CC BY
14148
Секция 9
атмосферы используя технологию VANET. Моделируется сбор данных о качестве воздуха с применением современных коммуникационных технологий - беспроводные сенсорных сетей. Основные свойства данной модели включают в себя возможности построения транспортной сети, маршрутов на ней, расстановку транспортных средств на участках сети различным способом, регулировка движения автобусов с помощью светофоров и остановок, управление скоростью и потоками движения, сбор данных о состояния воздуха с помощью датчиков. Рекомендации к оптимальной расстановке датчиков на автобусах с учетом требования об обнаружении превышения ПДК за время не более чем заданное. Оптимальная расстановка датчиков может быть определена различными алгоритмами.
Разработанная модель входит в систему "GeoMonitoring" - система моделирования для оптимизации методов мониторинга состояния воздуха мегаполиса.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 19-01-00562) и в рамках программы фундаментальных исследований СО РАН (проект 0315-2019-006).
Возможности имитационной модели сбора информации о состоянии атмосферы с помощью датчиков, установленных на общественном транспорте
К. В. Ткачёв, Корсаков С. П., Мишуков В. И.
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
Email: tkachev@sscc.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10361
В статье рассматривается разработанной модуль, который позволит с помощью имитационного моделирования движения общественного транспорта с закрепленными на них датчиками мониторинга состояния атмосферы определить источник загрязнения на наблюдаемой территории. Разработанная модель входит в систему "GeoMonitoring" - система моделирования для оптимизации методов мониторинга состояния воздуха мегаполиса. Основными характеристиками данного модуля являются возможности установка эпицентров для моделей с помощью конструктора так и случайным образом, визуализация полей распространения загрязнения на карте, определение мест расположения источников распространения загрязнения по данным, полученных от датчиков. Для определения местоположения эпицентра загрязнения применялся метод обратных взвешенных расстояний (Inverse Weighted Distance Method). Метод основан на главном принципе географии - чем ближе расположены объекты, тем более они похожи (чем ближе друг к другу находятся точки на карте местности, тем ближе значения в них).
Реализовано моделирование источников загрязнений на карте (движение, расширение области и др.) и их нахождения с целью оперативного мониторинга состоянии атмосферы.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 19-47-540007) и в рамках программы фундаментальных исследований СО РАН (проект 0315-2019-006).
Analysis of the complexity of the multi-criterial optimization problems of engineering networks
G. Y. Toktoshov, A. N. Yurgenson, D. A. Migov
Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS
Email: tgi_tok@rambler.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10257
This work is devoted to the optimization problems utility networks according to various criteria, such as, minimum total construction costs, reliability and compatibility. A new technique for modeling utility networks based on the hypernet model, which allows one to take into account, firstly, the nesting of one structure in another, and secondly, the interdependence of indicators of the elements of these structures is proposed. This approach makes the considered in these paper optimizations problems universal, and allows you to take into account the interaction of the designed types of networks with each other. In addition, by combining the problems presented in this paper, one can obtained various variations optimization problems. In this case, multicriteria tasks can be obtained, such as, design networks of minimum cost, taking into account their reliability; design networks of minimum cost, taking into account their compatibility and reliability and others. Note that all these problems are NP-hard, for the solution of which there is no polynomial exacts algorithms. In particular, it was shown that the optimization problems in the simplest hypernet formulation is NP-hard, since it contains the NP-hard problem of constructing Steiner tree. Possible methods for solving these problems, and the possibility
Информационные и вычислительные системы 149
of applying accurate and approximate methods for solving them, and assessing the accuracy of these methods, were examined.
This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (project code No. 18-07-00460).
Программный код для описания гидро- и термодинамики полидисперсных гетерогенных сред
Н. А. Тукмакова\ А. Л. Тукмаков1,2
1Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева 2Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН Email: nadejdatukmakova@yandex.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10258
Программный код предназначен для описания гидро- и термодинамики полидисперсных парока-пельных сред и газовзвесей. При описании течения полидисперсной парокапельной смеси учитываются такие механизмы, как газодинамическое дробление и коагуляция капель, конденсация пара, нагрев и испарение капель. При моделировании динамики газовзвесей учитывается полидисперсность состава, скоростное и температурное скольжение фаз, межфазный обмен импульсом и энергией, а также механизмы коагуляции и дробления частиц [1].
Динамика гетерогенной смеси описывается системой уравнений [2], включающей систему уравнений движения несущей среды [3] и дисперсной фазы, которая может включать в себя несколько фракций частиц или капель, различающихся по размерам [4]. Сила межфазного взаимодействия включает силу аэродинамического трения, силу Архимеда, силу присоединенных масс, силу Сэффмана и Магнуса. В случае описания электрически заряженных дисперсных систем рассчитываются параметры внешнего электрического поля и самосогласованного с пространственным распределением плотности заряженной дисперсной фазы электрического поля, учитывается действие силы Кулона на дисперсную фазу [5, 6]. Система уравнений движения записывается в обобщенных криволинейных координатах и решается явным методом Мак-Кормака второго порядка со схемой нелинейной коррекции.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 18-48-160017\19).
Список литературы
1. Тукмаков А. Л., Тукмакова Н. А. Динамика полидисперсной парокапельной смеси с учетом дробления, коагуляции, испарения капель и конденсации пара // ТВТ. 2019. Т. 57, № 3. С. 437-445.
2. Кутушев А. Г. Математическое моделирование волновых процессов в аэродисперсных и порошкообразных средах. СПб.: Недра, 2003.
3. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х т.: Т. 2: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.
4. Тукмаков А. Л., Тонконог В. Г., Тукмакова Н. А. Нелинейный резонанс в акустической системе с коагулирующей газовзвесью // Акустический журнал. 2017. Т. 63, № 5. С. 566-572.
5. Верещагин И. П., Левитов В. И., Мирзабекян Г. З., Пашин М. М. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М.: Энергия, 1974.
6. Тукмаков А. Л. Численная модель электрогазодинамики аэродисперсной системы на основе уравнений движения двухскоростной двухтемпературной газовзвеси // Прикладная механика и техническая физика. 2015. Т. 56, № 4. С. 112-120.
Структурные изменения в стохастических системах массового обслуживания и надежности
Г. Ш. Цициашвили
Институт прикладной математики ДВО РАН
Email: guram@iam.dvo.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10259
В сообщении делается обзор некоторых зависимостей показателей эффективности стохастических систем от их структуры. Рассматривается модель n-канальной систем массового обслуживания M|M|n с интенсивностью входного потока, пропорциональной n ^ да. Показывается, как стационарное время ожидания или стационарная длина очереди убывают к нулю при n ^ да и обсуждается применение этих предельных соотношений при моделировании современных телекоммуникационных систем. Строится математическая модель нестационарной системы массового обслуживания непрерывного действия и рассчитываются ее характеристики. Оценивается преимущество раздельного резервирования перед
