M. A. Zagorovskiy, A. Shabarov, Sergei Viktorovich Stepanov
{"title":"Cluster capillary core model for calculation of relative phase permeability for oil and water filtration","authors":"M. A. Zagorovskiy, A. Shabarov, Sergei Viktorovich Stepanov","doi":"10.20948/mm-2024-01-06","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-06","url":null,"abstract":"Описана физико-математическая модель стационарного течения водонефтяной смеси в поровом пространстве керна, представляемого в виде совокупности капиллярных кластеров. Разработанная модель позволяет вычислять функции относительных фазовых проницаемостей на основе данных стандартных лабораторных исследований керна и экспериментов по однофазной фильтрации флюидов. В результате регрессионного анализа лабораторных данных по терригенным породам месторождений Западной и Восточной Сибири получены многопараметрические зависимости параметров функции межфазного взаимодействия от фильтрационно-емкостных свойств и параметров капиллярного кластера. Установлено, что результаты расчета относительных фазовых проницаемостей по предложенной модели хорошо согласуются с экспериментальными данными.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"34 18","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140518117","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Феноменологическое моделирование трех сценариев локальных эпидемий коронавируса","authors":"Andrei Yur'evich Perevaryukha","doi":"10.20948/mm-2024-01-07","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-07","url":null,"abstract":"Пандемия COVID-19 не завершилась, но перешла в стадию динамичного противоборства мутирующего возбудителя и популяционного иммунитета (естественного и вакцинного). Пандемии штаммов гриппа гарантированно затухали после трех волн. SARS-COV-2 способен поддерживать вариативность своих E и S белков. Разнообразие штаммов SARS-COV-2 увеличивается импульсно. Большинство штаммов выбывают из распространения, но оставшиеся дают начало новым ветвям, таким как BA.2.86 «Pirola» и ее потомки серии JN.x, активным в зимней волне 2024 г. Эволюция отражается пульсацией фиксируемых заражений, но периодичность и амплитуда пиков различается в регионах. Не только свойство вариативности антигенов вируса приводит после затухания осцилляций числа случаев заражений к новым повторным вспышкам. Формируются региональные сценарии эпидемий, некоторые из них необычны и интересны для моделирования. Для модельного описания трех сценариев возникновения новых волн мы предложили три уравнения c запаздыванием как гибкий инструмент анализа сложных форм колебательной динамики. Уравнения дополнены специальными пороговыми функциями затухания волн. В моделях удалось получить сценарии и разрушающихся, и затухающих колебаний с возможностью новой вспышки, что описывает эффект одиночной экстремальной волны после увеличения длины активных цепочек заражений в Нью-Йорке, -- резко выделяющегося среди осцилляций заболеваемости J-образного пика с колебательным затуханием. Сценарий волн в Бразилии существенно отличается и от первичной вспышки 2020 г., и от особого сценария эпидемии в Японии 2022--23 гг. в форме серии восьми последовательных коротких по времени пиков с возрастающей амплитудой волн. Обновляясь, коронавирус успешно противодействует иммунной системе, потому учащаются тяжелые случаи повторного заболевания COVID-19 в группе особенно восприимчивых. Важный фактор для замедления эволюции коронавируса -- гетерогенность популяционного иммунитета, когда активированные Т-лимфоциты и выработанные антитела в популяции способны реагировать на большой спектр эпитопов из разных консервативных участков белков.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"59 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140525475","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"О влиянии динамического коэффициента диффузии с параметром Фейбельмана на квантовый эффект нелокальности гибридных плазмонных наночастиц","authors":"Yu A Eremin, Vladimir Vasil'evich Lopushenko","doi":"10.20948/mm-2024-01-01","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-01","url":null,"abstract":"Рассматривается задача рассеяния поляризованного светового излучения гибридной наночастицей, состоящей из прозрачного ядра и плазмонной золотой оболочки. В оболочке возникает квантовый эффект нелокальности, который учитывается в рамках квазиклассической теории обобщенного нелокального отклика. На основе метода Дискретных источников построена и реализована математическая модель теории обобщенного нелокального отклика с динамическим коэффициентом диффузии. Динамический коэффициент диффузии определяется с использованием квантового поверхностного параметра Фейбельмана. При расчетах значения параметра Фейбельмана берутся из экспериментальных данных. Проведен сравнительный анализ результатов теории обобщенного нелокального отклика с постоянным и динамическим коэффициентами диффузии. Установлено, что результаты, полученные для динамического коэффициента диффузии и для традиционной квазиклассической модели с постоянным коэффициентом, могут существенно отличаться, особенно при исследовании поведения полей вблизи поверхности гибридной частицы в частотной области.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"91 2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140521912","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Алгоритм сегментации многоспектральных изображений","authors":"O. V. Nikolaeva","doi":"10.20948/mm-2024-01-02","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-02","url":null,"abstract":"Представлен алгоритм сегментации многоспектральных изображений. В алгоритме\u0000сначала выполняется предварительная оценка числа сегментов, далее изображение разбивается на сегменты безытерационным вариантом метода $k$-средних. Далее выполняется статистический анализ; выявляются и объединяются пары сегментов, \u0000являющиеся реализацией одного случайного вектора. \u0000Приведены результаты тестирования алгоритма на модельных и реальных (сенсор\u0000HYPERION) данных. Показаны разбиения реальных изображений, сегменты которых отвечают различным элементам ландшафта.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"8 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140521125","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Andrey Sergeevich Stabnikov, Andrey V. Garbaruk, Aleksei Alekseevich Matyushenko
{"title":"Сравнительный анализ алгебраических моделей ламинарно-турбулентного перехода","authors":"Andrey Sergeevich Stabnikov, Andrey V. Garbaruk, Aleksei Alekseevich Matyushenko","doi":"10.20948/mm-2024-01-09","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-09","url":null,"abstract":"Представлены результаты всестороннего тестирования четырех недавно предложенных алгебраических моделей ламинарно-турбулентного перехода (ЛТП), которые существенно превосходят дифференциальные модели ЛТП по экономичности, потенциально не уступая им по точности. Выбранные для оценки модели SST KD, SST k$gamma$, SST alg-$gamma$ и SA BCM были реализованы в академическом коде NTS и верифицированы путем сравнения полученных результатов с опубликованными результатами авторов моделей. Базу для тестирования моделей путем сравнения результатов расчетов с экспериментом составили пограничные слои при отсутствии и наличии градиента давления и различных уровнях турбулентности набегающего потока, четыре крыловых профиля, при обтекании которых реализуются различные сценарии ЛТП, и тандем крыловых профилей. Обнаружено, что при использовании моделей SA BCM и SST k$gamma$ при низких уровнях турбулентности положение перехода может зависеть от начального приближения, что не позволяет рекомендовать их для использования в инженерных приложениях. Наилучшие результаты, сравнимые по точности с результатами дифференциальных моделей, получены с использованием модели SST alg-$gamma$.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"28 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140518696","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Lev Alekseevich Tolokonnikov, Dmitrii Yur'evich Efimov
{"title":"Рассеяние упругим цилиндром с неоднородным покрытием звуковых волн, излучаемых произвольно расположенным линейным источником","authors":"Lev Alekseevich Tolokonnikov, Dmitrii Yur'evich Efimov","doi":"10.20948/mm-2024-01-05","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-05","url":null,"abstract":"Статья посвящена математическому моделированию акустического поля, рассеянного однородным изотропным упругим цилиндром с радиально-неоднородным упругим покрытием. Первичное поле возмущений представляет собой цилиндрическую гармоническую звуковую волну, излучаемую линейным источником. Полагается, что оси источника и рассеивателя не являются параллельными и не лежат в одной плоскости. Плотность и модули упругости материала покрытия описываются непрерывными функциями радиальной координаты. Представлены результаты расчетов угловых характеристик рассеянного акустического поля в дальней зоне при различном расположении линейного источника.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"2017 11","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140516145","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Aleksandr Sergeevich Leonov, Dmitry Lukyanenko, Anatolii Grigor'evich Yagola
{"title":"\"Fast\" algorithm for solving some three-dimensional inverse problems of magnetometry","authors":"Aleksandr Sergeevich Leonov, Dmitry Lukyanenko, Anatolii Grigor'evich Yagola","doi":"10.20948/mm-2024-01-03","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-03","url":null,"abstract":"Рассматриваются типичные трехмерные обратные задачи магниторазведки, а именно: определения векторной плотности магнитных диполей в исследуемой области земной коры по измеряемым на поверхности компонентам вектора (и/или тензора градиента) магнитной индукции. Эти задачи, являясь, как правило, некорректно поставленными, могут быть решены стандартными методами регуляризации. Однако при этом для такого решения на достаточно подробных сетках за время порядка нескольких минут требуются значительные вычислительные ресурсы (вычислительные кластеры, суперкомпьютеры и т.д.). В статье предлагается новый «быстрый» регуляризующий алгоритм решения таких трехмерных задач, позволяющий получать их приближенное решение на персональном компьютере средней производительности за десятки секунд или несколько минут. Кроме того, используемый подход позволяет за сравнимое время вычислить и апостериорную оценку точности найденного решения, и это дает возможность оценить качество решения при интерпретации результатов. Алгоритмы решения обратной задачи и апостериорной оценки точности решения апробируются при решении модельных обратных задач и используются при обработке экспериментальных данных.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"200 2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140521467","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Оценка параметров в модели транспортного потока","authors":"Maksim Anatol'evich Pogrebnyak","doi":"10.20948/mm-2024-01-08","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2024-01-08","url":null,"abstract":"Работа посвящена оценке параметров в модели транспортного потока, которая представляет собой систему дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом. Основным результатом работы является получение диапазона значений для параметров, характеризующих интенсивность разгона и торможения, а также коэффициента, который описывает, насколько плавно преследующий автомобиль подстраивает свою скорость под впередиидущего. Оценка параметров модели производилась с помощью аналитических вычислений и численных экспериментов. Для последних разработана специальная компьютерная программа.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"81 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140525445","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Сергей Константинович Григорьев, Sergei Konstantinovich Grigorjev, Дмитрий Александрович Захаров, Dmitriy A Zaharov, Марина Андреевна Корнилина, Marina Andreevna Kornilina, Михаил Владимирович Якобовский, M. V. Iakobovski
{"title":"Dynamic load balancing using adaptive locally refined meshes","authors":"Сергей Константинович Григорьев, Sergei Konstantinovich Grigorjev, Дмитрий Александрович Захаров, Dmitriy A Zaharov, Марина Андреевна Корнилина, Marina Andreevna Kornilina, Михаил Владимирович Якобовский, M. V. Iakobovski","doi":"10.20948/mm-2023-12-05","DOIUrl":"https://doi.org/10.20948/mm-2023-12-05","url":null,"abstract":"Предложены методы представления и алгоритмы обработки динамически адаптивных локально-измельчаемых сеток, ориентированные на использование последовательных и параллельных вычислительных систем, в том числе гибридных. Указаны оценки трудоeмкости алгоритмов. Предложены новые параллельные алгоритмы декомпозиции локально-измельчаемых сеток и динамической балансировки нагрузки процессоров, применение которых обеспечивает низкий уровень накладных расходов. Сокращение времени выполнения расчeтов при двух- и трeхмерном численном моделировании с помощью адаптивных сеток обеспечивается за счeт уменьшения числа ячеек расчeтной сетки (относительно регулярной сетки) и дополнительно - за счeт параллельной обработки.","PeriodicalId":367677,"journal":{"name":"Математическое моделирование","volume":"60 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139228742","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}