ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА
Плавающий ледяной покров определяет динамическое взаимодействие между океаном и атмосферой, влияет на динамику не только морской поверхности, но и подповерхностных вод, и в общем движении по вертикали участвует как ледяной покров, так и вся масса жидкости под ним. В работе исследована амплитудно-фазовая структура волновых полей, возникающих на границе раздела льда и бесконечно глубокой однородной жидкости при обтекании локализованного источника возмущений. Ледяной покров моделируется тонкой упругой пластиной, деформации которой малы, и пластина является физически линейной. Получено интегральное представление решения и с помощью метода стационарной фазы построено асимптотическое представление для малых возмущений ледяного покрова вдали от локализованного источника. Приведены результаты расчетов дисперсионных зависимостей для различных параметров волновой генерации. Показано, что основными параметрами, определяющими характеристики амплитудно-фазовых структуру волновых возмущений поверхности ледяного покрова, являются толщина льда и скорость потока. Численные расчеты демонстрируют, что при изменении изменение скоростей потока и толщины льда происходит заметная качественная перестройка фазовых картин возбуждаемых дальних волновых полей на границе раздела льда и жидкости.
В работе представлена установка для исследования ряда параметров сборок на основе кремниевых фотоумножителей и сцинтилляционных кристаллов, таких как шумовые характеристики, коэффициент усиления и температурная стабильность SiPM. Установка также позволяет снимать одноэлектронные спектры, изучать энергетическое и временное разрешение, световыход, а также температурную стабильность различных сцинтилляторов. Приведена блок-схема установки, и описан принцип ее работы. Разработаны необходимые макросы для математических пакетов, а также программное обеспечение для сбора, обработки и сохранения данных с датчика температуры в виде MFC-приложения на ОС Windows. Представлены результаты тестирования рабочих параметров установки, подтверждающие ее функциональность, выявлены замечания и недостатки, требующие исправлений и доработок. С помощью установки были проведены исследования по изучению температурных зависимостей, зависимостей энергетических разрешений от сцинтилляционного кристалла и от кремниевого фотоумножителя, а также получен одноэлектронный спектр для дальнейшего изучения и измерения относительного световыхода для различных сцинтилляторов на основе эталонного
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ
Рассматриваются линейные одномерные уравнения реакционно-диффузионного типа с постоянным запаздыванием. Описаны точные решения таких уравнений, которые выражаются в элементарных функциях. Получены решения в замкнутом виде соответствующих начально-краевых задач с общими начальными данными и граничными условиями первого, второго и третьего рода, а также смешанными краевыми условиями.
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И ИНФОРМАТИКА
В работе рассмотрен вариант обстоятельств, при которых атомная электростанция, работающая в переменном суточном графике нагрузки, получает сигнал о вероятном наступлении в ближайшее время экстремальных внешних воздействий, которые вынудят остановить реакторы. При этом персонал станции уполномочен установить режим, в котором реакторы будут работать в период угрозы до момента ее реализации или отмены. Приведен двухуровневый суточный график изменения мощности ядерного реактора. Считается, что предупреждение об угрозе поступает в начале периода, тогда на время угрозы экстремальных внешних воздействий мощность реактора устанавливается постоянной на уровне между дневным и ночным режимами. Поставлена и решена задача поиска оптимального уровня мощности, при этом функция потерь вычисляется как взвешенный вероятностями реализации и отмены угрозы суммарный экономический ущерб: из-за отступления от графика потребления в случае ложной тревоги; из-за простоя в йодной яме в случае совершившейся угрозы. Результаты работы позволяют сделать следующий вывод: при увеличении вероятности реализации угрозы растет эффект оптимизации, следовательно, следует изменить режим мощности до соответствующего уровня a. Приводятся оценки эффекта оптимизации.
В случае параллельного использования нескольких интерфейсов человеко-машинного взаимодействия существует задача выбора команды, при распознавании противоречивых команд, приходящих с различных интерфейсов. Для решения данной задачи может быть использован алгоритм декомпозиции. В случае декомпозиции для оператора выбирается наиболее эффективно работающая комбинация команд-интерфейсов, а остальные комбинации игнорируются. Существует улучшение алгоритма декомпозиции: алгоритм интерпретации команд, в котором данные игнорируемые комбинации используются для улучшения эффективности работы интерфейсов. В данной статье рассмотрены алгоритмы декомпозиции и интерпретации команд для многоканального человеко-машинного интерфейса, составлены и проанализированы блок-схемы работы данных алгоритмов. На основе данного анализа была предложена модификация алгоритма интерпретации команд для многоканального человеко-машинного интерфейса. Данная модификация позволяет уменьшить количество вычислений для исследования возможности интерпретации игнорируемой команды. Для сравнения существующего алгоритма интерпретации команд и его разработанной модификации был проведен ряд экспериментов, на основе сгенерированных матриц ошибок. Была показана целесообразность использования модифицированного алгоритма для высокоэффективно работающих интерфейсов.
АВТОМАТИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Рассмотрена и экспериментально испытана система удвоения частоты следования коротких оптических импульсов лазера в режиме синхронизации мод, предназначенная для формирования последовательности выборки в аналого-цифровых фотонных системах. Основной идеей умножения частоты следования оптических импульсов является разделение исходной импульсной последовательности, а затем относительная временная задержка разделенных сигналов и их сложение. Разделение и сложение могут осуществляется разветвителями либо демультисплексорами. Представлено аналитическое описание зависимости временной задержки в плечах на сигнал и спектр, полученной в ходе фотодектирования сформированной последовательности. Величина задержки между импульсами регулируется таким образом, чтобы минимизировать нежелательные спектральные составляющие на кратных частоте повторений лазера частотах в СВЧ-спектре фотодетектированной последовательности; в работе минимизировались члены нечетного порядка. Показано, что на максимальную точность предложенного метода также влияет различие мощности складываемых импульсов. В ходе сопоставления полученных в экспериментах данных с результатами численного моделирования удалось достичь точности рассогласования во времени между каналами не более 100 фемтосекунд, а по мощности – не более 1 %. Апертурная ошибка, вычисленная по результатам измерения фазовых шумов, составила 10.2 фемтосекунды.
В работе выведена точная явная формула вольт-амперной характеристики (ВАХ) для цепи постоянного тока в форме куба, в ребрах которого установлены одинаковые нелинейные элементы Мотта–Гёрни. Вывод формулы основан на методе декомпозиции сложных электрических цепей и на использовании вспомогательных формул для ВАХ последовательного и параллельного соединения таких элементов, также полученных в данной работе. Формула может быть полезна для вычисления ВАХ больших сетей, содержащих кубические ячейки со светоизлучающими диодами и солнечными элементами.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Рассматриваются обыкновенные дифференциальные уравнения и уравнения в частных производных с постоянным и переменным запаздыванием. Излагаются точные, приближенные аналитические и численные методы решения таких уравнений. Описаны наиболее распространенные математические модели с запаздыванием, используемые в теории популяций, биологии, медицине и других приложениях.