bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Numerical homogenization for heat transfer problems in the permafrost zone
Authors: Алексеев В.Н. , Тырылгин А.А. , Васильева М.В. , Васильев В.И. 
Published: March 2023

В работе рассматриваются задачи теплопереноса с учетом фазовых переходов влаги в промерзающем/протаивающем грунте. Математическая модель процессов теплопереноса с фазовым переходом описывается классической моделью Стефана и представляет собой нелинейное параболическое уравнение. Для решения задачи предложен метод численного усреднения для нелинейной задачи с использованием эффективных коэффициентов теплопроводности и объемной теплоемкости для талой и мерзлой зон. Вычисления эффективного тензора теплопроводности проводится в локальных областях (ячейки грубой сетки) и используются при построении аппроксимации на грубой сетке методом конечных элементов. Численная реализация конечно-элементной аппроксимации проведена с помощью вычислительной библиотеки FEniCS. Представлены численные результаты для двумерной и трехмерной модельных задач.
The work considers heat transfer problems taking into account phase transitions of moisture in the soil. The mathematical model of heat transfer processes with phase transition is described using the classical Stefan model and is a nonlinear parabolic equation. To solve the problem, a numerical homogenization method is proposed for the nonlinear problem using the effective thermal conductivity coefficient for thawed and frozen zones. The calculation of the effective thermal conductivity tensor is carried out in local domains (coarse mesh cells) and is used to construct the approximation on a coarse mesh by the finite element method. Numerical implementation was carried out using FEniCS computational library for finite element approximation. Numerical results are presented for the model problem in two-dimensional and three-dimensional formulations.
Linear inverse problems for degenerate evolution equations with the Gerasimov–Caputo derivative in the sectorial case
Authors: Нагуманова А.В. , Федоров В.Е. 
Published: March 2023

Исследуется однозначная разрешимость линейных обратных задач с независящим от времени неизвестным коэффициентом для эволюционного уравнения в банаховом пространстве с вырожденным оператором при дробной производной Герасимова-Капуто. Предполагается, что пара операторов в уравнении (при дробной производной и при искомой функции) порождает разрешающее семейство операторов соответствующего вырожденного линейного однородного уравнения дробного порядка. Исходная задача редуцирована к системе двух задач: задача для алгебраического уравнения на подпространстве вырождения исходного уравнения и задача для уравнения, разрешенного относительно дробной производной, на дополнении к подпространству вырождения. Продемонстрировано два подхода. Первый из них предполагает исследование обратной задачи для разрешенного относительно производной уравнения и прямой задачи для алгебраического уравнения. При осуществлении второго подхода сначала исследуется обратная задача для уравнения на подпространстве вырождения, после чего исследуется прямая задача для второго уравнения. Абстрактные результаты использованы при исследовании начально-краевых задач для одного класса уравнений в частных производных дробного порядка по времени с неизвестным коэффициентом, зависящим от пространственных переменных.
We investigate the unique solvability of linear inverse problems for the evolution equation in a Banach space with a degenerate operator at the fractional Gerasimov-Caputo derivative and with a time-independent unknown coefficient. It is assumed that a pair of operators in the equation (at the unknown function and at its fractional derivative) generates a family of resolving operators of the corresponding degenerate linear homogeneous equation of the fractional order. The original problem is reduced to a system of two problems: the problem for an algebraic equation on the degeneration subspace of the original equation and the problem for the equation solved with respect to the fractional derivative, on the complement to the degeneration subspace. Two approaches are demonstrated. The first involves the study of the inverse problem for the equation solved with respect to the derivative and the direct problem for the algebraic equation. In the second approach, the inverse problem for the equation on the degeneration subspace is investigated firstly, then the direct problem for the second equation is researched. Abstract results are used to study initial-boundary value problems for a class of time-fractional order partial differential equations with an unknown coefficient depending on the spatial variables.
MATHEMATICAL MODELING OF RADON TRANSFER PROCESS IN ANISOTROPIC MEDIA
Authors: Кризский В.Н. , Нафикова А.Р. , Козлова И.А. , Юрков А.К. 
Published: March 2023

Изучение миграции радона в геологических средах актуально для поиска и оконтуривания нефтяных и газовых месторождений, поиска урановых и ториевых руд, экологического картирования при выборе площадок под строительство промышленных и жилых сооружений, прогнозирования событий в зонах сейсмической активности. В работе рассматривается математическая модель трехмерной задачи диффузии-адвекции радона в кусочно-постоянных слоистых средах с включениями, учитывающая анизотропию диффузионных свойств подобластей геологической среды. Описывается комбинированный способ решения задачи, основанный на сочетании методов интегральных преобразований Лапласа, интегральных представлений с построением функции Грина вмещающей слоистой среды и интегральных уравнений Фредгольма II рода, возникающих на границах локальных включений. Приводятся результаты сравнительного сопоставления данных вычислительного и натурного экспериментов по исследованию процессов переноса радона.
The study of radon migration in geological environments is relevant for the search and contouring of oil and gas fields, search for uranium and thorium ores, environmental mapping in selection of the construction sites for industrial and residential structures, and forecasting events in seismic activity zones. In this paper, we consider a mathematical model of the three-dimensional problem of diffusion-advection of radon in piecewise constant layered media with inclusions, taking into account the anisotropy of the diffusion properties of subsurface geological environment. A combined method for solving the problem is described, based on a combination of the Laplace integral transform methods, integral representations with construction of the Green function of the enclosing layered medium, and Fredholm integral equations of the second kind arising at the boundaries of local inclusions. We present the results of comparing the data from computational and field experiments on the study of radon transfer processes.
Numerical study of inﬂuence of the dispersion component material density on intensity of acoustic pulse generation in an electrically charged gas suspension
Authors: Тукмаков Д.А. 
Published: March 2023

Статья посвящена моделированию течения запыленной среды, которое вызвано внутренним электрическим зарядом дисперсной компоненты. В данной работе рассматривается влияние физической плотности материала дисперсных частиц на интенсивность генерируемого в запыленной среде возмущения давления. Применяемая для моделирования процесса математическая модель учитывает скоростную и тепловую неравновесность потока двухфазной среды. Для каждой из компонент смеси решалась полная гидродинамическая система уравнений движения сплошной среды, включавшая в себя уравнения непрерывности, уравнения сохранения пространственных составляющих импульса и уравнения сохранения энергии. Система уравнений динамики многофазной среды решалась с помощью явного конечно-разностного метода второго порядка точности. В результате численного моделирования было выявлено, что увеличение физической плотности материала электрически заряженных частиц приводит к увеличению интенсивности генерируемого акустического возмущения.
The article is devoted to modeling the ﬂow of a dusty medium caused by the internal electric charge of a dispersed component. In this paper, we consider the effect of the true density of the dispersed particles material on the intensity of pressure perturbation generated in a dusty medium. The mathematical model used to simulate the process takes into account the velocity and thermal nonequilibrium of the ﬂow of a two-phase medium. For each of the mixture components, we solved a complete hydrodynamic system of continuous medium motion equations that included continuity equations, conservation equations for momentum spatial components, and energy conservation equations. The system of equations of the multiphase medium dynamics was solved using the explicit finite-difference method of the second order of accuracy. As a result of the numerical simulation, it was found that an increase in the true density of the material of electrically charged particles leads to an increase in the intensity of the generated acoustic disturbance.
EFFECT OF GUANIDINE NITRATE ON THE EXPLOSION FORCE NANOTHERMITE SYSTEM Bi2O3/Al
Authors: Гордеев В.В. , Казутин М.В. , Козырев Н.В. 
Published: March 2023

Нанотермитные композиции, способные к взрывчатому превращению в микронавесках и тонких слоях, представляют интерес, как основа пиротехнических композиций для микроэлектромеханических систем (микродвижителей, устройств пироавтоматики и т.п.). Широкое применение нанотермитов сдерживается высокой чувствительностью к механическим и электростатическим воздействиям, в связи с чем активно исследуются добавки в нанотермитные композиции, способные снизить чувствительность при сохранении способности к взрыву в микронавесках. В статье представлены исследования силы взрыва F нанотермитной системы, включающей нанодисперсные оксид висмута Bi2O3 и алюминия Al и газопроизводительную добавку: нитрат гуанидина (ГуН). Показано, что введение ГуН в нанотермит Bi2O3/Al позволяет увеличить F до 128 % от уровня базовой нанотермитной смеси. Характер зависимости F от содержания ГуН в составах существенно зависит от принципов построения рецептуры (типа рецептурной компоновки). Показано, что в некоторых случаях эта зависимость может иметь двухпиковый характер. Представленный в статье материал будет полезен разработчикам пиротехнических композиций, предназначенных для использования в микроэлектромеханических системах.
Nanothermite compositions capable of explosive transformation in micro-samples and thin layers are of interest as the basis of pyrotechnic compositions for microelectromechanical systems (microacutators, pyroautomatics devices, etc.). The widespread use of nanothermites is constrained by high sensitivity to mechanical and electrical influences, and therefore additives to nanothermite compositions capable of reduce sensitivity while maintaining the ability to explode in micro-samples. The article presents studies of the explosion force F of a nanothermic system including nanodispersed bismuth oxide Bi2O3 and aluminum Al and a gas-producing additive: guanidine nitrate (GuN). It is shown that the introduction of GuN into the Bi2O3/Al nanothermite makes it possible to increase F to 128% of the level of the base nanothermite mixture. The nature of the dependence of F on the content of GuN in the formulations significantly depends on the principles of the configuration (type of prescription configuration). It is shown that in some cases this dependence may have a two-pronged character. The material presented in the article will be useful to developers of pyrotechnic compositions intended for use in microelectromechanical systems.
REGRESSION MODEL OF TRAFFIC ACCIDENT DYNAMICS IN THE RUSSIAN FEDERATION
Authors: Носков С.И. , Бычков Ю.А. 
Published: March 2023

В работе исследуется влияние пяти значимых факторов на динамику числа дорожно-транспортных происшествий в Российской Федерации. Этими факторами являются: количество троллейбусов, численность населения в РФ, численность трудоспособного сельского населения, ежегодное потребление алкоголя, протяженность автомобильных дорог общего назначения. Формализация указанного влияния производится путем разработки линейной регрессионной модели, параметры которой идентифицируются посредством применения непрерывной формы метода максимальной согласованности в ее модифицированном варианте. Построенная модель обладает высокими значениями используемых критериев адекватности: средней относительной ошибки аппроксимации, суммы модулей ошибок, степени рассогласованности вычисленных по модели и фактических значений зависимой переменной. Произведена численная оценка степени влияния независимых переменных на выходной фактор.
The paper examines the influence of five significant factors on the dynamics of the number of road accidents in the Russian Federation. These factors are: the number of trolleybuses, the population in the Russian Federation, the number of able-bodied rural population, the annual consumption of alcohol, the length of general roads. The formalization of this influence is carried out by developing a linear regression model, the parameters of which are identified by applying the continuous form of the maximum consistency method in its modified version. The constructed model has high values of the adequacy criteria used: the average relative approximation error, the sum of error modules, the degree of mismatch between the calculated and actual values of the dependent variable. A numerical assessment of the degree of influence of independent variables on the output factor is made.
Elements of ANOVA in Physics Practice
Authors: Гольдварг Т.Б. , Радачинская Ю.Н. 
Published: March 2023

Экспериментальная деятельность является ключевой при формировании компетенций студентов физических и химических направлений, что отражено в современных федеральных образовательных стандартах. Особую актуальность, при этом, приобретают навыки построения математических моделей изучаемых явлений. Традиционно при обработке данных физического эксперимента применяются статистические методы, которые позволяют определить ошибки измерений, выявить выбросы и оценить средние значения с учетом абсолютной и относительной погрешностей. В последнее время, во всех областях естественно-научного знания нашел свое применение дисперсионный анализ. Он является эффективным методом при изучении экспериментальных данных, так как позволяет пронаблюдать влияние различных факторов на исход опыта. В работе представлен пример расширения этих процедур и использование дисперсионного анализа на практикуме по физике для студентов физических направлений в Вузе. Целью данной статьи является изучение возможностей применения дисперсионного анализа при тестировании работы нескольких лабораторных приборов для определения удельного сопротивления металла. Постановка и решение такой задачи, при наличии ряда одинаковых установок, дает студентам возможность расширить свои представления о применении аппарата теории вероятностей и математической статистики.
Experimental activities are key in the formation of the competencies of students in physical and chemical fields, which is reflected in modern federal educational standards. At the same time, the skills of constructing mathematical models of the studied phenomena acquire particular relevance. Traditionally, when processing the data of a physical experiment, statistical methods are used that make it possible to determine measurement errors, identify outliers, and estimate average values, taking into account absolute and relative errors. Recently, in all areas of natural science knowledge, dispersion analysis has found its application. It is an effective method in the study of experimental data, as it allows you to observe the influence of various factors on the outcome of the experiment. The paper presents an example of expanding these procedures and using analysis of variance in a physics workshop for students of physics at the university. The purpose of this article is to study the possibilities of using analysis of variance when testing the operation of several laboratory instruments for determining the resistivity of a metal. The formulation and solution of such a problem, in the presence of a number of identical settings, gives students the opportunity to expand their unders
Teaching students of non-linguistic specialties a foreign language in a mixed learning environment
Authors: Абдулвахабова Л.Б. , Усманов Т.И. 
Published: March 2023

Статья посвящена использованию смешанного обучения при изучении иностранного языка. В работе проанализированы результаты учебного сотрудничества между студентами и преподавателем. Авторы охарактеризовали существующие модели смешанного обучения и рассмотрели основные факторы, способствующие дальнейшему развитию он-лайн обучения, и трудности, которые могут возникать во время процесса обучения. Исследование показало, что навыки устной речи значительно возрастают при смешанном обучении Доказано, что смешанное обучение добавляет новизны и повышает мотивацию к активному участию студентов в дистанционных и очных условиях обучения, а также является результатом внедрения стратегического и систематического подхода к применению новейших технологий в сочетании с лучшими традициями личного взаимодействия между преподавателями и студентами. В исследовании рассмотрены упражнения для активизации познавательной деятельности студентов: на совершенствование навыков аудирования, письма, грамматики и использование лексики. Установлено, что смешанное обучение развивает умение организовывать и планировать работу самостоятельно, получать и анализировать полученные знания, искать и отбирать информацию, принимать решения и самосовершенствоваться. Эффективные технологии дистанционного обучения в сочетании с аудиторными практическими занятиями можно рассматривать как ключ к успешному смешанному обучению иностранному языку среди студентов неязыковых специальностей.
The article is devoted to the use of blended learning in learning a foreign language. The paper analyzes the results of educational cooperation between students and a teacher. The authors characterized the existing models of blended learning and considered the main factors contributing to the further development of online learning, and the difficulties that may arise during the learning process. The study showed that oral speech skills increase significantly with blended learning. It is proved that blended learning adds novelty and increases motivation for active participation of students in distance and face-to-face learning conditions, and is also the result of the introduction of a strategic and systematic approach to the use of the latest technologies in combination with the best traditions of personal interaction between teachers and students. The study considers exercises to activate students' cognitive activity: to improve listening, writing, grammar and vocabulary use skills. It has been established that blended learning develops the ability to organize and plan work independently, receive and analyze the knowledge gained, search for and select information, make decisions and improve oneself. Effective distance learning technologies combined with classroom practical classes can be considered as the key to successful blended learning of a foreign language among students of non-linguistic specialties.
Opportunities for the formation of pedagogical conditions for the formation of a culture of food consumption
Authors: Тетерский С.В. , Палаткин В.В. 
Published: March 2023

Здоровье как одно из фундаментальных условий полноценной жизнедеятельности человека является приоритетом всех развитых стран мира. Проблема здоровья человека сегодня является объектом исследования во многих областях науки и практики, ведь отношение к здоровью, осознание его ценности считается показателем цивилизованности государства, атрибутом национальной культуры, залогом благополучия общества. Сейчас в России состояние здоровья населения, особенно молодежи, приобретает угрожающий характер с точки зрения жизнеспособности и безопасности нации. Однако, как известно, самым мощным фактором здоровья является образ жизни человека, который, в свою очередь, зависит от уровня общей культуры и культуры здоровья личности как ее составляющей. Таким образом, ведущая роль в решении проблемы как индивидуального здоровья, так и здоровья населения в целом принадлежит сфере образования и воспитания. Цель исследования: обоснование и экспериментальная проверка эффективности педагогических условий и средств формирования культуры здоровья студентов в условиях высшего учебного заведения. Во время измерения исходного уровня культуры здоровья студентов было выяснено, что ее уровень был в пределах элементарного. Динамика положительного прироста по всем составляющим культуры здоровья доказывает достоверность выдвинутой гипотезы.
Health as one of the fundamental conditions for a full-fledged human life is a priority of all developed countries of the world. The problem of human health today is an object of research in many fields of science and practice, because the attitude to health, awareness of its value is considered an indicator of the civility of the state, an attribute of national culture, a guarantee of the well-being of society. Now in Russia, the health of the population, especially young people, is becoming threatening in terms of the viability and security of the nation. However, as you know, the most powerful factor of health is a person's lifestyle, which, in turn, depends on the level of general culture and the culture of personal health as its component. Thus, the leading role in solving the problem of both individual health and the health of the population as a whole belongs to the field of education and upbringing. The purpose of the study: substantiation and experimental verification of the effectiveness of pedagogical conditions and means of forming a culture of health of students in a higher educational institution. During the measurement of the initial level of the students' health culture, it was found out that its level was within the elementary. The dynamics of positive growth in all components of the health culture proves the validity of the hypothesis put forward.