Труды сотрудников ИВМ СО РАН

[Text] : статья / A. N. Gorban [et al.] // Bulletin of Mathematical Biology. - 2011. - Vol. 73, Iss. 9. - p. 2013-2044DOI 10.1007/s11538-010-9597-1 . -
Аннотация: The “Law of the Minimum” states that growth is controlled by the scarcest resource (limiting factor). This concept was originally applied to plant or crop growth (Justus von Liebig, 1840, Salisbury, Plant physiology, 4th edn., Wadsworth, Belmont, 1992) and quantitatively supported by many experiments. Some generalizations based on more complicated “dose-response” curves were proposed. Violations of this law in natural and experimental ecosystems were also reported. We study models of adaptation in ensembles of similar organisms under load of environmental factors and prove that violation of Liebig’s law follows from adaptation effects. If the fitness of an organism in a fixed environment satisfies the Law of the Minimum then adaptation equalizes the pressure of essential factors and, therefore, acts against the Liebig’s law. This is the the Law of the Minimum paradox: if for a randomly chosen pair “organism–environment” the Law of the Minimum typically holds, then in a well-adapted system, we have to expect violations of this law. For the opposite interaction of factors (a synergistic system of factors which amplify each other), adaptation leads from factor equivalence to limitations by a smaller number of factors. For analysis of adaptation, we develop a system of models based on Selye’s idea of the universal adaptation resource (adaptation energy). These models predict that under the load of an environmental factor a population separates into two groups (phases): a less correlated, well adapted group and a highly correlated group with a larger variance of attributes, which experiences problems with adaptation. Some empirical data are presented and evidences of interdisciplinary applications to econometrics are discussed.

Полный текст на сайте правообладателя


Доп.точки доступа:
Gorban, A.N.; Горбань, Александр Николаевич; Pokidysheva, L.I.; Smirnova, E.V.; Tyukina, T.A.

/ N. A. Makhutov, I. I. Koksharov, A. M. Lepikhin // Strength of Materials. - 1992. - Vol. 23, Is. 5. - P481-488, DOI 10.1007/BF00771443 . - ISSN 0039-2316
Аннотация: Methods used to calculate the reliability indices of structural components (the distribution function of remaining life, the probability of failure-free service, and the risk function) as applies to problems of the propagation of defects under a cyclic load are examined. The potentials of the method of "numeric experiments" are demonstrated in an example of the calculation of crack kinetics in a branch pipe in tension with bending. The reliability indices are calculated for a plane element with a crack by means of numeric integration of determining equations. It is possible to solve problems with different laws governing crack propagation and forms of density distribution for the size of the initial defect within the framework of these methods. A combination of approaches of fracture mechanics and reliability theory with numeric methods of calculation make it possible to evaluate the reliability indices of a defective structural component. В© 1992 Plenum Publishing Corporation.

Scopus

Держатели документа:
A. A. Blagonravov Institute of Machinery, Academy of Sciences of the USSR, Moscow, Russian Federation
Computer Center, Siberian Branch, Academy of Sciences of the USSR, Krasnoyarsk, Russian Federation
ИВМ СО РАН

Доп.точки доступа:
Makhutov, N.A.; Махутов, Николай Андреевич; Koksharov, I.I.; Кокшаров, Игорь Ильич; Lepikhin, A.M.; Лепихин, Анатолий Михайлович

[Text] / A. . Lepikhin, V. . Moskvichev, S. . Doronin // Theor. Appl. Fract. Mech. - 1998. - Vol. 29, Is. 2. - P103-107, DOI 10.1016/S0167-8442(98)00022-6. - Cited References: 8 . - ISSN 0167-8442РУБ Engineering, Mechanical + Mechanics

Аннотация: Probabilistic safety and risk assessment of nuclear reactor equipment are referred to as integrated safety assessment which is implemented by the application of probabilistic fracture mechanics (PFM). Such a study is based on statistical simulation of weld damages under dynamic condition. Because of damage accumulation in welded nuclear reactor components under dynamic load, the need for evaluating the risk of fracture is apparent. This work considers the statistical simulation of dynamic damage of weld joint by fracture. Considered in the analysis are weld defects, damage accumulation, crack initiation and crack growth. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

WOS

Держатели документа:
Russian Acad Sci, Ctr Comp, Krasnoyarsk 660036, Russia
ИВМ СО РАН

Доп.точки доступа:
Lepikhin, A.M.; Moskvichev, V.; Москвичев, Владимир Викторович; Doronin, S.V.

[Текст] : статья / А. Н. Рогалев, С. В. Доронин // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2015. - № 1. - С. 8-13 . - ISSN 1813-9108
   Перевод заглавия: ISSUES OF CONVERGENCE OF THE FINITE ELEMENT ESTIMATIONS OF STRESS STATE OF LOAD-BEARING STRUCTURES WITH STRESS CONCENTRATORS
Аннотация: Практическая деятельность по решению задач анализа напряженного состояния силовых конструкций с концентраторами напряжений требует развития численных методов моделирования элементов конструкций в области зон высоких градиентов напряжений, обусловленных, в частности, конструктивными концентраторами. Показано, что для геометрически сложных элементов конструкций широко применяемые подходы к реализации метода конечных элементов не гарантируют сходимости численного решения. В статье рассматриваются задачи, связанные с вопросами надежности вычислений с помощью метода конечных элементов. Они зависят как от надежности математической постановки задачи, так и от точности численного решения поставленной задачи. Рассматриваются практические приемы оценки погрешности вычислений. В качестве перспективных путей обеспечения сходимости и достоверности результатов моделирования предлагаются подходы теории технической устойчивости дифференциальных уравнений, специальные вычислительные процедуры, применяемые на стадиях пре- и постпроцессинга.
Practical activity for solving problems of analysis of stress state of load-bearing structures with stress concentrators demands developing numerical methods for simulating high gradient stress zones of structural elements due to structural concentrators. It is shown that widely used approaches to finite element method realization do not make sure convergence for numerical solution for geometrically complex structural elements. The paper is dedicated to problems associated with reliability of calculations by means of finite element method. They depend on validity of mathematical problem definition and adequacy of numerical solution of given problem. Practical techniques for calculating errors assessment are discussed. In the capacity of perspective path to guaranteeing convergence and validity of simulation results approaches of theory for differential equations technical stability and special computational procedures on pre and post processing stages are proposed.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН

Доп.точки доступа:
Доронин, Сергей Владимирович; Rogalev A.N.

[Текст] : статья / С. В. Доронин, А. Н. Рогалев, Е. М. Рейзмунт // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2015. - № 2. - С. 26-31 . - ISSN 1813-9108
   Перевод заглавия: ANALYSIS OF THE FINITE ELEMENT ESTIMATIONS OF STRESS STATE OF LOAD-BEARING STRUCTURES WITH STRESS CONCENTRATORS

УДК	519.63+539.313

Аннотация: Концентрация напряжения в элементах силовых конструкций является одним из основных факторов их прочности, живучести, техногенной безопасности. Несмотря на значительные успехи в области исследования природы и влияния концентрации напряжений на конструкционную прочность, накопленные аналитические, численные, экспериментальные данные не могут охватить все многообразие конструктивных форм и условий нагружения конструкций. Наиболее распространенным в настоящее время является численный подход к анализу концентрации напряжений, реализуемый чаще всего с использованием коммерческих пакетов конечно-элементного анализа. В этом случае принципиальное значение имеет удовлетворение требованиям точности и достоверности результатов моделирования. Опыт численного исследования напряженного состояния в области концентраторов напряжений свидетельствует о многочисленных случаях нарушения этих требований, возникающих вследствие проблем со сходимостью и устойчивостью численных решений. В настоящей работе рассматриваются конечно-элементные решения ряда элементов конструкций с концентраторами напряжений, не удовлетворяющие требованиям сходимости, и анализируются возможные причины возникающих ошибок.
Stress concentration in load-bearing structures elements is one of the main factors of their strength, survivability, safety. In spite of considerable advances of investigations for nature of stress concentration and its influence on structural strength accumulated analytic, numerical, experimental data can’t cover all diversity of structural forms and loading conditions. The numerical approach for analysing stress concentration with the help of commercial finite-element software is the most widely-spread at present. In this case meeting requirements of accuracy and reliability of simulation data is of fundamental importance. The experience of numerical investigation for stress state of structural elements with stress concentrators demonstrates numerous cases of violation of these requirements due to difficulties with convergence and stability of numerical solutions. In this paper finite-element solutions for stress concentrators which are not meeting requirements of convergence are discussed and possible reasons of errors are analysed.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН

Доп.точки доступа:
Рогалев, Алексей Николаевич; Rogalev A.N.; Рейзмунт, Елена Михайловна; Reizmunt E.M.

[Текст] : статья / А. Н. Рогалев, С. В. Доронин, А. А. Рогалев // Системы. Методы. Технологии. - 2015. - № 3. - С. 32-38 . - ISSN 2077-5415
   Перевод заглавия: Solution accuracy control for analysis of stress-strain state of critical technical objects

УДК

539.3

519.612

Аннотация: В статье рассматриваются подходы к оценке вычислительной ошибки при решении системы линейных алгебраических уравнений, в качестве матрицы коэффициентов которой рассматривается матрица жесткости конечно-элементной модели технического объекта. Предлагаемый подход предполагает, что уровень вычислительной ошибки определяется структурой и значениями матрицы коэффициентов, и заключается в численном решении системы линейных уравнений с матрицей жесткости и такой специально подобранной правой частью, для которой известно точное решение. Сравнение численного и точного решений позволяет получить оценку вычислительной ошибки, позволяющую судить о приемлемости построенной конечно-элементной модели. Получение указанной оценки является дополнительной процедурой контроля точности численного решения при анализе его сходимости путем последовательного уменьшения шага конечных элементов. Развиваемый подход весьма актуален для конструкций ответственных технических объектов, где цена ошибки при проектных расчетах оказывается неприемлемо высокой. Для реализации предлагаемого подхода организован интерфейс между пакетом конечно-элементного моделирования ANSYS и вычислительным пакетом компьютерной алгебры Wolfram Mathematica. В качестве примера приводится получение оценки вычислительной ошибки численного решения системы линейных алгебраических уравнений с матрицей жесткости силовой конструкции бака высокого давления для перспективных электрореактивных двигателей космических аппаратов. Силовая конструкция представляет собой оболочку давления, подвешенную на системе вантов с регулируемым уровнем натяжения, закрепленных, в свою очередь, на пространственной стержневой системе - силовой структуре корпуса космического аппарата. Для рассматриваемой конструкции найден уровень конечно-элементной дискретизации, обеспечивающий сходимость численного решения.
The paper is devoted to approaches to a problem of numerical error evaluation when solving the system of linear equations. The stiffness matrix of a finite-element model of a technical object is a coefficient matrix of the system of linear equations. The approach proposed supposes that the level of numerical error is determined by a structure and magnitude of coefficient matrix. The approach consists of numerical solving system of linear equations with stiffness matrix and special right-hand member with exact solution known. Comparison of numerical and exact solutions allows evaluating numerical error and making decision on the quality of finite-element model. Evaluation numerical error is a supplementary procedure for checking accuracy of numerical solution within solution convergence analysis by means of cascade reduction mesh spacing. The approach is of great actuality for structures of critical technical objects with great worth of design calculations error. To implement the approach, data interface between the finite-element analysis package ANSYS and computer algebra package Wolfram Mathematica has been created. Evaluated numerical error has been given as an example for numerical solution system of linear equations with stiffness matrix for load-bearing unit of high pressure tank for perspective spacecraft electrojet engines. The load-bearing unit consists of pressure shell suspended by means of cable system with controlled tension. The cable system is attached to spatial bar system - load-bearing frame structure of spacecraft. For the structures considered the level of finite-element discretization has been determined to provide numerical solution convergence.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета
Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука» Красноярского научного центра СО РАН

Доп.точки доступа:
Доронин, С.В.; Doronin S.V.; Рогалев, А.А.; Rogalyov A.A.; Rogalyov A.N.

/ G. V. Makarskaya, A. V. Andrianova, S. V. Tarskikh // Contemp. Probl. Ecol. - 2016. - Vol. 9, Is. 5. - P574-581, DOI 10.1134/S1995425516050103 . - ISSN 1995-4255
Аннотация: Adaptations of living organisms to the environment are formed and manifested at different levels, from molecular to biocoenotic. Nowadays, the metabolic antioxidant system (AOS) is considered the key part of the process of adaptation; its activation is considered a general response of biota to the negative effect of the environment. The usage of AOS components as biomarkers of the stress condition in hydrobionts has good prospects; it is actively applied in the monitoring of aquatic ecosystems. Here, the kinetics of the free radical formation in various zoobenthic species from the Yenisei River (amphipods, oligochaetes, leeches, and chironomids) and in the amphipods from the Us River (a small mountain river, the Yenisei tributary) is analyzed. The parameters of kinetics of radical formation were registered in vitro in the homogenates of hydrobionts tissues under the initiation of the oxidative stress by the hydrogen peroxide using luminol-dependent chemoluminescence. In amphipods, unlike other invertebrates, the antioxidative activity is characterized by two chemiluminescent peaks. In addition, the kinetics of free radical elaboration has interspecific and agerelated variability in amphipods. In Gmelinoides fasciatus Stebb., the peak of the free radical elaboration and their total number significantly exceeded these parameters for Gammarus sp. and Eulimnogammarus viridis Dybowsky in a 60-min period. The increase of the production of free radicals in E. viridis and Gammarus sp. and its decrease in G. fasciatus were age-dependent. A significantly higher production of free radicals has been registered in G. fasciatus and E. viridis inhabiting the zone of elevated anthropogenic load in the Yenisei River. © 2016, Pleiades Publishing, Ltd.

Scopus,
Смотреть статью,
WOS

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Akademgorodok 50/44, Krasnoyarsk, Russian Federation
International Scientific Centre for Organism Extreme Conditions Research at Presidium of Krasnoyarsk Scientific Centre, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Akademgorodok 50, Krasnoyarsk, Russian Federation
Scientific Research Institute of Ecology of Fishery Reservoirs, ul. Parizhskoi Kommuny 33, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Makarskaya, G. V.; Andrianova, A. V.; Tarskikh, S. V.

/ V. B. Bekezhanova, I. A. Shefer // J. Phys. Conf. Ser. - 2016. - Vol. 754, Is. 2, DOI 10.1088/1742-6596/754/2/022001 . - ISSN 1742-6588
Аннотация: A problem on stability of the viscous heat-conducting liquid flow in the vertical channel at given heat flux on the permeable solid walls is studied. The two-dimensional flow is described by an exact invariant solution of the microconvection equations. The investigation of the exact solution allows one to find out the extent of influence of the thermal load, gravity and the system geometry on the flow structure. Stability of the solution is investigated in the framework of the linear theory. The spectrum of the spatial characteristic perturbations is analyzed in the space of problem parameters. Typical forms of the hydrodynamic and thermal disturbances are presented and dependence of characteristics of the arising structures on the thermal load and gravity is established. Convective cells, hydrothermal rolls and polygonal structures can appear in the channel. By weak gravity the hydrothermal rolls are not formed. Changing heat flux and disturbance wave length lead to deformation of the cells and complication of the spatial form of the structures. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.

Scopus,
Смотреть статью

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling, SB, RAS, 50/44 Krasnoyarsk, Akademgorodok, Russian Federation
Institute of Mathematics and Computer Sciences, Siberian Federal University, Svobodny, 79, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Bekezhanova, V. B.; Shefer, I. A.

[Текст] : статья / О. А. Исеева [и др.] // Решетневские чтения. - 2016. - Т. 1, № 20. - С. 123-125 . - ISSN 1990-7702
   Перевод заглавия: ANALYSIS OF DESIGN ANIZOGRID POWER TUBE

УДК

629.78

Аннотация: Рассмотрен процесс проектирования типовой сетчатой структуры с использованием численного метода расчета напряженно-деформированного состояния. Выделены проектные параметры полученной конфигурации.
The paper considers the process of designing a typical network structure using a numerical method to calculate stress-strain state. The research demonstrates the obtained project configuration options.

РИНЦ

Держатели документа:
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Доп.точки доступа:
Исеева, О.А.; Iseeva O.A.; Кравченко, Ю.С.; Kravchenko Yu. S.; Двирный, В.В.; Dvirniy V.V.; Крушенко, Генрих Гаврилович; Krushenko G.G.; Пацкова, Е.Г.; Patskova E.G.

[Текст] : статья / О. А. Исеева [и др.] // Решетневские чтения. - 2016. - Т. 1, № 20. - С. 30-32 . - ISSN 1990-7702
   Перевод заглавия: SELECTING THE BEST CONFIGURATION TO DESIGN ANIZOGRID STRUCTURE

УДК

629.78

Аннотация: Рассмотрен выбор параметров при проектирования анизогридной конструкции в составе КА, подверженной воздействиям осевой и перерезывающих сил, изгибающих моментов, а также локальных сосредоточенных нагрузок.
The research describes a configuration of designing anizogrid body as a part of a spacecraft exposed to axial and shear forces, bending moments and concentrated local loads.

РИНЦ

Держатели документа:
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Доп.точки доступа:
Исеева, О.А.; Iseeva O.A.; Кравченко, Ю.С.; Kravchenko Yu. S.; Савицкий, В.В.; Savitskiy V.V.; Крушенко, Генрих Гаврилович; Krushenko G.G.; Пацкова, Е.Г.; Patskova E.G.

[Текст] : статья / Галина Владимировна Макарская, Анна Владимировна Андрианова, Светлана Вениаминовна Тарских // Сибирский экологический журнал. - 2016. - Т. 23, № 5. - С. 697-707, DOI 10.15372/SEJ20160507 . - ISSN 0869-8619
   Перевод заглавия: Features of Antioxidant Activity of Tissues of Reophil Zoobenthos Representatives Based on the Chemiluminescent Analysis

УДК	574.5; 574.24; 59.083

Аннотация: Адаптации живых организмов к условиям окружающей среды формируются и проявляются на самых различных уровнях - от молекулярного до биоценотического. В настоящее время метаболическая антиоксидантная система (АОС) считается ключевым звеном адаптационных процессов, а ее активация рассматривается как универсальный отклик биоты на негативное воздействие окружающей среды. Использование компонентов АОС в качестве биомаркеров стрессовых воздействий на гидробионтов активно внедряется и имеет большие перспективы в системе мониторинга водных экосистем. В данной работе проанализирована кинетика образования свободных радикалов у различных представителей зообентоса из р. Енисей (амфиподы, олигохеты, пиявки, хирономиды) и амфипод из р. Ус (малая горная река, приток Енисея). Параметры кинетики радикалообразования регистрировали методом люминолзависимой хемилюминесценции при инициировании оксидативного стресса перекисью водорода in vitro в гомогенатах тканей гидробионтов. Выявлено, что у амфипод, в отличие от других беспозвоночных, процесс антиокислительной активности характеризуется двумя вспышками хемилюминесценции. Кроме того, у амфипод наблюдались межвидовые и возрастные отличия по параметрам кинетики генерации свободных радикалов. У Gmelinoides fasciatus Stebb. пик интенсивности генерации свободных радикалов и их общее количество за 60-минутный период регистрации достоверно превосходили данные показатели для Gammarus sp. и Eulimnogammarus viridis Dybowsky. С возрастом наблюдалось увеличение объема продукции свободных радикалов у E. viridis и Gammarus sp. и снижение у G. fasciatus. Отмечено достоверно более высокое значение объема генерации свободных радикалов у G. fasciatus и E. viridis, обитающих в зоне р. Енисей с повышенной антропогенной нагрузкой.
The adaptation of living organisms to the environmental conditions is formed and manifested at different levels - from the molecular to the biocenotic. Nowadays, the metabolic antioxidant system (AOS) is considered to be the key part of adaptive processes, and its activation is regarded as a general response of biota to the negative impact of the environment. The usage of AOS components as biomarkers of stressful influence on hydrobionts has good prospects and is actively applied in the monitoring system of aquatic ecosystems. In this paper the kinetics of free radical formation in various zoobenthos representatives from the Yenisei River (amphipods, oligochaetes, leeches, chironomids) and in amphipods from the Us River (a small mountain river, the Yenisei tributary) is analyzed. Parameters of kinetics of radical formation were registered using the method of luminoldepended chemoluminescence under the initiation of oxidative stress with hydric dioxide in vitro in homogenates of hydrobionts tissues. It was revealed that in amphipodes, as opposed to other invertebrates, the process of antioxidative activity is characterized by two chemiluminescent flashes. What is more, interspecies and age-related differences in parameters of the kinetics of free radicals formation were noticed in amphipodes. In Gmelinoides fasciatus Stebb. the intension peak of the formation of free radicals and their total number during the 60-minute registration period authentically exceeded these parameters for Gammarus sp. and Eulimnogammarus viridis Dybowsky. With age, the increase in volume of production of free radicals in E. viridis and Gammarus sp. and its decrease in G. fasciatus were observed. The authentically higher value of volume of production of free radicals in G. fasciatus and E. viridis inhabiting the zone of the Yenisei River with heightened anthropogenic load was marked.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
МНЦ ИЭСО при Президиуме КНЦ СО РАН
НИИ ЭРВ

Доп.точки доступа:
Андрианова, Анна Владимировна; Andrianova A.V.; Тарских, Светлана Вениаминовна; TARSKIKH S.V.; Makarskaya G.V.

[Текст] : статья / А. Н. Рогалев, С. В. Доронин // Системы. Методы. Технологии. - 2016. - № 2. - С. 91-99, DOI 10.18324/2077-5415-2016-2-91-99 . - ISSN 2077-5415
   Перевод заглавия: Conditioning criteria in numerical computation of the stress state of load-bearing structures

УДК

539.3

519.612

Аннотация: Одним из основных вопросов при конечно-элементном моделировании высокоответственных технических систем является анализ точности полученных результатов. Решение этого вопроса позволяет обосновать надежность характеристик технических объектов. На точность результатов влияют ошибки округления и погрешность приближенных методов линейной алгебры, применяемых в конечно-элементном анализе, а также ошибки, имеющие непосредственное отношение к методу конечных элементов при выборе (построении) сетки конечных элементов, что прямо отражается в свойствах обусловленности матрицы жесткости и величине ошибки решения системы линейных уравнений с матрицей жесткости. Для численных решений, полученных методом конечных элементов, характеристика точности вычислительной ошибки может определяться как величина ошибки решения системы линейных уравнений с матрицей жесткости. Для анализа точности реализован апостериорный анализ ошибок численных вычислений путем двукратного решения системы линейных уравнений с матрицей жесткости, имеющей специально подобранную правую часть. Для полноты анализа результатов конечно-элементного моделирования изучаются числа обусловленности матрицы коэффициентов системы, что позволяет в первом приближении выявлять степень вырожденности матрицы коэффициентов и определять степень чувствительности численных решений к ошибкам. Применение этих процедур позволяет контролировать точность численного решения и анализировать сходимость. Развиваемый подход весьма актуален для конструкций ответственных технических объектов, так как ошибки при проектных расчетах здесь приводят к серьезным последствиям. Оценки вычислительной ошибки численного решения системы линейных алгебраических уравнений с матрицей жесткости применяются в статье для контроля точности в задачах расчета коэффициента концентрации напряжений в круговой пластине с эксцентричным круговым разрезом. Результаты вычислений подтверждают теоретические рассуждения.
One of the main problems in the finite element modeling of highly responsible technical systems is analysis of the accuracy of the results obtained. The solution of this problem allows to prove reliability of technical objects. Rounding errors and errors of approximate methods of linear algebra, used in the finite element analysis, influent the accuracy of the results as well as errors that are directly related to the method of finite elements in the selection (construction) of the finite element grid. This influence is reflected directly in the properties of a stiffness matrix and the size of the error while solving a system of linear equations with the stiffness matrix. For numerical solutions, obtained by finite element method, the characteristics for the accuracy of the computation error can be defined as the value of the error of the solution of linear equations with the stiffness matrix. To analyze the accuracy, a posteriori analysis of numerical computation errors has been realized by solving doubly the systems of linear equations with the stiffness matrix, having specially selected right side. To complete the analysis of the results of the finite element modeling, the condition number of the coefficients matrix of system has been studying which allows to identify the degree of degeneracy of the coefficient matrix at a first approximation and to determine the degree of sensitivity of numerical solutions to the errors. The use of these procedures allows to control the accuracy of the numerical solution and analyze the convergence. The approach proposed is very important for structuring the important technical objects, as errors in the design constructions lead to serious consequences. Estimates of computational error of the numerical solution of a system of linear algebraic equations with the stiffness matrix used in the article for accuracy control in problems of calculation of stress concentration factor in a circular plate with an eccentric circular cutting. The results confirm the theoretical reasoning.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука» Института вычислительных технологий СО РАН

Доп.точки доступа:
Доронин, С.В.; Doronin S.V.; Rogalev A.N.

[Текст] : научное издание / М. П. Варыгина, И. В. Смолехо // Решетневские чтения. - 2016. - Т. 2, № 20. - С. 120-122 . - ISSN 1990-7702
   Перевод заглавия: NUMERICAL MODELING OF MICROPOLAR THIN PLATES

УДК

539.37

Аннотация: Для исследования динамических процессов в микрополярных тонких пластинах, широко использующихся в аэрокосмической промышленности, разработан эффективный параллельный алгоритм для суперкомпьютеров с графическими ускорителями. Представлены результаты численного решения задачи Лэмба о действии мгновенной сосредоточенной нагрузки.
To research dynamic processes in micropolar thin plates widely used in aerospace industry effective parallel algorithm for supercomputers with graphical processors is developed. Numerical results of Lamb problem on instant concentrated load are presented.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН

Доп.точки доступа:
Варыгина, М.П.; Varygina M.P.; Смолехо, И.В.; Smolekho I.V.

/ V. B. Bekezhanova, O. N. Goncharova // J. Phys. Conf. Ser. - 2017. - Vol. 899, Is. 3, DOI 10.1088/1742-6596/899/3/032006 . - ISSN 1742-6588
Аннотация: The solution of special type of the Boussinesq approximation of the Navier - Stokes equations is used to simulate the two-layer evaporative fluid flows. This solution is the 3D generalization of the Ostroumov - Birikh solution of the equations of free convection. Modeling of the 3D fluid flows is performed in an infinite channel of the rectangular cross section without assumption of the axis-symmetrical character of the flows. Influence of gravity and evaporation on the dynamic and thermal phenomena in the system is studied. The fluid flow patterns are determined by various thermal, mechanical and structural effects. Numerical investigations are performed for the liquid - gas system like ethanol - nitrogen and HFE-7100 - nitrogen under conditions of normal and low gravity. The solution allows one to describe a formation of the thermocapillary rolls and multi-vortex structures in the system. Alteration of topology and character of the flows takes place with change of the intensity of the applied thermal load, thermophysical properties of working media and gravity action. Flows with translational, translational-rotational or partially reverse motion can be formed in the system. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.

Scopus,
Смотреть статью,
Полный текст (доступен только в ЛВС)

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling SB RAS, Academgorodok 50/44, Krasnoyarsk, Russian Federation
Institute of Thermophysics SB RAS, Ac. Lavrentieva ave 1, Novosibirsk, Russian Federation
Altai State University, pr Lenina 61, Barnaul, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Bekezhanova, V. B.; Goncharova, O. N.

[Текст] : статья / Г. Г. Крушенко, О. А. Исеева // Сибирский журнал науки и технологий. - 2017. - Т. 18, № 3. - С. 651-657 . - ISSN 2587-6066
   Перевод заглавия: Nano modification of polymer binder with the aim of improving the properties of carbon fibre materials

УДК	539.3, 519.63

Аннотация: Одной из проблем космического машиностроения является снижение массы деталей, узлов и механизмов как собственно космического аппарата, так и средств доставки его на орбиту, т. е. ракеты-носителя. Прогрессивным решением этой проблемы является применение так называемых сетчатых (анизогридных - anisogrid) конструкций. В настоящее время сетчатые конструкции, материалом для которых является угле- пластик, широко применяются в космической технике для изготовления различных пустотелых трубчатых и конических конструкций космических аппаратов. Наиболее распространенным способом изготовления угле- пластиковых сетчатых конструкций является их намотка из углеродных волокон. Однако при всех положи- тельных качествах углепластиковых конструкций, в связи с однонаправленностью их структуры, их эффек- тивное использование возможно только при одноосном нагружении, когда растягивающие и сжимающие напряжения совпадают с направлением волокон. В случае сложного сопротивления или изгиба, когда в мате- риале возникает сложное напряженное состояние, могут произойти разрушения как от действия скалывающих касательных напряжений, так и от нормальных напряжений. Строгая ориентация волокон в одном направле- нии обусловливает анизотропию физико-механических свойств однонаправленных композитов. При нагрузке, приложенной нормально к направлению волокон, происходит разрушение углепластиковой конструкции прак- тически без ее предварительной пластической деформации. Проблема повышения механических свойств угле- пластиковых материалов успешно решается в результате введения в полимерное связующее нанопорошков различных химических соединений. Этот процесс называется наномодифицированием. Причем в этом плане наиболее эффективным оказались углеродные нанопорошки, включая наноалмазы.
One of the problems in space engineering is the reduction of masses parts, assemblies and mechanisms as the actual spacecraft, and the means to deliver it to the orbit, i. e. booster. Progressive solution of this problem is the use of so- called net (anisogrid) structures. And currently mesh structure, the material for which is carbon fiber, are widely used in space technology for the manufacture of hollow tubular and conical designs of the spacecraft. The most common method of making carbon mesh designs is the winding of carbon fibers. However, with all the positive qualities of CFRP structures, in connection with the pointedness of their structure, and their effective use is possible only under uniaxial loading when tensile and compressive stresses coincide with the fiber direction. In the case of complex resis- tance or bending when the material occurs in the complex stress state can cause the destruction, as from the action of shear stresses and normal stresses. Strict fiber orientation in one direction leads to anisotropy of physical and mechanical properties of unidirectional composites. When the load applied normal to the direction of the fibers is destroyed by carbon fiber construction practically without preliminary plastic deformation. The problem of improving the mechanical properties of the CFRP materials was successfully solved by introducing in the polymer binder nano- powders of different chemical compounds - a process called nanomodification. And, in this regard, the most effective was the carbon nanopowders, including nanodiamonds.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Доп.точки доступа:
Крушенко, Г.Г.; Krushenko G.G.; Исеева, О.А.; Iseeva O.A.

[Текст] : статья / М. П. Варыгина // Решетневские чтения. - 2017. - № 21-2. - С. 8-9 . - ISSN 1990-7702
   Перевод заглавия: Numerical modelling of micropolar cylindrical shells

УДК

539.37

Аннотация: Для исследования динамических процессов в микрополярных оболочках, широко использующихся в аэрокосмической промышленности, разработан эффективный параллельный алгоритм для суперкомпьютеров с графическими ускорителями. Представлены результаты численного решения задачи Лэмба о действии мгновенной сосредоточенной нагрузки.
In order to research dynamic processes in micropolar cylindrical shells widely used in aerospace industry, an effective parallel algorithm for supercomputers with graphical processor units is developed. Numerical results of Lamb’s problem on instant concentrated load are presented.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН

Доп.точки доступа:
Варыгина, М.П.; Varygina M.P.

[Текст] : доклад, тезисы доклада / Виктория Бахытовна Бекежанова, О. Н. Гончарова // Неравновесные процессы в сплошных средах : Материалы международного симпозиума. В 2-х томах. - Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2017. - 1. - С. 51-63 . - ISBN 978-5-7944-2918-3
   Перевод заглавия: Influence of the gravity and thermal load on regimes of evaporative convection

Источник статьи,
РИНЦ

Держатели документа:
Алтайский государственный университет
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук

Доп.точки доступа:
Бекежанова, Виктория Бахытовна; Bekezhanova V.B.; Гончарова, О.Н.; Goncharova O.N.; НЕРАВНОВЕСНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СПЛОШНЫХ СРЕДАХ(2017 ; 15.05 - 18.05 ; Пермь)
Нет сведений об экземплярах (Источник в БД не найден)

/ V. B. Bekezhanova, O. N. Goncharova // Int. J. Therm. Sci. - 2018. - Vol. 130. - P323-332, DOI 10.1016/j.ijthermalsci.2018.05.001 . - ISSN 1290-0729
Аннотация: The exact solution for the Boussinesq approximation of the Navier – Stokes equations is analytically constructed to describe the joint flow of an evaporating viscous heat-conducting liquid and gas-vapor mixture in an infinite horizontal channel. The effects of thermodiffusion and diffusive heat conductivity in the gas-vapor phase are additionally taken into account in the governing equations and interface conditions. Possible flow types are classified with respect to the types of the boundary conditions for the vapor concentration on the upper solid wall of the channel. The importance of a solution of special type is that it gives a possibility to specify on the qualitative level the physical factors defining the basic flow mechanisms. The constructed solution has the group nature and allows one to describe the real flow regimes and a formation of patterns observed in the experiments. It describes three classes of flows: pure thermocapillary, mixed and Poiseuille flows according to the dominant force or interaction of effects. The stability of the two-layer flows of the liquid and gas-vapor phase is investigated for the equal values of the longitudinal temperature gradients on the channel walls. In this case the perturbations of the basic flow can lead to the formation of the vortex and thermocapillary structures. The influence of the thermal load intensity and gas flow rate on the type of the arising instability is studied. The evolution of the perturbations is investigated numerically. © 2018 Elsevier Masson SAS

Scopus,
Смотреть статью

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling SB RAS, Akademgorodok 50/44, Krasnoyarsk, Russian Federation
Altai State University, pr Lenina 61, Barnaul, Russian Federation
Institute of Thermophysics SB RAS, Ac. Lavrentieva ave 1, Novosibirsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Bekezhanova, V. B.; Goncharova, O. N.

: статья / E. N. Vasil'ev // Сибирский журнал науки и технологий. - 2018. - Т. 19, № 1. - P17-21 . - ISSN 2587-6066
   Перевод заглавия: Расчет характеристик термоэлектрической системы охлаждения теплонагруженных элементов радиоэлектронной аппаратуры

УДК

537.32

Аннотация: Modern technologies make it possible to construct electronic devices that combine small sizes and high energy con- sumption, which requires the optimization of thermal modes. A promising direction to improve cooling intensity of the heat-loaded element (HLE) and precision of temperature control is applying thermoelectric modules (TEMs), which endow the heat release system with a cooling function, i. e., allow to reach temperatures of the HLE below ambient temperature. In the present paper, the processes of heat transfer in thermoelectric system of cooling and temperature control (TESCTC) are comprehensively considered. The temperature field in the capacity of heat-distributing plate (HDP), and influence of the heat flux inhomogeneity on the HLE temperature increase have been defined. The results of operating modes calculations, taking into account the heat-power release of HLE, performance of TEM, parameters of HDP and cooler, and magnitude of thermal resistance of thermal contacts have been presented. The calculation method allows to determine the temperature of HLE and to optimize TESCTC modes to achieve maximum cooling effi- ciency and lower energy consumption. It has been found that the optimal power supply current of TEM, corresponding to the modes with the maximum efficiency of cooling, depends on the thermal resistance of the heat sink system and the power of the heat load.
Современные технологии позволяют производить радиоэлектронные устройства, сочетающие малые раз- меры и высокое энергопотребление, что обостряет проблему обеспечения оптимальных тепловых режимов. Перспективным направлением для повышения интенсивности охлаждения теплонагруженного элемента (ТНЭ) и точности терморегулирования является применение термоэлектрических модулей (ТЭМ), которые наделяют теплоотводящую систему функцией охлаждения, т. е. дают возможность достигать температу- ры ТНЭ ниже значения внешней среды. Комплексно рассмотрены процессы теплообмена в термоэлектриче- ской системе охлаждения и терморегулирования (ТЭСОТ). Определено температурное поле в объеме тепло- распределяющей пластины (ТРП) и влияние неоднородности теплового потока на увеличение температуры ТНЭ. Представлены результаты расчета режимов работы с учетом мощности тепловыделения ТНЭ, рабо- чих характеристик ТЭМ, параметров ТРП и кулера, величины термических сопротивлений тепловых контак- тов. Расчетная методика позволяет определять температуру ТНЭ и проводить оптимизацию режимов ТЭ- СОТ с целью достижения максимальной эффективности охлаждения и снижения энергозатрат. Установле- но, что оптимальная сила тока питания ТЭМ, соответствующая режимам с максимальной эффективностью охлаждения, зависит от термического сопротивления системы теплоотвода и мощности тепловой нагрузки.

РИНЦ

Держатели документа:
Krasnoyarsk Science Centre SB RAS, Institute of Computational Modelling SB RAS

Доп.точки доступа:
Vasil'ev, E.N.; Васильев Е.Н.

/ A. V. Andriаnоvа [и др.] // Vestn. Tomsk. Gos. Univ. Biol. - 2019. - Vol. 2019, Is. 45. - С. 142-163, DOI 10.17223/19988591/45/8 . - ISSN 1998-8591
   Перевод заглавия: Кормовая база и потенциал рыбопродуктивности бассейна Енисея (верхнее и среднее течение)
Аннотация: The Yenisey basin had been famous for its fish richness for a long time, and the core of the fishery had been such valuable species as salmon, whitefish and sturgeon. However, the construction of the Angara-Yenisey cascade of hydroelectric power stations, domestic and industrial waste pollution, and intensive consumer catching played a huge role in changing fish habitats and the structure of ichtyocoenosis. The complex anthropogenic load eventually led to a reduction in stocks and a decrease in the natural reproduction of valuable and highly valued fish species. To preserve and restore natural populations of valuable fish species, it is necessary to increase the efficiency of reproduction, both natural and artificial. On the other hand, successful implementation of aquaculture plants is impossible without assessing fish stocks, their demographic status, habitat conditions and capacious information about the feed base. The aim of this research was to reveal the current development level of ichthyofauna and feed base in the Yenisey basin, and, on this basis, to assess the potential fish productivity and the maximum allowable volumes of introduction of juvenile fish as objects of artificial reproduction. In 2015, we carried out zoobenthos and ichthyofauna studies in the Yenisey and the rivers of its basin (Abakan, Mana, Kan, Agul, Kungus) (See Table 1). In the Yenisey, the material was collected from 5 stations in the upper reaches (the Republics of Tyva and Khakassia) and 10 stations in the middle reaches (from the dam of the Krasnoyarsk HPS to the mouth of the Angara River); in the tributaries of the Yenisey there were from 4 (Kungus River) to 10 (Mana River) stations. In the collection and processing of ichthyological and hydrobiological material, we used generally accepted methods. Zoobenthos samples were taken in watercourse ripals; fishing was confined to the sites of hydrobiological sampling. We assessed potential fish productivity based on the reserve of benthic feeding organisms’ production. The total biomass of forage organisms (zoobenthos) was calculated taking into account the area of the water body. The maximum allowable amount of immigration of juveniles (larvae) of artificial reproduction objects, which can be released into a water body, was determined based on the reserve of production of food organisms, as well as taking into account the yield to the fishery (the commercial stock replenishment factor) and the average mass of fish producers. In total, we carried out 54 control catches with fixed nets and 30 catches with drift nets. Ichtyocenoses were described according to Gadinov and Dolgikh (2008) and Zadelenov et al. (2004). This research presents the results of studying 175 zoobenthos samples and approximately 600 fish samples selected for a comprehensive biological analysis. In the benthic fauna of the investigated watercourses, lithoreophilic organisms predominated, they populated stony soils on a fast current. The basis of biomass in the upper reaches of the Yenisey and in its tributaries was mayflies, stoneflies and caddis flies; within the republic of Khakassia and in the middle reaches of the Yenisey, amphipods and chironomids took the lead (See Fig. 1). The Yenisei was characterized by a low biomass in the upper reaches (4.2 g/m 2 ) and the maximum biomass in the area from the Mainskaya dam to the city of Abakan (19.5 g/m 2 ), where Baikal-born amphipods develop in bulk. High values were found in the Mana and Kan Rivers (12.3 and 10.8 g/m 2 , correspondingly) with caddisflies’ domination. In the Abakan, Agul and Kungus Rivers, the biomass did not exceed 8 g/m 2 , on average, the main contribution was made by stoneflies (See Fig. 2). Grayling, dace and perch dominated in the studied areas in ichthyocenoses of the Yenisey; the tributaries of the Yenisey belong to the salmon-like type, the basis of the ichthyofauna was taimen, lenok and grayling (See Fig. 3). Since there are no obligate plankton eaters in the ichthyofauna of the investigated rivers, the potential fish productivity was calculated on the basis of the reserve of zoobenthos production. The upper reaches of the Yenisey and tributaries of the Abakan and Agul Rivers are characterized by the lowest potential fish productivity (less than 20 kg/ha) (See Table 2). In the Yenisey from the Mainskaya HPS to Abakan (Republic of Khakassia), the potential fish productivity reaches the maximum (96 kg/ha) due to the abundance of higher aquatic vegetation in the ripal of the river, which is densely populated by amphipods. However, food objects in macrophyte thickets are difficult to access for mass consumption by adult fish, so we did not take into account the fish productivity of the shallow-water zone when calculating the receiving capacity in this area. The total maximum permissible volume of introduction of grown-up juvenile fish (mainly taimen, lenok, grayling) into the studied watercourses for the purposes of artificial reproduction can reach 140 million pieces (See Table 3). The greatest receiving capacity (53 million pieces) is possessed by the Yenisey (on the area from the dam of the Krasnoyarsk HPS to the Angara River), the lowest by the Agul River and its tributary Kungus (5.4 and 2.3 million pieces, correspondingly). The received values of the permissible volumes of juvenile infestation of the studied watercourses give an idea that the fishery potential of the studied watercourses is very high. Nevertheless, to restore the population of fish valuable for the region through artificial reproduction, it is necessary to develop a whole range of measures, including the protection of aquatic biological resources and the rational organization of the fishery. © 2019 Tomsk State University. All rights reserved.

Scopus,
Смотреть статью,
РИНЦ

Держатели документа:
Environmental Monitoring Technologies Department, Institute of Computational Modeling, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 50 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation
Krasnoyarsk Branch of VNIRO (Scientific Research Institute of Ecology of Fishery Reservoirs), 33 Parizhskoi Kommuny Str., Krasnoyarsk, 660097, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Andriаnоvа, A. V.; Derbineva, E. V.; Gadinov, A. N.; Krivolutskiy, D. А.; Melnikov, I. I.