Статья: ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ИСКУССТВЕННОЙ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (2026)

Читать онлайн

Современное сельскохозяйственное производство характеризуется высокой энергоемкостью и разобщенностью животноводческих и растениеводческих комплексов, что приводит к нерациональному использованию ресурсов и значительной антропогенной нагрузке на окружающую среду. Перспективнымнаправлениемповышенияэнергоэффективностииэкологичности предприятия является создание искусственных биоэнергетических систем (ИБЭС), объединяющих животноводческие фермы и тепличные комплексы в единую агроэкосистему с замкнутыми циклами вещества и энергии. Целью работы является разработка программного комплекса для численного моделирования, визуализации и оптимизации потоков вещества и энергии в ИБЭС. В основе программной реализации лежит компартментальная модель, включающая блоки животноводства, растениеводства, потребления, обмена, потерь и вывода, с системой балансовых уравнений и показателями эффективности. Для численных расчетов использован язык Python с библиотеками numpy, sympy, matplotlib, scipy. Символьные вычисления, реализованные на базе sympy, позволяют решать прямые и обратные задачи проектирования в аналитическом виде. На тестовых данных получены значения материальной и энергетической эффективности системы. Определены оптимальные параметры распределения ресурсов. Экспериментальные данные аппроксимированы полиномом второй степени (R2=0,91). Построены 3D-поверхности совместного влияния факторов. Разработанный комплекс может использоваться в научных исследованиях, учебном процессе и проектной деятельности для оптимизации существующих и проектирования новых энергоэффективных и экологически безопасных агроэкологических систем.

Ключевые фразы: искусственная биоэнергетическая система, теплица, животноводческая ферма, математическое моделирование, потоки вещества и энергии, энергоэффективность, экологичность
Автор (ы): Васькин Александр Николаевич (Vaskin A. N.), Ракутько Елена Николаевна (Rakutko E. N.), Ракутько Сергей Анатольевич (Rakutko S. A.)
Журнал: ИЗВЕСТИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Машиностроение
УДК
004.94. Компьютерное моделирование
519.85. Математическое программирование
620.97. Использование прочих источников энергии. Рекуперация энергии
Для цитирования:
ВАСЬКИН А. Н., РАКУТЬКО Е. Н., РАКУТЬКО С. А. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ИСКУССТВЕННОЙ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ // ИЗВЕСТИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2026. № 2 (84)
Текстовый фрагмент статьи
Моя история просмотров (10)
Будьте первым, кто начнет обсуждение

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.