М.М. Ланге, С.В. Парамонов
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН, Москва, Россия lange_mm@mail.ru
Ключевые слова: классификация, представление объектов, расстояние, вероятность ошибки, взаимная информация, комплексирование представлений
Страницы: 3-9
Исследуются нижние границы вероятности ошибки классификации объектов при фиксированных значениях количества обрабатываемой информации в пространствах представлений объектов с заданными расстояниями. Границы определяются монотонно убывающими функциями наименьшей средней взаимной информации между предъявляемыми объектами и оценками их классов от вероятности ошибки. Обращения таких функций дают нижние границы вероятности ошибки классификации при фиксированных значениях количества обрабатываемой информации. Для древовидных и векторных представлений объектов получены численные реализации указанных границ. Демонстрируется более низкая граница вероятности ошибки в пространстве векторных представлений объектов по сравнению с аналогичной границей в пространстве древовидных представлений. Отмечается возможность понижения границы вероятности ошибки путём комплексирования представлений с различными метриками.
Д.М. Мурашов
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН, Москва, Россия
Ключевые слова: сегментация изображений, информационная избыточность, вариация информации, комбинированная мера качества, выращивание сегментов, объединение суперпикселей
Страницы: 10-20
Предлагаются новые алгоритмы объединения суперпикселей в сегменты с использованием «жадной» стратегии и комбинированной меры качества, которая включает две компоненты: меру информационной избыточности и вариацию информации. «Жадная» стратегия применялась автором ранее для ускорения сегментации изображений из условия минимума информационной избыточности, а двухкомпонентная информационная мера качества использовалась в задаче комбинирования различных карт сегментации. Совместное использование «жадной» стратегии и комбинированной меры качества в новых алгоритмах направлено на ускорение формирования карт сегментации и повышение их качества за счёт компромисса между требованиями минимизации количества выделенных информационно важных сегментов и минимизации информационного различия между оригинальными изображениями и сформированными разбиениями. Вычислительный эксперимент на тестовых изображениях показал, что предлагаемые алгоритмы позволяют ускорить процесс сегментации по сравнению с методом на основе минимизации информационной избыточности, применявшимся ранее автором, и улучшить информационные характеристики полученных карт сегментации.
Е.В. Тимченко1,2, П.Е. Тимченко1,2, О.О. Фролов1,2, Л.Т. Волова2, И.В. Бажутова2, М.Ю. Власов1,2 1Самарский национальный исследовательский университет им. академика С. П. Королёва, Самара, Россия laser-optics.timchenko@mail.ru 2Самарский государственный медицинский университет, Самара, Россия timpavel@mail.ru
Ключевые слова: спектроскопия комбинационного рассеяния, линейный дискриминантный анализ, ROC-анализ, биоматериалы, деминерализация
Страницы: 34-40
Проведены эксперименты по применению математических методов обработки для расширенного сравнительного анализа состава биоматериалов и брефоматриксов. В качестве основных математических методов обработки спектров комбинационного рассеяния (КР) исследуемых биоматериалов использованы линейный дискриминантный анализ (LDA), ROC-анализ. Установлено, что деминерализованные биоматериалы из ювенильного дентина обладают меньшей антигенностью по сравнению с брефоматриксами.
Приводятся результаты экспериментальных исследований структуры двухфазной среды «жидкий металл-газ» в вертикальных каналах в зависимости от расхода газовой фазы и диаметра канала. В качестве жидкой среды использовался свинцово-висмутовый расплав, находящийся при температуре 160 ºС, в качестве газовой фазы - аргон. Получены данные по форме газовых пузырьков, временному изменению газосодержания в каналах, гистограммам распределения газосодержания, особенностям снарядного течения газовой фазы в расплаве металла.
В статье представлены результаты аналитического решения задачи о распространении тепла внутри массивного твердого образца при концентрированном теплоподводе к поверхности этого образца. С использованием интегральных косинус-преобразования Фурье и преобразования Ганкеля получены аналитические выражения для нестационарного распределения температуры внутри тела. Представлены примеры применения решений для оценки характерных времен достижения точек Чернова Ac1 и Ac3 модельных гипоэвтектоидных сталей при воздействии на них лазерного излучения. Продемонстрировано приложение указанного решения для расчета динамики охлаждения керамических образцов Al2O3 и SiO2 под воздействием импактных воздушной и водяной струй.
В работе экспериментально исследуется структура газожидкостного течения и межфазный массообмен при переходе от снарядного к пузырьковому течению смеси этанол-СО2 в горизонтальном прямом микроканале. Эксперименты выполнены для канала с прямоугольным сечением 141×385 мкм2 в диапазоне приведенных скоростей газа и жидкости JG = 0,16 - 0,8 м/с, JL = 0,22 - 0,5 м/с. Для определения изменения объема газового снаряда по длине микроканала вследствие абсорбции СО2 использовался метод высокоскоростной визуализации с последующей цифровой обработкой изображений. Проведены измерения частоты генерации, скорости, размеров и изменения объема газовых снарядов и пузырей по длине канала и вычислен объемный коэффициент массоотдачи со стороны жидкости. Выполнено сравнение измеренного объемного коэффициента массоотдачи с известными корреляциями и предложена новая корреляционная зависимость для перехода от снарядного к пузырьковому течению вследствие межфазного массообмена.
В работе проведены численные исследования аэродинамики и теплообмена в вихревом горелочном устройстве при факельном кислородном сжигании пылеугольного топлива. Предложенная численная методика апробирована на экспериментальных данных кислородного сжигания угля в потоке. Рассмотрено влияние концентрации кислорода в дутье на процессы воспламенения и горения угольной пыли в безазотной среде. Установлено, что для исследуемой горелки увеличение концентрации кислорода от 40,1 до 66,7 об. % приводит к изменению структуры течения, удлинению размеров факела и росту среднего значения концентрации несгоревшего твердого углерода с 0,00136 до 0,4 г/м3 на расстоянии 1,5 м от горелки.
Проведено комплексное экспериментально-расчетное исследование течения при обтекании неподвижного газового снаряда при скоростях опускного потока от 0,15 до 0,3 м/c в вертикальной трубе диаметром 20 мм. Выполнены трехмерные расчеты методом VOF (volume of fluid) в пакете OpenFOAM с применением нестационарной модели турбулентности κ-ω SST. Экспериментальное исследование гидродинамических характеристик потока проведено с использованием электродиффузионного метода. Показано влияние скорости потока на изменение формы носика газового снаряда. В ходе работы выполнено сравнение расчетных и экспериментальных данных и показано их хорошее соответствие. Изучено распределение скоростей в жидкости и газе, а также распределение толщины пленки жидкости вокруг газового снаряда. Показано, что трение на стенке в пленке жидкости вокруг газового снаряда не зависит от скорости нисходящего потока.
В.Е. Мессерле1,2, А.Б. Устименко1,2 1Институт проблем горения, Алматы, Казахстан ust@physics.kz 2Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан
Ключевые слова: плазмохимичеcкий реактор, углеводородный газ, пиролиз, водород, технический углерод
Страницы: 587-597
Представлены результаты термодинамических расчетов и экспериментальных исследований пиролиза углеводородного газа при атмосферном давлении в совмещенном плазмохимическом реакторе с получением водорода и технического углерода (сажи), содержащего наноуглеродные структуры. Технология плазменного пиролиза заключается в нагреве углеводородного газа в электродуговом совмещенном реакторе до температуры, обеспечивающей его диссоциацию на водород и технический углерод в едином технологическом процессе.
Газовая атомизация является основным способом производства металлических порошков. В мире таким способом производится 70 % всех порошков. С развитием технологий появляются области, которые приводят к росту требований к порошку по распределению частиц по размеру. В связи с этим появляются новые способы производства порошков. Один из них - плазмоструйная атомизация, которая представляет объект исследований в данной работе.