа и интерпретации данных, полученных из SMART-тестов. Включает в себя комплексный анализ и экспериментальное исследование. Представляет собой проведение экспериментов с набором данных и облачной средой Google Colab, создание и анализ модели машинного обучения, оценку эффективности и качества обучения. Результат. Разработан инструмент оценки состояния компьютерного оборудования на основе алгоритма Случайного леса, используя исторические данные SMART-тестов. Вывод. Результат данной работы не только позволяет внедрять рабочий инструмент анализа данных в сферу обслуживания компьютерного оборудования, но и предлагает практический пример использования для повышения надежности и эффективности работы информационных систем. Результаты исследования могут быть полезны как для ИТ-специалистов, ответственных за техническую поддержку, так и для организаций, стремящихся оптимизировать процессы обслуживания оборудования и улучшить свою конкурентоспособность на рынке.

99-111 83
Аннотация

Цель. В современных системах электронного документооборота (СЭД) обеспечивается управляемое движение множества документов по различным маршрутам. Успешное функционирование СЭД в значительной мере определяется доступностью конкретного документа в нужное время для определенного пользователя. Целью исследования является разработка математической модели СЭД, позволяющей определять показатель доступности ЭД с учетом УБИ и выполнять оптимизацию с учетом сложной организационной структуры современных организаций. Метод. Исследование проведено с помощью аппарата марковских процессов и формирования численных показателей безопасности. Особое внимание уделяется расчетам численного показателя доступности, позволяющего не только определять эффективность комплекса действующих мер защиты, но и количественно обосновывать требования ко времени обработки электронных документов. Результат. Определен важный атрибут – доступность, численный показатель которого позволяет оценивать общий уровень конкретной СЭД и одновременно решать множество частных задач выявления и противодействия угрозам блокирования информации, злонамеренной задержки согласования, отклонения от установленных маршрутов, что напрямую влияет на доступность и, соответственно, на общий уровень безопасности. Вывод. Известные типы применяемых моделей (функциональный, теоретико-множественный, теоретико-графовый, вероятностно-параметрический) не позволяют явно формировать оценки доступности. Предложенная модель позволяет идентифицировать уязвимости в СЭД, которые могут быть использованы для реализации новых УБИ и содействовать повышению уровня обеспечения ИБ в проектах СЭД.

112-122 178
Аннотация

Цель. Цель исследования заключается в формулировке и демонстрации потенциальных дополнительных экспертных возможностей и гипотезы для повышения качества рассмотрения проектов технических систем при сочетании анализа технических характеристик проекта и параметров влияния человеческого фактора. Метод. В работе рассматривается получение инвариантных соотношений для некоторых характеристик технических систем, на основании которых формулируется гипотеза уравнения состояния технической системы. Результат. Результат исследования состоит в разработке и развитии вспомогательных аналитических подходов для сравнения отдельных эксплуатационных параметров проектов, проведения экспертной оценки новых и существующих технических систем проектов, устройств и технологий в ходе осуществления экспертной деятельности. Применение гипотезы уравнения состояния технической системы позволяет проводить экспертные оценки безопасности технической системы. Вывод. Использование дополнительных экспертных подходов и гипотез позволяет провести наработку опыта экспертных оценок для сравнения проектов, корреляционный анализ данных, определение потенциальных возможностей в контексте осуществления дальнейших модификаций и модернизаций технических систем проекта, выработать улучшенные эксплуатационные прогнозы и стратегии, осуществить принятие адекватных управленческих решений.

123-129 35
Аннотация

Цель. Целью исследования является сравнение и обобщение разных способов бесконтактной установки координат указателя мыши компьютера. Метод. Для создания бесконтактного интерфейса человек-машина используются технологии компьютерного зрения для выделения управляющей точки на кадре видеокамеры, с помощью которых перемешается курсор компьютера на мониторе пользователя. Использованы общелогические методы научного исследования, а именно – обобщение. Проведен анализ рассмотренных систем управления координатами курсора с выделением общих частей для дальнейшего обобщения и описания формул установки координат курсора мыши компьютера. Для анализа были взяты научные работы с абсолютным позиционированием курсора компьютера и работы с контролем сдвига положения курсора относительно его координат на предыдущем кадре. Результат. В результате анализа были указаны сильные и слабые стороны каждого из рассматриваемых подходов. В абсолютном позиционировании требуется меньше времени для установки курсора в нужную позицию. Определено, что контроль сдвига курсора не такой требовательный к точности расчета координат управляющей точки. Приведены формулы, с помощью которых обобщаются способы перемещения курсора компьютера. Вывод. Предложенный подход к расчету новых координат указателя мыши позволяет реализовать в программной системе оба представленных подхода позиционирования курсора компьютера, так как каждый из них имеет преимущества в зависимости от конкретной ситуации.

130-143 50
Аннотация

Цель. В принятии решений при сравнении альтернатив часто приходится работать с различными значениями или оценками, которые еще имеют важность. Одним из методов многокритериального анализа, который может быть применен в модели определения уязвимости участков облачных вычислений является метод ELECTRE I. Данная статья представляет алгоритм для определения степени уязвимости участков облачных вычислений с использованием метода Electre I. Метод. Метод Electre I позволяет оценить относительные преимущества и недостатки различных участков облачных вычислений на основе набора критериев. Результат. Алгоритм, представленный в статье, включает в себя шаги для определения весов критериев, оценки альтернатив в соответствии с этими критериями и вычисления степени уязвимости. Данная модель позволит определить участок или участки, которые наиболее подвержены опасности поломки или выхода из строя, и удалить доминируемые альтернативы, которые не представляют серьезной опасности. На основе выявленных предпочтений можно принять решение об устранении неполадок по выбранным участкам облачного сервиса. Экспериментальное исследование проведено на основе реальных данных о системе облачных вычислений. Вывод. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного метода и его способность точно определить уязвимости участков облачных вычислений. Результаты этой работы могут быть полезны для администраторов облачных систем и специалистов по безопасности, которые заботятся о поддержании безопасности и надежности в облачной среде.

144-153 40
Аннотация

Цель. Целью исследования является обоснование целесообразности применения разработанной методики формирования оценочных материалов при подготовке IT - специалистов в области программирования с последующим использованием ее в рамках технологий традиционного и дистанционного обучения в системе высшего образования. Метод. К методам научного исследования относятся: анализ оценочных материалов; методы, основанные на алгоритмах декомпозиции предлагаемого для решения задачи программного кода; методы анализа данных из открытых источников, методы анализа алгоритмов и структур данных. Применен компетентностный подход, как альтернатива классическому подходу, в котором используются, главным образом, категории усвоения знаний. Результат. Обоснована возможность применения при изучении языков программирования тестовых заданий как традиционных, а также заданий в виде кейсов. Предложен апробированный подход к дифференциации кейсовых заданий по программированию по уровню сложности, предусматривающий градацию по трем уровням. Вывод. Апробация заданий, разработанных в рамках предлагаемой методики, показала ее эффективность как в процессе обучения, так и при оценке уровня подготовленности обучающихся в области программирования. Применение данного подхода эффективно как в традиционном, так и в дистанционном обучении.

154-163 96
Аннотация

Цель. Цель работы заключается в сравнительном анализе российского рынка средств межсетевого экранирования для защищенных систем. Резкое увеличение спроса на продукцию отечественных производителей связано с необходимостью отказа от использования зарубежной продукции в сфере информационной безопасности и перехода на средства защиты информации, произведенные в России. Метод. В качестве методов исследования используются: систематизация, описание и анализ. В работе анализ функционала будет проведен в отношении следующих решений: изделие «Универсальный шлюз безопасности «UserGate», комплекс безопасности «Континент 4», программно-аппаратный комплекс «ViPNet xFirewall 5», программный комплекс «Межсетевой экран с системой обнаружения вторжений Ideco UTM». Результат. В качестве параметров для сравнения средств межсетевого экранирования были выбраны: функциональность межсетевых экранов как сетевого оборудования, как средства защиты, возможности кластеризации, соответствие требованиям ФСТЭК. Проведенный анализ средств межсетевого экранирования показал, что российский рынок предлагает пользователям достойные аналоги зарубежных продуктов. Однако у рассматриваемых решений отсутствуют некоторые функциональные возможности, что, в свою очередь, указывает на недостаточную зрелость отечественного рынка межсетевых экранов. Вывод. Принятие решения о выборе должно быть продиктовано требованиями конкретной организации, исходя из запросов потребителя на функциональность или стабильность работы файрвола.

164-170 50
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение наиболее эффективного метода семантического анализа состояния процесса функционирования системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак. Метод. Исследование проведено на основании методов семантического анализа состояния процесса функционирования СОПКА. Результат. Предложена структурная модель системы семантического анализа состояния процесса функционирования СОПКА, способная в полной мере обеспечить анализ состояния процесса функционирования cистемы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак. Определено, что наиболее эффективным методом решения задачи семантического анализа состояния процесса функционирования СОПКА является машинное обучение с применением онтологического моделирования объекта анализа. Вывод. Необходимы дальнейшие исследования в части разработки предлагаемой системы семантического анализа состояния процесса функционирования системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

171-178 96
Аннотация

Цель. Для проведения корректной оценки воздействия систем вентиляции на акустическую обстановку помещения необходимо определять длину вихревой зоны, формирующейся при прохождении воздушного потока через дросселирующие устройства. В статье рассматриваются результаты моделирования соплового клапана с изменяющимся проходным сечением в процессе его открытия и закрытия. Метод. Анализ сценариев формирования воздушного потока при различных положениях регулирующей диафрагмы производился с помощью метода вычислительной гидродинамики (CFD) в программном комплексе Ansys Fluent. Результат. При уменьшении площади проходного сечения наблюдается резкое локальное повышение скорости воздушного потока, а также формирование вихревых зон и обратных течений, возникающих вследствие эффекта эжекции. Вывод. Наличие сложных турбулентных потоков в вентиляционной сети приводит к повышению уровней звукового давления и шуму, проникающему в обслуживаемое помещение. Выявленные значительные отклонения от максимальной рекомендуемой скорости в зависимости от сценария открытия клапана подчеркивают важность учета дросселирующих устройств при проведении акустических расчетов. Анализ длины участка стабилизации течения позволяет определить оптимальное месторасположение соплового клапана и исключить размыкание вихревой зоны при совместном взаимодействии местных сопротивлений (воздухораспределительных устройств, тройников, отводов и клапанов постоянного расхода воздуха). Для снижения риска возникновения повышенных шумов рекомендуется размещение соплового клапана на прямом участке воздуховода, длиной не менее одного калибра до и трех калибров после дросселирующего устройства.

179-190 60
Аннотация

Цель. В настоящем исследовании выполнен обзор органических добавок, органических и неорганических вяжущих веществ, включая воздушные и гидравлические известковые вяжущие вещества. Рассмотрен тепломассообмен в процессах декарбонизации и карбонизации воздушных и гидравлических известковых вяжущих веществ и ремонтно-реставрационных составов на их основе, знание которого необходимо для проектирования оборудования и технологических процессов производства минеральных вяжущих веществ, а также технологий и составов для ремонтно-реставрационных работ. Метод. Реакции диссоциации и декарбонизации приведены как обратимые реакции, рассчитаны: фронт разложения, границы разложения известняка, время диссоциации и скорость реакции диссоциации. Для получения полной информации массообмена при декарбонизации известняка принят во внимание и теплообмен, что усложняет задачу в связи с неизотермичностью температурного поля, которая сказывается на различии скоростей реакции декарбонизации. Результат. Приведено решение задачи, выполненное Гельдом и Ивановым, и дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье. Рассмотрены типы твердения извести: карбонатное, гидратное и гидросиликатное. Карбонатное твердение извести представлено как процесс затвердевания, длительный по времени. Выявлена зависимость интенсивности карбонизации от содержания воды и влажности. Вывод. Установлена научная и практическая ценность нового научного направления: «Исследование воздушных и гидравлических известковых вяжущих веществ и разработка ремонтно-реставрационных составов на их основе». Разработаны новые составы для ремонта, восстановления и реставрации памятников истории и культуры, отвечающие предъявляемым ремонтно-реставрационным требованиям.

191-200 51
Аннотация

Цель. В статье представлены общие уравнения моментной теории оболочки нулевой гауссовой кривизны с учетом деформации ползучести. Рассматривается задача о напряженном-деформированном состояния оболочки с граничными условиями: жестко закрепленная в основании и свободном крае наверху. Цилиндр подвержен действию внутреннего гидростатического давления. Метод. Получено разрешающее линейное неоднородное дифференциальное уравнение четвертого порядка относительно прогиба. Решение приводится в программном комплексе MATLAB. Нелинейное уравнение Максвелла-Гуревича использовано как уравнение состояния между деформациями ползучести и напряжениями. Для определения деформаций ползучести применялась линейная аппроксимация первой производной по времени (метод Эйлера). Результат. Произведен расчет оболочки из вторичного ПВХ, выполненный методом сеток. Методика апробирована путем сравнения решения с расчетом и другими известными решениями. Разработана программа для расчета в пакете MATLAB с возможностью вариации исходных данных и выводом графика зависимости перемещений напряжений от времени. Установлено, что в процессе ползучести в оболочке на 14,7% возрастают окружные напряжения. Вывод. Предложенный подход может быть применен к анализу напряженно-деформированного состояния и несущей способности также и железобетонной оболочки. Ограничений по граничным условиям и видам нагружения нет, а материалом балки могут быть не только полимеры и композиты строительного назначения, но и бетон.

201-208 48
Аннотация

Цель. Целью исследования является комплексное изучение механизма протекания химических взаимодействий с последующим формированием новообразований в структуре бетонного камня; нераскрытые возможности модификации матричной системы органическими и минеральными добавками; разработки наполненных высокоактивных вяжущих материалов; применение обогащенных заполнителей повышенного качества; сочетание бетона, арматуры и дисперсного армирования и др. технологических приемов, способствующих эволюции развития современного бетоноведения. Метод. Исследования проводились согласно нормативным документам ГОСТ 12730.3–2020 Бетоны. Методы определения водопоглощения; ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам; ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности. Результат. Исследовалось комплексное использование органических и минеральных добавок, что способствовало ускоренному формированию структуры и прочности камня без применения теплового воздействия. Зафиксировано улучшение реотехнологических характеристик, установлен водоредуцирующий эффект, увеличение сохраняемости бетонной смеси, что не мало важно при бетонировании крупногабаритных конструкций, или транспортировке полуфабриката на дальние расстояния. Вывод. Предлагаемые результаты исследований позволят с успехом реализовывать проекты мирового значения, создавая устойчивые, прочные и долговечные бетонные конструкции.

209-216 42
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка единого метода решения общей нелинейной краевой задачи, связанной с разрывными явлениями, позволяющего выявить все характерные особенности поведения тонкостенных систем под нагрузкой. Рассматриваются вопросы нелинейного деформирования, потери устойчивости исходной равновесной формы и послекритического поведения на примере тонкой сферической оболочки, являющейся удачной моделью, на которой проявляются и изучаются все характерные особенности работы под нагрузкой тонкостенных систем, теряющих устойчивость. Метод. Задача решается численно-аналитическими методами, представляющими совокупность методов теории катастроф и метода конечных разностей повышенной точности. Основное внимание уделено математическим аспектам рассматриваемых явлений и методам их исследования. Результат. Определены параметры напряженно-деформированного состояния докритического, критического и послекритического деформирования на примере сферической оболочки. Получены соотношения между предельными и бифуркационными значениями параметров нагрузок, позволяющие определить группу предельного состояния достигнутого уровня напряженно-деформированного состояния конструкции. Вывод. Решение задачи позволяет получить полную и необходимую информацию для определения степени опасности состояний конструкций и обеспечения их надежности.

217-225 48
Аннотация

Цель. Целью исследования является вывление закономерности изменения свойств, полученных из сухих строительных смесей (ССС) строительных растворов в зависимости от дозировки редиспергируемых полимерных порошков (РПП), состава комплексной минеральной добавки (КМД) и продолжительности твердения в воздушно-сухих условиях. Метод. Исследования проводились согласно нормативным документам: ГОСТ 31356–2013 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний. ГОСТ Р 58277-2018 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. ГОСТ 31108-2016 Методы испытаний, цементы общестроительные. Технические условия. Результат. Наличие в составе ССС РПП приводит к повышению предела прочности при изгибе при выдерживании до 120 сут. в воздушно-сухих условиях и увеличению прочности сцепления с основанием. Наибольшая прочность сцепления наблюдается в составах с золой уноса. Введение РПП и состав МКД оказывают незначительное влияние на повышение модуля упругости. Выявлено положительное влияние РПП в повышении предела прочности при изгибе при продолжительном твердении строительного раствора в воздушно-сухих условиях. Отмечено влияние РПП на скорость твердения раствора в раннем возрасте. Вывод. Замена части природного минерального сырья техногенными отходами и употребление РПП позволит повысить экологическую и экономическую эффективность производства ССС и обеспечить производство строительных растворов с требуемыми свойствами.

226-325 46
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка уточненных методов расчета сооружений на деформируемых основаниях. Для достижения поставленной цели рассматривается задача о построении уточненных зависимостей между напряжениями и деформациями в физически нелинейном материале с учетом образования трещин. Метод. Использование уточненных механико-математических моделей позволит не только получить более достоверные результаты работы системы «сооружение – фундамент – деформируемое основание», но и корректно решить инженерную проблему проектирования усиления и процесса выравнивания. Результат. Для проектирования усиления цокольной и верхней части сооружения выполнено механико-математическое моделирование процесса образования линии отрыва при увеличении усилий в домкратах на основе физически нелинейной постановки задачи и применения уточненных физических зависимостей для тонкого слоя, в котором имеется адгезия между верхним строением и фундаментом. Обоснованы требования к механической модели процесса отрыва здания от фундамента при увеличении усилий на домкраты. Вывод. Сформулированы основные физические зависимости, определяющие процесс образования линии отрыва в слое адгезии. Приведенные зависимости позволяют учитывать конструктивную нелинейность, связанную с изменением расчетной схемы при постепенном отрыве здания от фундамента.

236-248 47
Аннотация

Цель. В статье рассматриваются особенности работы балочных конструкций, обладающих односторонними связями. Метод. Путём исследования особенностей работы опор балочных конструкций выводятся аналитические и графические зависимости между перемещениями балок и реакциями их опор. Используются свойства обобщённых функций, которые позволяют описывать нелинейности, проявляющиеся при деформациях конструкций. Приводятся дифференциальные уравнения поперечного изгиба балок, учитывающие нелинейности и методы их решения. Результат. Разработаны конструктивные и расчётные схемы, учитывающие работу опор балочных конструкций, позволяющие получать на этом основании более точные значения прогибов и внутренних усилий сечений, что обеспечивает необходимую надёжность работы конструкции. Результаты даются в виде аналитических выражений графиков и таблиц. Вывод. Расчетные модели балок с односторонними связями могут найти широкое применение при проектировании балочных конструкций, имеющих опоры с односторонними связями.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.