Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем
Распределенные системы нашли широкое применение на практике. Это космические связки на околоземном пространстве протяженностью в десятки километров. Ими описываются железобетонные сваи в почве при расчетах напряженно деформированного состояния и оценки технического состояния; трубопроводы как в возд...
Saved in:
| Date: | 2019 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/190 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Problems of Control and Informatics |
Institution
Problems of Control and Informatics| id |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-190 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Problems of Control and Informatics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-10-06T14:13:38Z |
| collection |
OJS |
| language |
Russian |
| topic |
чотирьохмодова модель розподілені системи петля чисельне моделювання |
| spellingShingle |
чотирьохмодова модель розподілені системи петля чисельне моделювання Kaliukh, Yuriy Berchun, Yaroslav Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| topic_facet |
four-mode mode distributed systems loop numerical simulation чотирьохмодова модель розподілені системи петля чисельне моделювання распределенные системы четырехмодовая модель петля численное моделирование |
| format |
Article |
| author |
Kaliukh, Yuriy Berchun, Yaroslav |
| author_facet |
Kaliukh, Yuriy Berchun, Yaroslav |
| author_sort |
Kaliukh, Yuriy |
| title |
Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| title_short |
Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| title_full |
Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| title_fullStr |
Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| title_full_unstemmed |
Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| title_sort |
чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем |
| title_alt |
Четырехмодовая модель динамики распределенных систем Four-mode model of dynamics of distributed systems |
| description |
Распределенные системы нашли широкое применение на практике. Это космические связки на околоземном пространстве протяженностью в десятки километров. Ими описываются железобетонные сваи в почве при расчетах напряженно деформированного состояния и оценки технического состояния; трубопроводы как в воздухе, так и жидкости, подводные буксируемые системы. Известны подводные системы эрлифта большой протяженности для добычи минералов (конкреций) со дна океана протяженностью 5-10 км. Для решения задач динамики таких систем в разных средах известные математические модели не вполне корректны с точки зрения учета многообразия волновых процессов. Это определяет необходимость построения уточненных волновых моделей. В статье описана новая квазилинейная математическая модель, касающаяся нелинейной четырехмодовой динамики распределенной системы в пространственно-неоднородном поле массовых и поверхностных сил. Она описывается нелинейной системой двенадцати уравнений первого порядка в частных производных. Для нее выполняются принципы граничности и гиперболичности. В совокупности с краевыми и начальными условиями модель может применяться для описания динамики и статики геометрически и физически нелинейных стержневых элементов, свай в грунте, канатов кранового оборудования, шахтных подъемников, подвесных канатных дорог, буксируемых в потоке жидкости и газа и т.д. Для двухмодовой пространственной редукции модели рассмотрена теорема о корректности задачи Коши. Апробация модели проведена на основе численного решения пространственной задачи о распространении четырех волн трех типов: продольных, конфигурационных в направлении нормали и бинормали, крутящих. Посредством численного алгоритма и программы на основе метода конечных разниц определены необходимые количественные оценки угла закрутки и крутящего момента для конкретной распределенной системы в потоке жидкости. |
| publisher |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/190 |
| work_keys_str_mv |
AT kaliukhyuriy četyrehmodovaâmodelʹdinamikiraspredelennyhsistem AT berchunyaroslav četyrehmodovaâmodelʹdinamikiraspredelennyhsistem AT kaliukhyuriy čotirʹohmodovamodelʹdinamíkirozpodílenihsistem AT berchunyaroslav čotirʹohmodovamodelʹdinamíkirozpodílenihsistem AT kaliukhyuriy fourmodemodelofdynamicsofdistributedsystems AT berchunyaroslav fourmodemodelofdynamicsofdistributedsystems |
| first_indexed |
2025-10-30T02:48:46Z |
| last_indexed |
2025-10-30T02:48:46Z |
| _version_ |
1847373360284041216 |
| spelling |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-1902023-10-06T14:13:38Z Четырехмодовая модель динамики распределенных систем Чотирьохмодова модель динаміки розподілених систем Four-mode model of dynamics of distributed systems Kaliukh, Yuriy Berchun, Yaroslav four-mode mode distributed systems loop numerical simulation чотирьохмодова модель розподілені системи петля чисельне моделювання распределенные системы четырехмодовая модель петля численное моделирование Распределенные системы нашли широкое применение на практике. Это космические связки на околоземном пространстве протяженностью в десятки километров. Ими описываются железобетонные сваи в почве при расчетах напряженно деформированного состояния и оценки технического состояния; трубопроводы как в воздухе, так и жидкости, подводные буксируемые системы. Известны подводные системы эрлифта большой протяженности для добычи минералов (конкреций) со дна океана протяженностью 5-10 км. Для решения задач динамики таких систем в разных средах известные математические модели не вполне корректны с точки зрения учета многообразия волновых процессов. Это определяет необходимость построения уточненных волновых моделей. В статье описана новая квазилинейная математическая модель, касающаяся нелинейной четырехмодовой динамики распределенной системы в пространственно-неоднородном поле массовых и поверхностных сил. Она описывается нелинейной системой двенадцати уравнений первого порядка в частных производных. Для нее выполняются принципы граничности и гиперболичности. В совокупности с краевыми и начальными условиями модель может применяться для описания динамики и статики геометрически и физически нелинейных стержневых элементов, свай в грунте, канатов кранового оборудования, шахтных подъемников, подвесных канатных дорог, буксируемых в потоке жидкости и газа и т.д. Для двухмодовой пространственной редукции модели рассмотрена теорема о корректности задачи Коши. Апробация модели проведена на основе численного решения пространственной задачи о распространении четырех волн трех типов: продольных, конфигурационных в направлении нормали и бинормали, крутящих. Посредством численного алгоритма и программы на основе метода конечных разниц определены необходимые количественные оценки угла закрутки и крутящего момента для конкретной распределенной системы в потоке жидкости. Розподілені системи знайшли широке застосування на практиці. Це космічні звʼязки на навколоземному просторі протяжністю в десятки кілометрів. Ними описуються залізобетонні палі в ґрунті при розрахунках напружено-деформованого стану і оцінки технічного стану; трубопроводи як в повітрі, так і в рідині, підводні буксирувані системи. Відомі підводні системи ерліфта великої протяжності для видобутку мінералів (конкрецій) з дна океану протяжністю в 5–10 км. Для вирішення завдань динаміки таких систем в різних середовищах відомі математичні моделі є не цілком коректними з точки зору врахування різноманіття хвильових процесів. Це визначає необхідність побудови уточнених хвильових моделей. У статті описано нову квазілінійну математичну модель, що стосується нелінійної чотирьохмодової динаміки розподіленої системи в просторово-неоднорідному полі масових і поверхневих сил. Вона описується нелінійною системою дванадцяти рівнянь першого порядку в частинних похідних. Для неї виконуються принципи граничності і гіперболічності. У сукупності з крайовими і початковими умовами модель може застосовуватися для опису динаміки і статики геометрично і фізично нелінійних стрижневих елементів, паль в ґрунті, канатів кранового обладнання, шахтних підйомників, підвісних канатних доріг, систем, що буксируються в потоці рідини і газу та ін. Для двохмодової просторової редукції моделі розглянуто теорему про коректність задачі Коші. Апробація моделі проведена на основі чисельного рішення просторової задачі про поширення чотирьох хвиль трьох типів: поздовжніх, конфігураційних в напрямку нормалі і бінормалі, крутильних. За допомогою чисельного алгоритму і програми на основі методу скінченних різниць визначено необхідні кількісні оцінки кута закрутки і крутного моменту для конкретної розподіленої системи в потоці рідини. Distributed systems are widely used in practice. These are cosmic ligaments in the near-Earth space with the length of tens of kilometers. They approximate reinforced concrete piles in a soil when calculating the stress-strain state and assessing the technical conditions; pipelines both in an air and in liquid, underwater towed systems. Known underwater airlift systems of great length for the extraction of minerals (nodules) from the ocean floor with a length of 5–10 km are known. To solve the problems of the dynamics of such systems in various environments the known mathematical models are not quite correct in terms of taking into account the variety of wave processes. This determines the need to build refined wave models. A new quasilinear mathematical model which describes the nonlinear four-mode dynamics of the distributed system in the spatially inhomogeneous fields of mass and surface forces has been obtained. It is described by a nonlinear system of twelve first order partial differential equations. For it the principles of limitation and hyperbolicity are fulfilled. Together with the boundary and initial conditions the model can be used to describe the dynamics and statics of geometrically and physically nonlinear rod elements, piles in the ground, crane equipment ropes, mine lifts, aerial cableways, towed systems in liquid and gas flows, etc. For two-mode spatial reduction of the model the theorem about correctness of Cauchy problem has been considered. The model has been tested based on numerical solution of the spatial problem of the propagation of four waves of three types: longitudinal, configurational in the direction of the normal and binormal and the torsioned ones. The necessary quantitative estimates of the twist angle and the torque for the specific distributed system in the liquid flow were determined using the numerical algorithm and the program based on the finite-difference method. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2019-06-10 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/190 10.34229/1028-0979-2020-1-1 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 65 № 1 (2020): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 1-12 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 65 № 1 (2020): International Scientific and Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 1-12 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 65 No. 1 (2020): International Scientific and Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 1-12 2786-6505 2786-6491 10.34229/1028-0979-2020-1 ru https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/190/279 Copyright (c) 2019 Copyright Notice Authors published in the International scientific technical journal «Problems of control and informatics» agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the International scientific technical journal «Problems of control and informatics» (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the International scientific technical journal «Problems of control and informatics». Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |