2009. Т. 16. № 2

В статье рассматривается технология разработки электронных учебников по математическим дисциплинам, основанная на представлении процесса обучения как информационного процесса с обратной связью. С помощью описываемой технологии на кафедре «Математическая кибернетика» МАИ создаются информационные базы электронных учебников, используемых в процессе самостоятельной работы студентов. Технология также позволяет использовать реализуемые электронные учебники в процессе дистанционного обучения, размещая информационные базы в сети.

Ключевые слова: электронный учебник; модель требуемых знаний; модель текущих знаний; информационная база электронного учебника; этапы обучения; теоретико-справочный модуль; вопросно-разъяснительный модуль; модуль выработки умения; модуль выработки навыков; модуль заданий на самостоятельную работу; модуль контроля знаний

Работа посвящена вопросам использования механизмов виртуализации для обеспечения защиты серверов и пользовательских рабочих станций. Произведен сравнительный анализ существующих инструментов виртуализации в контексте защиты и обеспечения отказоустойчивости работы системы и прикладных программ. Предложены методы защиты, основанные на механизмах виртуализации и паравиртуализации.

Ключевые слова: виртуализация; паравиртуализация; отказоустойчивость системы; компьютерная безопасность

В настоящее время крупные предприятия используют все больше и больше различных приложений для управления данными, например цепочки из различных систем, приложения для работы с клиентами, приложения для обработки внутренних данных и другие типы систем (управление персоналом, внутренние связи т.д.). К сожалению, подобные системы обычно взаимодействуют между собой только с помощью общих файлов и бизнес-правил. Этот недостаток сказывается на скорости и эффективности работы предприятия, поскольку одни и те же данные приходится хранить в различных местах. Данная статья представляет собой обзор интеграционных платформ Mule ESB и Jboss ESB. В качестве примера рассмотрено получение кредита в банке. Представлена архитектура систем и решение по интеграции.

Ключевые слова: интеграция корпоративных приложений; сервисная шина предприятия; сообщение; маршрутизатор; преобразователь; канал; соединитель

В статье описана структура, функциональность и особенности разрабатываемого автором комплекса программных средств для создания тестов. Рассмотрен механизм последовательной генерации вопросов и методика оценивания результатов тестирования.

Ключевые слова: тест; экзамен; контроль знаний; модель знаний; обучаемый; преподаватель; студент; вопрос; задание; оценка; шкала

В статье приводится пример решения NP-трудной задачи структурного синтеза, которая возникает при автоматизации промышленных предприятий. Формулируется оптимизационная постановка задачи, описывается программная реализация трёх методов поиска приближённого решения и одного метода поиска точного решения для такого класса задач. Приводятся структуры данных, использованные при реализации методов, а также сравнение аналитических и расчетных оценок точности и сложности оптимизационных методов.

Ключевые слова: структурный синтез; NP-трудность; приближённый метод; метод локальных улучшений; полный перебор; жадный алгоритм Радо-Эдмондса; комбинаторно-оптимизационная задача; асимптотическая оценка вычислительной сложности

Представлена математическая постановка задачи структурного синтеза в области разработки программного обеспечения. Рассмотрены два варианта задачи, относящиеся к разным классам сложности, и способы их решения. Приведён сравнительный анализ эффективности методов применительно к рассматриваемым задачам.

Ключевые слова: структурный синтез; теория множеств; оптимизация на графах; NP-трудность; приближённый метод; метод локальных улучшений; полный перебор; жадный алгоритм Радо—Эдмондса; комбинаторно-оптимизационная задача; асимптотическая оценка вычислительной сложности

Представлены результаты численного моделирования стационарных детонационных волн (ДВ) в газофазных и газокапельных горючих смесях. Рассмотрены случаи существования минимальной скорости ДВ в разбавленной аргоном водорода-кислородной горючей смеси с добавлением капель воды и в метаноло-воздушной газокапельной горючей смеси.

Ключевые слова: стационарная детонационная волна; горючие газовые и газокапельные смеси; равновесная детонационная адиабата; неравновесные химические превращения; детонация Чепмена—Жуге

Статья посвящена разработке математической модели течения двухфазной (двухжидкостной) среды в случае, когда объемной концентрацией одной фазы нельзя пренебречь по сравнению с объемной концентрацией другой (несущей) фазы. Каждая фаза описывается как сжимаемая среда, и общая система уравнений, выражающая законы сохранения массы, импульса и энергии, имеет гиперболический тип. Для решения системы уравнений на базе схемы Годунова повышенного порядка развит численный метод. Проведены тестовые и методические расчеты двухфазных и двухжидкостных течений.

Ключевые слова: гиперболическая система уравнений; двухфазное течение; математическая модель; численное моделирование; распад разрыва

Работа посвящена вопросам численного моделирования кавитационных процессов. Представлена математическая модель нестационарного сопряженного тепломассообмена парогазового пузырька с окружающей жидкостью, учитывающая пространственную неоднородность температурных полей газа и жидкости, а также неоднородность концентрации компонент в пузырьке.

Ключевые слова: пузырек; кавитация; тепломассообмен; двухфазное течение; математическая модель; численное моделирование

Работа посвящена численному моделированию изменения рельефа поверхностей поликристаллов при облучении ионно-плазменными потоками. Представлена математическая модель, в которой при построении расчетной схемы предложен переход к криволинейной сферической геометрии с целью замыкания расчетной области самой на себя. Это позволило уйти от проблемы определения граничных условий. Предложенный метод «замыкания границ» может быть использован для любой n-мерной расчетной области.

Ключевые слова: численное моделирование; ионное распыление поверхности поликристаллов; граничные условия; расчетная область

Приводится описание разработанной автором методики экспериментального исследования процессов формирования поперечных профилей термогазодинамических параметров продуктов сгорания в камерах сгорания ЖРДМТ. Методика основана на использовании модульной конструкции ЖРДМТ на самовоспламеняющихся компонентах топлива с штатной смесительной головкой и сменными вставками для изучения процессов формирования поперечных профилей термогазодинамических параметров продуктов сгорания при их течении от смесительной головки до входа в сопло. Излагаются результаты проведенного с использованием этой методики экспериментального исследования, позволившего впервые установить основные закономерности формирования поперечных профилей термогазодинамических параметров продуктов сгорания для штатных ЖРДМТ.

Ключевые слова: жидкостной ракетный двигатель малой тяги; камера сгорания; азотный тетраксид; несимметричный диметилгидразин; соотношение компонентов; температура; пристенок

Оценивается влияние электронного возбуждения (ЭВ) молекул на структуру ударной волны в кислороде. Участвующие в химических реакциях за ударной волной электронно-возбужденные молекулы кислорода, как в основном, так и в синглетных состояниях учитываются как отдельные компоненты смеси. Построена математическая модель процесса, установлен перечень рассматриваемых компонентов, электронно-химических реакций и принятых значений констант скорости этих реакций. Моделируются параметры газа за фронтом стационарной ударной волны. Приводятся результаты оценки влияния ЭВ на распределение параметров течения за стационарной ударной волной.

Ключевые слова: математическое моделирование; электронное возбуждение; синглетный кислород; электронно-химические реакции; перечень реакций; константа скорости; стационарная ударная волна

Приведены результаты численного моделирования турбулентных отрывных течений, возникающих при работе сопла в перерасширенном режиме. Рассмотрены наиболее важные для данного класса течений аспекты модели турбулентности — учет сжимаемости, учет неравновесности турбулентности и обеспечение физически допустимых решений (положительности кинетической энергии турбулентности и её скорости диссипации и реализуемости напряжений Рейнолъдса). На основе сравнения с экспериментальными данными исследовано влияние различных моделей сжимаемой диссипации и различных моделей учета неравновесности на точность расчета отрывных течений в соплах. Проведено численное моделирование турбулентных отрывных течений в конических соплах с разными углами полураствора и в осе-симметричных профилированных соплах. Получено хорошее совпадение рассчитанных и экспериментальных распределений давления на стенке сопла, в том числе и по положению точки отрыва.

Ключевые слова: турбулентные течения; k-ε модель турбулентности; численная схема Годунова; сжимаемая диссипация; неравновесная турбулентность; сопла; отрыв пограничного слоя

Описано применение метода измерений тепловой активности в стадии иррегулярного теплового режима для исследования дисперсных материалов с плавящимися наполнителями. Показано, что результатом измерения в области плавления является эффективная тепловая активность, зависящая от теплоты плавления.

Ключевые слова: активные теплозащиты; дисперсный материал; иррегулярный тепловой режим; область плавления; плавящееся вещество; резистивный элемент; температурное поле; тепловая активность; теплоемкость; теплопроводность; удельная теплота плавления

Рассматривается зондовая задача для случая столкновителъной плазмы вблизи плоского зонда. Предложен метод решения поставленной задачи, являющийся композицией метода крупных частиц и метода расщепления, а также приведены результаты моделирования динамики поведения плазмы для исследуемого случая.

Ключевые слова: плазма; зондовая диагностика; переходный режим; уравнение Фоккера—Планка; метод крупных частиц; метод расщепления

Работа посвящена вопросам математического моделирования процессов перемешивания. Предложен диполъный метод для расчета перемешивания в жидкостях и последующей оценки качества получаемой смеси. Показано, что диполъный метод является компромиссом между высокоточным, но затратным контурным методом и экономичным, но менее точным, маркерным методом. К достоинствам метода следует отнести его универсальность, возможность применения для расчета перемешивания как в замкнутых, так и проточных трактах, простоту обобщения на трехмерный случай.

Ключевые слова: нелинейная волновая механика; смесительные установки; гомогенизация; вихревые генераторы

В статье описан метод расчета вязких течений с химическими превращениями применительно к проточным трактам воздушно-реактивных двигателей. Приведены подмодели и методы расчета течений в воздухозаборном устройстве, канале и камере сгорания. Представлены расчеты тестовых задач, сравнение с экспериментальными данными, примеры численного моделирования трехмерных течений.

Ключевые слова: математическая модель; метод численного решения; газовая динамика; термодинамика; коэффициенты переноса; двухфазные течения; химические реакции

Рассмотрена математическая модель петлевой схемы влагоотделения на высоком давлении в составе авиационной системы кондиционирования воздуха, а также описаны методы численного решения уравнений, составляющих эту модель.

Ключевые слова: влажный воздух; математическая модель; метод численного решения; петлевая схема влагоотделения; система кондиционирования воздуха; температура; энтальпия

Излагается физическая постановка задачи о моделировании термогазодинамических процессах в ЖРДМТ с учетом их неидеального протекания, основанная на полученных автором экспериментальных результатах. Приводится описание полученной на этой основе математической формулировки задачи и разработанного численного алгоритма ее решения, реализованного в виде программного комплекса. Излагаются результаты апробации разработанной численной модели, показывающие ее адекватность.

Ключевые слова: жидкостной ракетный двигатель малой тяги; камера сгорания; азотный тетраксид; несимметричный диметилгидразин; соотношение компонентов; температура; сопло

В одномерной постановке рассмотрена задача о резонансном воздействии на конечный слой пористой среды, насыщенной жидкостью. Продемонстрирована возможность создания однонаправленных движений жидкости в пористой среде с помощью волнового воздействия. Показан резонансный характер этих процессов и определена главенствующая роль быстрой волны, связанной с передачей импульса в скелете. Волновое воздействие на такие среды приводит к образованию огромных эффективных средних перепадов давления. Важным фактором при расчетах волновых процессов в таких средах является учет трения в скелете, который качественно меняет характер процессов.

Ключевые слова: резонанс; волна; осреднение по времени; поток жидкости; пористая среда; пористость; градиент давления

Исследуется устойчивость одного частного движения спутника относительно центра масс на эллиптической орбите в случае цилиндрической прецессии, для которого в абсолютном пространстве спутник, совершив оборот по орбите, возвращается в начальное положение в своем вращении относительно оси симметрии. В пространстве параметров задачи (инерционный параметр и эксцентриситет орбиты) построены области устойчивости в первом приближении, в кото?рых проведен подробный нелинейный анализ устойчивости движения (как при наличии резонансов четвертого порядка, так и при их отсутствии), проверена устойчивость для большинства (в смысле меры Лебега) начальных условий, полу?чены области значений параметров, для которых движение формально устойчиво.

Ключевые слова: спутник; функция Гамильтона; устойчивость движения; резонанс

Статья посвящена проблеме создания вычислительной технологии для решения широкого класса прикладных задач. Данная технология предназначена для перспективного программного обеспечения, устроенного по принципу «чёрного ящика».

Ключевые слова: универсальная многосеточная технология, численные решения, задачи механики сплошной среды, программное обеспечение