В статье приведено исследование влияния модифицированных оксидом графена микрокапсул для получения самовосстанавливающегося бетона на прочность тяжелого бетона на всех этапах твердения (в возрасте 3, 7 и 28 суток) и коэффициент восстановления, а также статистическая обработка результатов ортогональным методом. Микроскопически подтверждено, что при высвобождении содержимого активного ядра микрокапсул образуется значительное количество вяжущего вещества, заполняющего трещины. Анализ экспериментальных данных показал возрастание коэффициента восстановления прочности Кx при увеличении длительности восстановления. По результатам лабораторных экспериментов было определено оптимальное соотношение графена/добавки в бетоне и сделаны рекомендации по их содержанию в зависимости от области применения бетона.

В работе исследуется эффективность методов топологической оптимизации для проектирования адгезивных соединений многослойных конструкций. Рассмотрены пять типов соединений: вертикальное соединение балок, соединение балок переменного сечения, наклонное соединение, горизонтальное соединение и соединение с локальными граничными условиями. Предложена модификация RAMP-метода в сочетании с методом конечных элементов, адаптированная для задач оптимизации зон адгезии. Проведено сравнительное исследование с методом SIMP, выбранным на основе анализа научной литературы с применением искусственного интеллекта.

Исследовано влияние характеристик порового пространства терригенных пород-коллекторов на двухфазные течения. Методом решеточных уравнений Больцмана проведены вычислительные эксперименты на серии цифровых моделей природных песчаников с различными фильтрационноемкостными свойствами. Установлено, что неоднородность порового пространства, описываемая стандартным отклонением распределения пор по размерам, является ключевым фактором, определяющим эффективность вытеснения. Показано негативное влияние увеличения неоднородности на эффективность вытеснения и стабильность фронта вытеснения. Построена карта влияния числа капиллярности на эффективность вытеснения в зависимости от стандартного отклонения распределения пор по размерам и проницаемости. Результаты имеют фундаментальное значение для механики многофазных течений в пористых средах и могут быть использованы при прогнозе мероприятий по разработке месторождений углеводородов.

На основе физического эксперимента и прямого численного моделирования определены основные закономерности эволюции структуры закрученного течения в гладкой прямой трубе в диапазоне изменения числа Рейнольдса Re =240–1640. Закрутка потока выполнена при помощи лопаточного завихрителя. Проанализировано изменение степени закрутки, эволюции профилей продольной компоненты скорости потока и ее среднеквадратичных пульсаций с увеличением расстояния от завихрителя. Установлены значения числа Рейнольдса, при которых в исследуемом течении появляются признаки ламинарно-турбулентного перехода: интенсивный рост среднеквадратичных пульсаций скорости потока и появление перемежаемости в осциллограммах скорости. Выявлены и описаны физические механизмы турбулизации потока в окрестности оси трубы и ее пристеночной области.

Работа посвящена численному исследованию динамики газовых полостей в вязкой жидкости в гравитационном поле. Рассмотрены задачи всплытия одиночного пузырька, двух пузырьков, в начальный момент времени расположенных на одном уровне от дна резервуара, а также пузырьков, всплывающих друг за другом. Математическая модель для описания всплытия пузырьков включает уравнения Навье – Стокса и неразрывности, а для отслеживания положения подвижной границы раздела фаз использован метод объема жидкости (VOF). Решение уравнений в частных производных с соответствующими начальными и граничными условиями осуществлено методом контрольных объемов, реализованным в программном комплексе OpenFOAM. Валидация модели и верификация численных алгоритмов выполнены путем решения тестовой задачи и сравнения результатов с известными данными. Оценено влияние начальной формы пузырька на его скорость всплытия. Проведен анализ гидродинамического взаимодействия пары одинаковых пузырьков с различным их расположением относительно друг друга в начальный момент времени. Показано, что слиянию двух пузырьков способствует понижение давления в области между ними, попадание одного пузырька в гидродинамический след другого и достаточное время контакта для истончения разделяющей их жидкой пленки.

Выполнено исследование устойчивости модели Ходжкина – Хаксли в зависимости от трех ключевых ионных параметров: равновесных потенциалов калия, натрия и ионов утечки. Проведен двухпараметрический бифуркационный анализ модели Ходжкина – Хаксли по ионным потенциалам калия и натрия. Выделены области устойчивых и неустойчивых стационарных состояний, построена граница Хопфа. С помощью численного продолжения решений исследовано влияние потенциала утечки на изменение найденных бифуркационных значений, двумерные карты устойчивости перенесены в трехмерное параметрическое пространство. Полученные результаты дают четкое представление о роли трех равновесных потенциалов в модуляции возбудимости системы Ходжкина – Хаксли и способствуют пониманию динамических последствий ионных нарушений, таких как гиперкалиемия, гипонатриемия и дисфункция каналов утечки.

Исследован класс трансляционно-инвариантных мер Гиббса для моделей с континуумом значений спина на дереве Кэли. Показано, что задача описания таких мер сводится к изучению положительных решений нелинейного интегрального уравнения типа Гаммерштейна. Установлена связь между решениями интегрального уравнения и свойствами соответствующего полинома. Доказана теорема о существовании и единственности положительного решения уравнения Гаммерштейна для произвольного порядка дерева 𝑘 ≥ 2. Получены явные формулы для решений через корни полинома степени 𝑘 + 1, конструктивно описывающего множество трансляционноинвариантных мер Гиббса.

Представлен обзор современного состояния и нерешенных задач в области теории сетевого исчисления (NC, Network Calculus) – одного из перспективных подходов к анализу сетевых моделей. NC предоставляет особый математический аппарат для получения гарантированных верхних оценок задержек трафика и объема данных в буфере сетевых устройств для обеспечения гарантий качества обслуживания в критически важных системах, таких как промышленные и бортовые сети, системы реального времени и облачные инфраструктуры. Изложены теоретические основы детерминированного NC, включая (min, +)- и (max, +)-алгебры, концепции кривых поступления и обслуживания.
Статья носит проблемно-аналитический характер, так как в ней наряду с описанием методов NC дано их сравнение, указаны недостатки и области применимости. Основное внимание уделено анализу последних достижений и исследований в области NC, включая стохастическое NC, методы анализа с учетом мультиплексирования потоков, интеграцию с методами теории массового обслуживания, а также применение моделей и методов NC в новых областях, таких как сети Ethernet с синхронизацией по времени, мобильные сети 5G/6G, сети с радиоканалами и облачные вычисления. Рассмотрены современные инструменты и вычислительные методы для преодоления сложностей анализа различных сетевых моделей. Обсуждены текущие проблемы и перспективные направления будущих исследований в области NC.

Описаны различные варианты моделирования смешения горячей смазки, расположенной выше по потоку подушки подшипника скольжения, и свежей смазки маслоподающего межподушечного канала. Результат смешения формирует распределение температур смазки около входной кромки последующей подушки, расположенной ниже по потоку. В конечном итоге это распределение определяет тепловое состояние смазочного слоя, выходные характеристики и потери мощности подшипника. Исследован упорный подшипник скольжения с неподвижными подушками центробежного или винтового компрессора. Моделирование смешения сведено к разным граничным условиям для усеченного уравнения движения Навье – Стокса, являющимся также частью общей периодической термоупругогидродинамической (ПТУГД) математической модели работы подшипника. Проведено сравнение результатов численных расчетов характеристик упорного подшипника при разных граничных условиях втекания с результатами других программ. Для этих целей использована численно реализованная программа расчетов Sm2px3Txt. На основании полученных результатов сделаны выводы о необходимости достаточного поступления свежей смазки в маслоподающем канале для компенсации боковых утечек подушки и при усложнении режима работы упорного подшипника, например, при уменьшении зазора, увеличении частоты вращения или перемещении упорного диска.

Статья посвящена методам создания систем машинного перевода для малоресурсных языков, в частности, тюркских языков. Предложен подход, сочетающий как методы аугментации данных, так и методы переноса знаний. Для аугментации данных применены метод морфоперевода параллельных корпусов близкородственных языков и перефразирование на основе лингвистического графа знаний «Turklang», позволяющие генерировать синтетические параллельные данные через промежуточное онтологическое представление. В качестве архитектуры модели выбрана BERT, используемая как в роли кодировщика, так и декодировщика. При подготовке обучающих данных были собраны параллельные корпусы суммарным объемом около 30 млн пар предложений. Экспериментальная часть включает обучение и оценку как однонаправленных, так и многоязычной моделей для шести наиболее малоресурсных тюркско-русских пар: крымско-татарской, хакасской, тувинской, алтайской, кумыкской и якутской. Обучение проведено на малой части собранных данных для обеспечения баланса между объемами данных для разных языков. Результаты показали, что многоязычная модель, обученная с применением аугментации и переноса знаний, демонстрирует значительное улучшение автоматических метрик BLEU, SacreBLEU и ChrF по сравнению с однонаправленными моделями.

Строгость и воспроизводимость исследований рельефа обеспечивает геоморфометрия – дисциплина, сформировавшаяся на стыке фотограмметрии, геоинформатики и вычислительной математики и обладающая развитой физико-математической теорией и мощным вычислительным аппаратом. Геоморфометрическое моделирование антарктических оазисов актуально для получения новых знаний о количественных характеристиках рельефа этих уникальных объектов и дальнейшего использования морфометрической информации в полярных исследованиях.
В статье рассмотрен типичный антарктический оазис Ширмахера, расположенный на Земле Королевы Мод (Восточная Антарктида). Впервые проведены геоморфометрическое моделирование и картографирование этой территории. В качестве исходных данных использован фрагмент цифровой модели рельефа (ЦМР) Reference Elevation Model of Antarctica (REMA) с шагом сетки 8 м. По ЦМР рассчитаны модели и построены карты одиннадцати наиболее значимых в научном отношении морфометрических величин, к которым относятся: крутизна, экспозиция, горизонтальная, вертикальная, минимальная и максимальная кривизны, водосборная площадь, топографический индекс влажности, индекс мощности потоков, общая инсоляция и индекс ветрового воздействия. Даны интерпретации полученных карт, обсуждено их возможное использование. Работа проведена в рамках проекта по созданию физико-географического тематического научно-справочного геоморфометрического атласа территорий Антарктики, свободных от оледенения.

Проведено исследование спектров сеточных операторов некоторых схем метода конечных элементов (МКЭ) решения двумерных задач теории упругости. Показано, что у ряда классических схем МКЭ может иметь место взаимное влияние спектров объемных и сдвиговых деформаций, что может приводить к нежелательным эффектам объемного и сдвигового запирания. Анализ погрешностей спектров схем МКЭ показал эффективность приема сокращенного интегрирования и важность выполнения групповых свойств сеточных дифференциальных операторов, обеспечивающих согласованную аппроксимацию частных производных. Описан ряд численных схем с улучшенными спектральными свойствами. Результаты исследования проиллюстрированы решениями модельных задач.