Статья: ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ РЕГИОНА (2024)

Развитие современных авиационных и энергических двигателей и систем их технической эксплуатации поставило перед промышленностью и наукой новые задачи. Одним из важнейших факторов является обеспечение надёжности изделий, сохранение их прочностных свойств на этапе производства. С целью повышения ресурса деталей роторов, особенно рабочих лопаток турбомашин, широкое распространение в современном машиностроении приобрели метод модификации направляющих решеток статора [2, 3]. С помощью этого метода, возможно уменьшить интенсивность возбуждающих сил, действующих на рабочие лопатки и привести к снижению динамических напряжений в самых нагруженных местах лопаток и в результате увеличить долговечность рабочего колеса. В представленной статье приведены варианты введения модификаций распределения направляющих лопаток статора, путём использования блочных моделей. Проведено тестирование на 3 типы модификации блоков лопаток статора: смещение по окружности одного блока лопаток относительно другого без изменения расстояния между лопатками внутри блоков, изменение расстояние между лопатками внутри блоков, комбинация двух вышеописанных способов. Из полученных результатов исследования долговечности рабочего колеса для каждого варианта, предложены рекомендации для конструкторов по увеличению ресурсных характеристик при проектировании и доводке новых изделий энергетических и транспортных турбомашин. С помощью использования блочных моделей возможно максимально увеличить долговечность осевого рабочего колеса на +29.8%.

Целью исследования является анализ методологии создания и развития цифровых двойников и цифровых теней. Рассматриваются методологические проблемы этого направления моделирования и пути их решения. Анализируются источники решения задач цифровых двойников. В частности, затронут вопрос их использования на примере Санкт-Петербургского технического университета имени Петра Великого. Предлагается вариант решения задачи создания модернизированного цифрового двойника по результатам анализа информации от цифровых теней. Приводится пример имитационного моделирования технологических процессов обогащения полезных ископаемых при построении и эксплуатации цифровых двойников горно-обогатительных предприятий. Полученные результаты позволяют повысить эффективность создания, использования и развития технологии цифровых двойников.

Для линейного объекта применение регулятора с переменной структурой (РПС) позволяет сохранить принцип суперпозиции в автоматических системах, что способствует, как известно, для разных задающих воздействий получению семейства переходных процессов с одинаковым временем окончания. В настоящей работе рассматривается параметрическая оптимизация пропорционально-интегрального регулятора с переменной структурой с использованием интегрального квадратичного критерия со штрафной функцией на основе ошибки системы с весовым коэффициентом. Это является одним из вариантов реализации штрафной функции для снижения колебательности результирующих переходных процессов в автоматической системе после выполнения процедуры параметрической оптимизации РПС. Достоинством такой штрафной функции является отсутствие связи с верхними оценками сигналов автоматической системы. Применяется градиентный алгоритм для решения задачи параметрической оптимизации РПС с вычислением необходимых составляющих градиента критерия оптимизации на основе параметрической чувствительности. Преимущества такого регулятора заключаются в том, что его структуры основаны на типовом пропорционально-интегральном регуляторе. Работоспособность сформированного градиентного алгоритма на основе анализа чувствительности подтверждается вычислительной методикой для модели автоматической системы поддержания температуры в промышленной печи.

В статье представлены результаты применения современных методов отопления в зданиях сельскохозяйственного назначения. Показано, что для увеличения эффективности работы систем отопления целесообразно применять теплоаккумуляционный метод обогрева с отопительными приборами инфракрасного действия. Исследования проводились в здании, которое занимается переработкой сельскохозяйственной продукции и состоит из трех помещений: цех переработки, склад и комната для персонала. Для этого использовался измерительный стенд, созданный на основе прибора фирмы “ОВЕН” ТРМ-138. Результаты измерений конвертировались в графический вид с помощью программного обеспечения “OWEN PROCES SMANAGER (OPM)”. При проведении исследований измерялась температура воздушной среды и температура радиационного излучения для того, чтобы определить параметры теплоощущений человека, находящегося в данном помещении. Во время экспериментов контролировались параметры ограждающих конструкций и теплоёмких предметов, находящихся в помещении. Натурные исследования показали, что при использовании данного метода улучшаются параметры микроклимата на 30–45% и снижаются энергетические затраты более, чем на 40%. Внедрение новых технических решений, которые создаются на основе последних научных достижений российских ученых, помогут не только снизить энергетические затраты при содержании и обслуживании помещений сельскохозяйственного назначения, но и обеспечат благоприятные условия труда. Применение инновационных методов отопления, методик расчёта таких систем при проектировании инженерных коммуникаций в зданиях сельскохозяйственного назначения требует подготовки специалистов способных применять на практики современные технологии и технические средства.

Рассматриваемый вопрос – это комплексная проблема, которая должна быть подвергнута теоретическому анализу с целью выявления значимых факторов, что в дальнейшем приведет к снижению потерь. Наиболее опасны потемнения мякоти, которые являются результатом ударов с рабочими органами. Это подчеркивает значимость ударных нагрузок на клубень. В клубне при ударе появляются волны деформаций мякоти, состоящих из двух составляющих: вертикальной и горизонтальной. Вертикальная – это деформации сжатия и направлена по оси клубня, а горизонтальная – это деформация расширения в поверхностных слоях клубня. В итоге мы имеем непростую картину давлений. При свободном падении клубня его максимальная потенциальная энергия будет равна сумме кинетической энергии клубня в начале удара и работы силы тяжести. Взаимодействие клубней с органами для сепарации представляет несвободный удар. В качестве основы для исследования процессов, которые происходят внутри клубня при несвободном ударе, можно представить как систему в виде однородного упругого стержня. Повреждаемость клубней зависит не только от воспринимаемых ими ударных нагрузок, но и от особенностей сорта, таких как форма, внутреннее строение, степень зрелости и других.

Целью статьи является аналитическая оценка уровня повреждаемости в электрических сетях ПАО “Россети Волга” при транспорте электрической энергии по воздушным линиям электропередачи. Представлена структурная характеристика пяти филиалов компании, а также произведена количественная оценка произошедших аварийных отключений в электрических сетях этих филиалов. На основании анализа последствий аварийных отключений в этих сетях, произведена классификация интенсивности событий отказов и определено процентное соотношение отказов различной интенсивности по величине недоотпуска электрической энергии потребителям. Произведен анализ основных причин произошедших аварийных отключений в различных временных интервалах. В качестве исходных данных использованы материалы по техническому состоянию электрических сетей компании, опубликованные в открытой печати. При написании статьи использовались общенаучные методы численного анализа, позволяющие производить оценку интенсивности последствий аварийных отключений, а также методологические основы оценки уровня эффективности электроснабжения. Для расчета и визуализации исследуемых величин использовались технологии MATLAB, Excel. Произведенные исследования позволили установить степень повреждаемости исследуемых электрических сетей ПАО “Россети Волги”, основные причины этих повреждений, а также уровень интенсивности исследуемых отказов в электрических сетях. Полученные результаты могут представлять интерес для научных работников и инженерно-технических специалистов электросетевых компаний, занимающихся исследованиями в области уровня надежности электроснабжения. Кроме того, полученные результаты могут быть использованы руководством компании ПАО “Россети Волга” при разработке противоаварийных мероприятий на определенную перспективу.

Приведены сведения о применении метода холодного газодинамического напыления (ХГДН) при восстановлении деталей машин при техническом сервисе. В данное время при осуществлении процесса холодного газодинамического напыления, в основном, находят применение порошки, изготовленные на основе разных цветных металлов. Такое положение усложняет возможность восстановления узлов и агрегатов машин, которые могут служить повторно после соответствующей токарной и термической обработки. Частицы металлического порошка деформируются при ударе, передавая кинетическую энергию и самому телу – “подложке”, закрепляясь на восстанавливаемой детали, что позволяет провести дальнейшую обработку детали, чтобы максимально снизить многие недостатки традиционных методов термического распыления. Любой процесс нанесения металла, в классическом виде, может вызывать остаточные напряжения слоев металла, термическую деформацию с отклонением от размеров, подплавление подложки, кристаллизацию, испарение металла. Однако при использовании технологии напыления холодным газодинамическим способом, прогнозируется значительное улучшение общего качества восстановления – ввиду того, что частицы используемого порошка, получая ускорение совместное со струей газа, скорость которой превышает скорость звука, подается, когда сырье, то есть металлический порошок имеет температуру ниже температуры плавления распыляемого порошка. В этом направлении использование порошков на основе железа будет более практичным, такой способ поможет значительно увеличить количество деталей, которые можно использовать повторно или размещать в обменных фондах предприятий сельскохозяйственного профиля. Коэффициент теплового расширения используемого порошка должен располагаться в максимальной близости к материалу подложки, которая является стальной.