Главная – Журналы – Поиск по журналам

Основной целью работы является моделирование теплопереноса в элементах конструкции летательного аппарата в условиях случайных перепадов температуры на внешней поверхности из-за быстрых изменений параметров окружающей среды. При этом для моделирования теплообмена берётся одномерная краевая задача третьего рода для уравнения теплопроводности. На границе, соответствующей внешней поверхности, задаются случайные возмущения. Численное решение основано на применении метода Галёркина. Моделирование случайных возмущений внешней среды осуществляется с помощью винеровского интеграла в системе дифференциальных уравнений, записанных в интегральной форме. Расчёты на задаче с известным точным решением показали, что при удалении от границы со случайными возмущениями численное решение краевой задачи с возмущениями сходится к известному точному решению невозмущённой краевой задачи. На основе разложения краевой задачи по тригонометрическим функциям в работе получены теоретические оценки влияния возмущения на внешней поверхности в зависимости от толщины стенки и уровня возмущений.

Работа посвящена численным моделям, связанным с переносом излучения в ледяных облаках. Рассмотрена математическая модель кристаллических частиц нерегулярной формы и алгоритм моделирования таких частиц на основе построения выпуклой оболочки набора случайных точек. Исследованы два подхода к моделированию переноса излучения в оптически анизотропной облачности. В первом подходе используются предварительно вычисленные индикатрисы рассеяния для кристаллов различных форм и ориентаций. Во втором подходе не требуется знания индикатрис рассеяния, угол рассеяния излучения моделируется непосредственно при взаимодействии фотона с гранями кристалла. Такой подход позволяет достаточно просто настраивать входные параметры задачи при изменении микрофизических характеристик среды, включая форму, ориентацию, прозрачность частиц и шероховатость их границ, и не требует предварительных трудоемких вычислений. Изучено влияние флаттера на пропускание излучения облачным слоем и угловые распределения отраженного и пропущенного излучения.

Представлены разработанные авторами эффективные аппроксимации случайных функций, численно моделируемые для исследования стохастического процесса переноса частиц, включая задачи о флуктуациях критичности процесса в случайных размножающих средах. Построены эффективные корреляционно-рандомизированные алгоритмы аппроксимации ансамбля траекторий частиц с использованием корреляционной функции или только корреляционного масштаба среды. Сформулирована простейшая сеточная модель изотропного случайного поля, воспроизводящая заданную среднюю корреляционную длину, что обеспечивает высокую точность решения стохастических задач переноса при малом корреляционном масштабе. Предлагаемые алгоритмы апробированы при решении тестовой задачи о переносе гамма-квантов и задачи оценки сверхэкспоненциального среднего потока частиц в случайной размножающей среде.

В работе представлен приближенный алгоритм моделирования стационарного дискретного случайного процесса с одномерными и двумерными распределениями его последовательных компонент в виде смеси двух гауссовских распределений. Алгоритм основан на комбинации метода условных распределений и метода исключения. Приведен пример применения алгоритма для моделирования временных рядов максимальной за сутки температуры воздуха.

Построена непрерывно-дискретная стохастическая модель, описывающая эволюцию пространственно неоднородной популяции. Структура популяции задается в терминах графа с двумя вершинами и двумя однонаправленными ребрами. Граф отражает пребывание индивидуумов популяции в вершинах и их переходы между вершинами по ребрам. Индивидуумы поступают в популяцию из внешнего источника в каждую из вершин графа. Длительности перемещения индивидуумов по ребрам графа постоянны. Индивидуумы могут погибать или превращаться в индивидуумов других популяций, не рассматриваемых в модели. Сформулированы предположения модели, приведены вероятностная формализация модели и алгоритм численного моделирования, основанный на методе Монте-Карло. Исследованы законы распределения численности популяций. Представлены результаты вычислительного эксперимента.

Работа посвящена статистическому моделированию пространственно-временных сигналов широкоугольных лидаров при зондировании атмосферной облачности. С помощью вычислительных экспериментов изучаются особенности лидарных сигналов для моностатической и бистатической схем зондирования, которые позволяют анализировать оптические и микрофизические свойства облачной среды. При зондировании тонких облачных слоев лидарный сигнал представляет собой расширяющееся кольцо. Показано, что для бистатического лидара характерно появление второго кольца, которое наблюдается внутри основного в течение короткого промежутка времени.

В работе предложен новый стохастический алгоритм решения системы уравнений Ламе на основе использования представления Слободянского, при этом восстановление граничных условий для входящих в него гармонических функций осуществляется неявно с помощью метода фундаментальных решений, а неизвестные коэффициенты в этом методе вычисляются с помощью стохастического проекционного метода. Приводятся результаты численных экспериментов для нескольких примеров двух- и трехмерных краевых задач, которые демонстрируют высокую эффективность предложенного метода.

Приведены оригинальные сведения о реликтовых явлениях в структуре лесного компонента горной лесостепи Южной Сибири (ЮС). Лиственничные (лиственница сибирская ( Larix sibirica Ledeb.)) кустарниково-травяные леса - характерный элемент растительности лесостепи ЮС, из них древнейшими считаются плиоценовые, наиболее термофильные, аналоги современной лесостепи, отмеченные в предгорьях хр. Западный Танну-Ола (урочище Хорлеты) - лиственничник мелколистножимолостно-гмелинополынный с участием в составе сообщества нагорно-азиатских элементов Древнего Средиземья. Важно отметить, что в видовом составе реликтового лиственничника роль характерных бореальных видов, таких как спирея средняя ( Spiraea media Schmidt), шиповник иглистый ( Rosa acicularis Lindl.), незначительна в сравнении с типичными элементами семиаридных флороценотипов Древнего Средземья. Среди них особенно значимо в филогенетическом отношении участие в составе кустарникового яруса сообщества жимолости мелколистной - элемента алтае-джунгаро-тянь-шанского реликтового флороценотипа нагорно-азитских кустарников. В условиях Западного Забайкалья, в отрогах хр. Малый Хамар-Дабан (урочище Инзагатуй), описан реликтовый лиственничник стоповидноосоково-сибирскочиевый с участием характерных видов перигляциального комплекса плейстоцена. В четвертичном периоде, особенно в ксеротермические фазы голоцена, по мере дегляциации горных ледников и становления относительно теплого и умеренного климата создаются условия для формирования современной горной лесостепи в условиях семигумидного климатического режима ЮС. Эталонным является лиственничник разнотравно-ирисово-осоковый, отличающийся богатством видового состава травянистых растений наряду с хорошо развитым подлеском. Это выражается в процессах мезоксерофитизации растительности с развитием флористических комплексов луговых степей и гемибореальных лесов в структуре фитоценокомплексов горной экспозиционной лесостепи от Алтая до Забайкалья.

Представлены результаты изучения внутривидовой изменчивости мофологических признаков шишек лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.) на юге Сибири (Томская область, Республика Алтай и Республика Хакасия). Расмотрены экотипы (болотный, суходольный, лесостепной, степной) и внутривидовые формы, дифференцируемые по окраске молодых женских шишек - красношишечная (f. rubriflora Szaf.), зеленошишечная (f. viridiflora Szaf.) и розовошишечная (f . rosea Szaf.). В результате исследования установлена значительная экотопическая изменчивость метрических и качественных признаков шишек лиственницы сибирской, вызванная неоднородностью эколого-географических условий произрастания деревьев и вероятной межвидовой гибридизацией. В южно-таежной подзоне в процессе гибридизации с лиственницей Сукачева ( Larix sukaczewii Dylis) сформировались насаждения лиственницы сибирской (болотный и суходольный экотипы) с преобладанием (до 95 %) крупношишечных и крупночешуйных деревьев, перспективных для лесного семеноводства. В лесостепных и остепненных экотопах Алтая и Хакасии возрастает доля деревьев (до 37 %) с мелкими шишками, увеличивается поливариантность ценопопуляций лиственницы сибирской по качественным признакам шишек. При оценке формовой изменчивости лиственницы сибирской показано, что деревья красношишечной формы продуцируют более крупные шишки (длина - 30.1 ± 0.7 мм, ширина - 23.7 ± 0.7 мм) с большим количеством чешуй меньшего размера. Зеленошишечная форма характеризуется меньшими размерами шишек (длина - 28.8 ± 0.8 мм, ширина - 22.3 ± 0.8 мм) с меньшим количеством чешуй большего размера. Розовошишечная форма имеет промежуточные значения рассматриваемых признаков. Преобладание крупных шишек у красношишечных форм может иметь адаптивный характер, связанный с образованием большего количества шишек с крупными семенами. Выявленные особенности экотопической и формовой дифференциации лиственницы сибирской целесообразно учитывать при проведении лесоводственных, селекционных и лесокультурных мероприятий на юге Сибири.

В статье рассмотрены вопросы искусственного лесовосстановления на гарях в условиях криолитозоны Якутии. Научно обоснованных работ по лесным культурам в Якутии до настоящего времени не было. Подведены итоги многолетних наблюдений за лиственничными культурами, заложенными на территории Мегино-Кангаласского лесничества Республики Саха (Якутия). Искусственное лесовосстановление проведено саженцами лиственницы Каяндера ( Larix cajanderi Mayr) с открытой корневой системой. Проанализированы зафиксированные в разных источниках опыт создания, а также рост и развитие лесных культур лиственницы, дана оценка приживаемости за 20 лет. Выявлено, что в первые годы после посадки, в период адаптации к новым условиям среды, темпы роста саженцев низкие, а через 3-4 года они увеличиваются, и в 15-20 лет отмечается их максимальный рост. Приведена характеристика живого напочвенного покрова на участке искусственного лесовосстановления и на контроле. Прослежены существенные изменения в растительности: ее трансформация с преимущественно лугово-разнотравной в лесную. Материалы статьи могут стать основой для разработки перспективных технологий лесовосстановления в условиях криолитозоны и позволят добиться качественного восстановления лесов при проведении работ по искусственному и комбинированному лесовосстановлению в свете последних изменений в лесном законодательстве.