Статья: Газодинамическая температурная стратификация в трубе Леонтьева: аналитическое исследование и численное моделирование (2025)

Цель. Целью исследования является программный анализ методов хэширования, сжатия и восстановления информации и разработка на этой основе модуля программного комплекса.

Метод. В ходе исследования применены алгоритмы хэширования.

Результат. Представлен возможный функционал программного средства и организованные механизмы проверки целостности путём использования хэш-таблиц и восстановления файла из резервной копии. Модуль программного комплекса использует разработанный алгоритм, позволяющий устранить уязвимости, связанные с целостностью программы, а также значительно снизить влияние вредоносных алгоритмов на целостность файлов. Для разработанного программного средства проводится сравнительный анализ с имеющимися аналогами, а также графическое представление работоспособности алгоритма, показывающее зависимость времени от количества файлов. Для разработки программного модуля был выбран реверсивный инкрементальный алгоритм резервного копирования, как наиболее подходящий для разработанного алгоритма и более удобный в использовании.

Вывод. Предложенный механизм восстановления данных является современным решением, обеспечивающим сохранность личных файлов в случае их повреждения. Для будущего улучшения программного средства определены основные задачи: расширение функционала программного средства; оптимизация программного кода для достижения большего быстродействия; обновление и улучшение модулей программного средства; добавление функций копирования образа диска.

Цель. Целью исследования является проведение сравнительного анализа различных фреймворков для разработки мобильных приложений: нативных, гибридных и кроссплатформенных решений.

Метод. Для достижения цели использовались методы анализа, синтеза и сравнения. Проанализированы характеристики различных фреймворков для разработки мобильных приложений, включая их производительность, стоимость и доступ к возможностям устройств.

Результат. Выявлено, что нативные фреймворки отличаются наивысшей производительностью и способностью обеспечить максимально нативный вид и функциональность приложения. Однако такой подход имеет ограничения, поскольку требует отдельной разработки для каждой платформы, что приводит к увеличению временных и ресурсных затрат. Гибридные решения оказались экономически эффективными, позволяя использовать единую кодовую базу для создания приложений для разных платформ, что упрощает процесс разработки и сопровождения. Гибридные приложения могут иметь ограниченную производительность из-за использования Web View для отображения интерфейса и ограниченного доступа к возможностям устройств. Кроссплатформенные фреймворки обеспечивают баланс между производительностью и эффективностью использования ресурсов. Они позволяют использовать единую кодовую базу для создания приложений для нескольких платформ и могут достигать удовлетворительной производительности. Однако они могут иметь ограниченный доступ к определенным возможностям устройств и внешнему виду приложений.

Вывод. Результаты исследования вносят новый вклад в науку, предоставляя подробный сравнительный анализ различных подходов к разработке мобильных приложений и фреймворков, используемых для их создания. Полученные результаты могут быть использованы для принятия обоснованных решений относительно выбора фреймворка для разработки мобильных приложений.

Цель. Целью исследования является разработка модели для оценивания вероятности доставки сообщений в системе Интернета вещей медицинского назначения (IoMT-системе) и исследования зависимости этой величины от числа повторных передач, применяемых для восполнения искаженных или потерянных телеметрических данных.

Метод. Передача телеметрических сообщений осуществляется в соответствии с протоколом MQTT-SN. Доставка сообщений выполняется с использованием сервера как устройства-посредника, к которому подключаются устройства-клиенты, т. е. сенсорные устройства, передающие измеряемые данные, и беспроводные устройства медработников, принимающие эти данные. Для разработки модели доставки сообщений предложено применение аппарата вероятностных графов. Проверка адекватности модели выполнялась на основе проведения вычислительных экспериментов.

Результат. Разработана математическая модель процесса доставки телеметрических сообщений в IoMT-системе, которая адекватно отражает зависимость вероятности доставки сообщений от характеристик беспроводных каналов, параметров передаваемых пакетов и подтверждений, а также разрешенного числа повторных передач.

Вывод. Результаты вычислительных экспериментов, выполненных на основе применения разработанной модели, показали, что модель может быть использована для оценивания вероятности доставки сообщения в системе Интернета вещей медицинского назначения. Применение модели предоставляет возможность выбрать теоретически обоснованные значения допустимого числа повторных передач, устанавливаемого для достижения требуемых значений вероятности доставки сообщений в условиях текущего уровня интенсивности битовых ошибок в беспроводных каналах.

Цель. Разработка алгоритмического способа оценивания параметров линейной регрессионной модели, основанного на минимизации суммы превышений абсолютных отклонений вычисленных значений зависимой переменной от реальных относительно некоторого наперед заданного уровня.

Методы. В качестве базового метода идентификации неизвестных параметров регрессионного уравнения используется метод наименьших модулей, основанный на минимизации городского (манхэттенского) расстояния между векторами расчетных и заданных значений зависимой переменной. Реализация метода сводится к задаче линейного программирования. К ней же путем введения некоторых дополнительных ограничений и замены целевой функции сводится задача минимизации суммы превышений абсолютных отклонений вычисленных значений зависимой переменной от реальных относительно некоторого наперед заданного уровня.

Результат. Построены три альтернативных, с высокой адекватностью, варианта регрессионной однофакторной модели развития отрасли промышленности России, занимающейся производством электрооборудования, электронного и оптического оборудования. В качестве независимой переменной использован объем инвестиций в отрасль.

Вывод. Предложен критерий адекватности регрессионных моделей, который представляет собой модификацию используемой в методе наименьших модулей функции потерь.

Цель. Разработка алгоритмического способа оценивания параметров линейной регрессионной модели, основанного на минимизации суммы превышений абсолютных отклонений вычисленных значений зависимой переменной от реальных относительно некоторого наперед заданного уровня.

Методы. В качестве базового метода идентификации неизвестных параметров регрессионного уравнения используется метод наименьших модулей, основанный на минимизации городского (манхэттенского) расстояния между векторами расчетных и заданных значений зависимой переменной. Реализация метода сводится к задаче линейного программирования. К ней же путем введения некоторых дополнительных ограничений и замены целевой функции сводится задача минимизации суммы превышений абсолютных отклонений вычисленных значений зависимой переменной от реальных относительно некоторого наперед заданного уровня.

Результат. Построены три альтернативных, с высокой адекватностью, варианта регрессионной однофакторной модели развития отрасли промышленности России, занимающейся производством электрооборудования, электронного и оптического оборудования. В качестве независимой переменной использован объем инвестиций в отрасль.

Вывод. Предложен критерий адекватности регрессионных моделей, который представляет собой модификацию используемой в методе наименьших модулей функции потерь.

Цель. Проблема защиты персональных данных (ПДн) продолжает оставаться актуальной даже несмотря на более чем значительное количество нормативной документации, разработанной различными регуляторами. Целью исследования является разработка методов оценки риска утечки персональных данных от атак злоумышленников по каналам поставщиков.

Метод. В представленной работе исследуется проблема защиты ПДн в информационных системах ВУЗов через сторонние каналы - поставщиков сервисов (supply chain attack), которые, в большинстве случаев, недостаточно изучены экспертами в области информационной безопасности.

Результат. В отличие от известных «коммерческих» предложений, предусматривающих внедрение новых мер защиты (ограниченных только бюджетом), предлагается применять метод оценки рисков утечки ПДн по всем существующим каналам циркуляции ПДн, а не только для простейшего формализованного выполнения требований владельца ПДн. Акцент представленной работы сделан на обеспечении защиты ПДн для ВУЗов в РФ. Изучены несколько каналов распространения ПДн по основным критическим направлениям (предоставления учебного контента, данных абитуриентов и их представителей, запросов работодателей и пр.).

Вывод. Представленные результаты могут быть востребованы как в учебном процессе для программ обучения по специальности «Информационная безопасность», так и экспертами, занимающимися практическими аспектами обеспечения защиты ПДн в ВУЗах.

Цель. Целью исследования является построение математической модели определения взаимосвязи кибервиктимности с чертами характера, присущими жертвам кибермошенничества. Описаны особенности современного кибермошенничества, базирующегося в первую очередь на психологических аспектах влияния на жертву.

Метод. Исследование основано на статистических методах, связанных с определением взаимосвязи степени подверженности киберпреступлениям с уровнем проявления черт характера жертв, выявленных в виде соответствующих количественных характеристик по тесту Кеттела.

Результат. Продемонстрирован способ определения коэффициентов, задающих относительные веса для степени проявления этих факторов в задаче выявления подверженности определенному киберпреступлению. Предложена математическая модель, которая позволяет оценить уровень кибервиктимности некоторого респондента по отношению к конкретному киберпреступлению в зависимости от величины числовых значений, описывающих его личностные характеристики, подвергаемые изучению с помощью теста Кеттела. В рамках данной модели вводится числовой показатель, определяющий критерий степени подверженности респондента рассматриваемому киберпреступлению. Проведены расчеты уровня кибервиктимности в разрезе таких видов кибермошенничества, как фишинг, вишинг, мошенничество в сфере онлайн-покупок, для респондентов, которых можно отнести к жертве и к резистенту соответствующих киберпреступлений по совокупности личностных характеристик.

Вывод. По результатам проведенных расчетов продемонстрировано соответствие полученных числовых характеристик, описывающих уровень кибервиктимности респондента, его качественной принадлежности к числу жертв или резистентов по каждому из видов кибермошенничества.

Цель. Целью исследования является оценка перспектив применения технологий информационного моделирования для решения задач проектирования зданий и сооружений в неблагоприятных климатических условиях.

Метод. Проанализировано влияние применения технологий информационного моделирования (BIM) на разработку устойчивых и энергоэффективных зданий. Описываются преимущества применения BIM-технологий в проектировании и строительстве, в том числе с применением технологии генеративного дизайна. Изложены этапы работы с BIM-моделями, описаны преимущества BIM-моделирования над традиционным моделированием. Раскрыты основные аспекты и задачи проектирования в сложных климатических условиях. Рассматривается пример энергоэффективного здания в сложных климатических условиях, построенного с использованием BIM.

Результат. Разработан скрипт в среде визуального программирования Dynamo, который позволяет учесть влияние неблагоприятных климатических условий (ветра) для конкретной местности. Скрипт дает возможность подобрать форму фасада и ориентацию здания в пространстве для минимизации неблагоприятного воздействия ветра. Данные, используемые для определения силы ветра и его направления в разное время года, берутся из файлов EPW.

Вывод. Показана ключевая роль использования BIM-технологий при разработке устойчивых и энергоэффективных зданий в различных климатических условиях. Отмечается перспективность предложенного подхода и возможность дальнейшего развития исследований в области визуального программирования для проектирования энергоэффективных зданий.

Целью исследования является решение задачи, направленной на оценку характеристик рассеяния электромагнитных волн на полых структурах, размеры которых относятся к резонансной области.

Метод. Размеры полых структур, имеющих максимальные характеристики рассеяния, определялись на основе комбинации метода интегральных уравнений и метода оптимизации. Учтено рассеяние на краях апертуры полой структуры. Для определения характеристик течения предлагается использовать уравнение Матье. Приводятся основные этапы алгоритма расчета функций Матье, которые были использованы в ходе реализации компьютерной программы. Применяется равенство Парсеваля для интегрального преобразования.

Результат. Создана математическая модель и алгоритм численного анализа особенностей рассеяния плоских радиоволн на полых структурах, которые являются компонентами объектов сложной формы, антенно-фидерных линий и антенных устройств. Получены результаты тестовых расчётов. Предложена структура подсистемы анализа полых структур сложной формы.

Вывод. Получены априорные оценки решения краевой задачи в полосе эллиптических уравнений высшего порядка, вырождающихся к кубическому уравнению по одной из переменных. Показаны условия, при которых априорные оценки могут быть достигнуты, для этого, в том числе, введены дополнительные пространства. Соответствующая задача изучается в весовых пространствах типа С. Л. Соболева. Рассмотрены две теоремы, имеющие отношение к краевой задаче в полосе для одного класса вырождающихся эллиптических уравнений высокого порядка, проведен анализ возможностей получения априорной оценки. Весовые пространства дают априорную оценку решения краевой задачи в полосе для эллиптического уравнения высшего порядка, вырождающегося к кубическому уравнению на одной из границ полосы по одной из переменных.

Цель. Целью данной статьи является выявление путей усовершенствования систем безопасности (СБ) критически важных объектов (КВО), подпадающих под регулирование законодательства о критической информационной инфраструктуре (КИИ).

Метод. Использованы методы защиты информации и информационной безопасности, анализа и обобщения отдельных положений нормативно-правовых документов по обеспечению ИБ объектов КИИ, результаты научно-исследовательских работ по тематике исследования, представленные в РИНЦ, РГБ, ФИПС. Общей методологической основой является системный подход.

Результат. Проведен обзор требований нормативно-правовых документов по обеспечению безопасности СБ КВО, как объектов КИИ, показавший, что необходим анализ сложившейся практики обеспечения их безопасности. Проведен обзор методов обеспечения безопасности радиоканальных СБ КВО, присутствующих на рынке России. В качестве примера рассматривались широко используемые радиоканальные системы охранной сигнализации (СОС). Выявлены противоречия между отдельными положениями нормативно-правовых документов по обеспечению безопасности объектов КИИ и сложившейся практикой применения радиоканальных СБ КВО, которые возможно отнести к объектам КИИ. С учетом введённых упрощений, предложены возможные пути усовершенствования СБ КВО, которые могут быть отнесены к незначимым объектам КИИ, в частности радиоканальные СОС.

Вывод. Проведенные исследования позволили выявить пути усовершенствования радиоканальных СБ КВО, как объектов КИИ, в области обеспечения их ИБ.

Цель. Целью исследования является моделирование поведения динамических объектов управления. Рассматриваются объекты управления, математическая модель которых соответствует описанию типовых динамических звеньев, например, колебательные, инерционные.

Метод. Применяются подходы, свойственные линейной задаче быстродействия и краевой задаче для обыкновенных дифференциальных уравнений. Решения определяются программным путем с помощью традиционных вычислительных пакетов.

Результат. Экспериментально-моделируемые результаты показывают возможность перевода заданного объекта управления из нулевого состояния в расчетную точку внешней траектории движения чего-либо.

Вывод. На основе модельных примеров показана возможность решения краевой задачи для объектов управления, которые могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми по их полюсам.

Цель. Цель исследования состоит в разработке подходов для повышения информационной безопасности в производственной сети управления технологическим процессом промышленного предприятия до необходимого уровня. Привычные, и некогда эффективные методы защиты, основанные на физической изоляции, устарели и требуются новые подходы, учитывающие особенности автоматизированных систем управления технологическим процессом.

Метод. Используемые в ходе исследования методы анализа выявляют различия между автоматизированными системами управления технологическим процессом и классическими информационными системами, основываясь на стандарте NIST SP 800-82, и оценивают их уникальные требования и уязвимости. Применены методы повышения информационной безопасности, включая регулярные тренинги, аудит, сегментацию сети и использование специализированных систем защиты.

Результат. Разработан алгоритм действий для защиты системы АСУ ТП, обеспечивающий предприятиям соответствие требованиям регуляторов и минимизацию рисков кибератак, а также защиту критически важных производственных процессов. Предложен комплекс профилактических мер и методов устранения уязвимостей в системах АСУ ТП для защиты промышленных сетей.

Вывод. Обеспечение информационной безопасности в АСУ ТП требует всестороннего подхода, включающего стратегии управления рисками, технические средства и постоянное повышение квалификации персонала. Внедрение предложенных мер и стратегий повысит общую устойчивость промышленных систем к современным угрозам информационной безопасности.

Целью исследования является разработка рекомендаций по оптимизации систем охлаждения силовых трансформатров с целью повышения их эффективности и снижения потерь при трансформации электроэнергии.

Метод. В ходе исследования проводился термодинамический и сравнительный анализ существующих методов охлаждения электротрансформаторов с целью выявления преимуществ и недостатков систем охлаждения.

Результат. Представлены различные схемы охлаждения и системы утилизации теплоты трансформации. Обосновано, что существуют низкотемпературные системы, способные существенно повысить технические характеристики трансформатора, не прибегая к столь низким температурам. Учитывая особенность работы фреоновых холодильных машин, когда холодильный агент, например, R134а и смазочное масло взаимно растворяются друг в друге, образовывая «двухслойный пирог», и заполняют всю холодильную систему, можно представить трансформатор элементом холодильной машины (испарителем).

Вывод. Применение инновационных методов охлаждения может значительно повысить эффективность работы электрических трансформаторов при одновременном увеличении их КПД.

Резюме. Цель. Целью исследования является оценка наличия и формы интенсификаторов теплообмена в кристаллизаторе объемного типа конструкции «труба в трубе».

Метод. Исследование основано на методах термодинамического анализа, натурного и вычислительного моделирования процессов с использованием компьютерного моделирования.

Результат. Показано, что наиболее важным параметром теплообменных аппаратов, вне зависимости от протекающего в них процесса, является количество передаваемой теплоты в единицу времени, то есть тепловая мощность, которая прямо пропорциональна площади поверхности теплообмена. Представлены результаты оценки влияния наличия и формы интенсификаторов теплообмена на удельную массу кристаллизатора и мощность, требуемую для перекачки хладоносителя (применительно к ёмкостному типу конструкции с намораживанием льда на внутренней поверхности теплообменной трубы) на основании результатов компьютерного моделирования.

Вывод. Получены две формы интенсификаторов теплообмена, обеспечивающих минимальные значения представленных показателей энергомассовой эффективности кристаллизатора

Резюме. Цель. Целью исследования является численное низкорейнольдсовое моделирование теплоотдачи в трубе с выступами полукруглых поперечных профилей с критериями Рейнольдса, характерными для ламинарных, переходных и турбулентных течений теплоносителей.

Метод. Реализованные методом (ФКОМ-ом) в статье были сгенерированы как местные, так и интегральные, как стационарные, так и нестационарные характеристики потока и теплоотдачи в трубе с внутренними рёбрами при переходных и ламинарных поточных режимов теплоносителя, что позволило детерминировать для этих режимов уровни интенсификации теплообмена, которые удовлетворительно коррелируют с имеющимися опытными данными.

Результат. Моделирование теплообмена на воздухе в трубах с турбулизаторами на базе низкорейнольдсовой модели Ментера при высоких числах Рейнольдса вплоть до миллиона обусловливает перспективное моделирование теплообмена в трубах с турбулизаторами данным методом и при более высоких числах Рейнольдса.

Вывод. Модель адекватно описывает реализуемые явления интенсифицированной теплоотдачи для ламинарного, переходного и турбулентного режимов течений теплоносителя с широким диапазоном чисел Прандтля. Полученные закономерности могут использоваться при инженерном и научном расчете интенсифицированного ламинарного, переходного и турбулентного теплообмена при течении в каналах с выступами, используемых в перспективных теплообменниках, применяемых, в том числе, в авиационной и ракетнокосмической технике.