Физматлит

Исследование пылевой или комплексной плазмы — быстро развивающее направление современной физики, включающее в себя различные разделы физики неидеальной низкотемпературной плазмы. Пылевая плазма представляет собой ионизованный газ, содержащий заряженные мелкодисперсные частицы конденсированного вещества. Пылевая плазма широко распространена в природе и используется в ряде технологических процессов. Рассматривая различные типы пылевой плазмы, монография содержит детальное описание уникальных экспериментальных и теоретических результатов, полученных как в наземных экспериментах, так и в условиях микрогравитации. Ведущие в этой области специалисты обсуждают свойства газоразрядной, криогенной, замагниченной, ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы, а также плазмы, возбуждаемой ультрафиолетовым излучением. Особое внимание уделено астрофизическим аспектам физики пылевой плазмы, численному моделированию ее свойств, междисциплинарным вопросам и возможным приложениям. Монография может быть полезна специалистам, аспирантам и студентам, занимающимся изучением физики низкотемпературной плазмы и газового разряда, исследованием процессов кристаллизации и плавления, разработкой материалов и покрытий с заданными свойствами, а также методов диагностики дисперсных сред.

В монографии изложено несколько интересных примеров исследования механических систем с сухим трением — от задач статики до задачи о брахистохроне с сухим трением. Большое внимание уделено исследованиям по разрешению неоднозначности и противоречий, которые возникают иногда в системах абсолютно твердых тел с трением, описываемым законом Кулона. Надеемся, читателям будут интересны воззрения на эту проблему основоположника учения о сервосвязях А. Бегена и видного петербуржского механика П.А. Жилина. Разработан графический метод построения периодических решений в системах с фрикционными автоколебаниями. Изложен приближенный подход решения задачи о колебаниях упругого стержня на плоскости с трением (эта задача еще ждет своего решения). Книга адресуется всем любителям механики.

В монографии приводятся принципы построения и численной реализации модели общей циркуляции океана, разработанной в Институте вычислительной математики (ИВМ) РАН. В настоящее время это единственная модель данного типа, способная адекватно воспроизводить циркуляцию Мирового океана при расчетах на большие времена. Проведено объединение моделей общей циркуляции атмосферы и океана в совместную климатическую модель ИВМ РАН, которая воспроизводит основные характеристики среднего состояния, изменчивости и изменений климата на уровне, соответствующем лучшим моделям IPCC. Выполнены исследования формирования циркуляции океана и его отклика на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия. Получен ряд важных выводов об особенностях формирования циркуляции океана и прогноза климатического состояния совместной системы атмосфера-океан. Результаты экспериментов с моделью климатической системы ИВМ РАН по прогнозированию изменений климата вместе с другими зарубежными моделями использованы в широко известном 4-м отчете МГЭИК. Разработанная модель океана может применяться для решения различных научных и практических задач, связанных с моделированием циркуляции Мирового океана и его отдельных акваторий. Монография будет полезна специалистам в области общей циркуляции океана и атмосферы, климатологии, а также студентам и аспирантам.

В монографии изложено несколько интересных примеров исследования механических систем с сухим трением — от задач статики до задачи о брахистохроне с сухим трением. Большое внимание уделено исследованиям по разрешению неоднозначности и противоречий, которые возникают иногда в системах абсолютно твердых тел с трением, описываемым законом Кулона. Надеемся, читателям будут интересны воззрения на эту проблему основоположника учения о сервосвязях А. Бегена и видного Петербуржского механика П.А. Жилина. Разработан графический метод построения периодических решений в системах с фрикционными автоколебаниями. Изложен приближенный подход решения задачи о колебаниях упругого стержня на плоскости с трением (эта задача еще ждет своего решения). Книга адресуется всем любителям механики.

Дано подробное описание математических моделей оценки трех основных банковских рисков, охватываемых международным соглашением по банковскому надзору Базель II. Книга ведет читателя от общих подходов в оценке определенного риска к рекомендациям Базель II по конкретным видам операций банка; от обзора исследований по эффективности применения предложенных в соглашении моделей к анализу их применимости в практике российских банков. После детального рассмотрения моделей расчета отдельных видов риска (кредитного, рыночного и операционного) подробно анализируются модели агрегирования и расчета совокупного риска банка. Работа ориентирована, в первую очередь, на сотрудников банков, занятых в сфере риск-менеджмента и оценки достаточности капитала; она будет полезна исследователям в области управления рисками и студентам, обучающимся по специализации «Банковское дело».

В книге рассмотрены результаты экспериментального и теоретического исследования кинетики и механизмов физико-химических процессов в неравновесной низкотемпературной плазме хлора и его смесей с инертными и молекулярными газами. Проанализировано влияние внешних параметров разряда на энергетическое распределение электронов, транспортные и кинетические характеристики электронного газа. Проведен анализ кинетики нейтральных и заряженных частиц; установлены взаимосвязи задаваемых параметров плазмы и начального состава плазмообразующих смесей со стационарными концентрациями активных частиц и плотностями их потоков на поверхность, ограничивающую зону плазмы. Приводятся результаты исследований кинетических закономерностей и механизмов взаимодействия активных частиц плазмы с рядом металлов и полупроводников. Книга предназначена научно-техническим работникам в области неравновесной плазмохимии и плазмохимической технологии, а также студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

В монографии рассматриваются микроволновые способы неразрушающего контроля, базирующиеся на эффекте распространения поверхностных медленных волн в диэлектрических и магнитодиэлектрических материалах на металлическом основании. Разработанные способы обеспечивают полную бесконтактность измерений и позволяют решить задачу контроля электрофизических и геометрических параметров, а также внутренних дефектов диэлектрических и магнитодиэлектрических материалов на металлическом основании, в том числе защитных покрытий авиационной техники. Рассмотрены вопросы разработки устройств контроля параметров материалов и покрытий металлических поверхностей, обоснования их технической реализуемости, а также автоматизации измерений. Монография предназначена инженерам и научным работникам, а также студентам технических вузов и курсантам военных институтов, специализирующимся в области электро- и радиофизики.

Монография посвящена многообразным физическим явлениям и свойствам сжатого и разогретого вещества при высоких плотностях энергии. Рассмотрены способы генерации, диагностики, а также теоретические методы описания поведения вещества при экстремально высоких давлениях и температурах, получаемых в лабораторных и квазилабораторных условиях. Обсуждаются состояния вещества с высокими плотностями энергии, возникающие на разных этапах эволюции астрофизических объектов под действием гравитации и термоядерного энерговыделения. Сделана попытка систематизировать, обобщить и изложить с единой точки зрения обширный теоретический и экспериментальный материал, относящийся к новой области науки — физике высоких плотностей энергии. В основу книги положены лекции, прочитанные автором в Московском физико-техническом институте, в Высшей школе физики Минатома России, а также обзорные и приглашенные доклады на научных конференциях и симпозиумах. Книга может быть полезна широкому кругу ученых, аспирантов и студентов естественно-научных специальностей, открывает им доступ к оригинальным работам и позволяет ориентироваться в увлекательных проблемах современной физики.

Представлены современные достижения в теории и эксперименте метода дифракции электронов в 4D пространственно-временном континууме. Даны основы классической газовой электронографии, в том числе высокотемпературной, на основе понятия поверхности потенциальной энергии. Введение развертки во времени в дифракционные методы с использованием пикосекундных и фемтосекундных электронных диагностирующих импульсов, синхронизированных с импульсами возбуждающего лазерного возбуждения, позволило разработать методы сверхбыстрой электронной кристаллографии, дифракции рентгеновских лучей с временным разрешением и динамической просвечивающей электронной микроскопии, томографии молекулярного состояния. Становится возможной визуализация переходных процессов при фотовозбуждении свободных молекул и биологических объектов, анализ процессов на поверхности и в наноструктурах. Для широкого круга читателей, студентов, аспирантов, научных работников, интересующихся проблемами структуры и динамики наноматериалов, строением вещества.

В монографии обсуждаются результаты теоретических и экспериментальных исследований переноса фотонов в биотканях и описываются методы решения прямых и обратных задач рассеяния в случайно-неоднородных средах и частично упорядоченных средах с многократным или однократным рассеянием. Теоретическое рассмотрение базируется на стационарной и нестационарной теориях переноса излучения для сильно рассеивающих сред, теории Ми и численном методе Монте-Карло. На основе рассмотрения таких фундаментальных оптических явлений, как упругое, квазиупругое и комбинационное рассеяние, дифракция и интерференция когерентных оптических полей и волн фотонной плотности, флуоресценция, фототермические эффекты, в книге представлены оптические методы, открывающие новые направления в биомедицинских приложениях, включая диффузионную и фотоакустическую томографию, линейную и нелинейную флуориметрию, спекл-интерферометрию, оптическую когерентную томографию (ОКТ), фазовую и конфокальную микроскопию. Много внимания уделено методам измерения и управления оптическими параметрами биологических тканей, направленным на повышение качества медицинской диагностики, фототерапии и лазерной прецизионной хирургии. Монография предназначена научным работникам, преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов, специализирующимся в области физики живых систем, биомедицинской оптики и биофотоники, лазерной биофизики и применения лазеров в биомедицине. Монография может быть полезна как учебное пособие студентам физических, технических, биологических и медицинских специальностей.

В монографии рассматривается ряд фундаментальных вопросов, связанных с нелинейной динамикой и хаосом. В частности, даны новые определения инвариантного хаотического множества динамической системы и хаотического аттрактора. Предлагаемые здесь определения позволяют обнаружить новый тип хаотического поведения, реализующийся в некомпактном и бесконечномерном случае, — так называемый турбулентный хаос. Содержательность указанного феномена иллюстрируется на конкретном примере, допускающем строгий математический анализ. Среди других тем, затронутых в данной книге, следует отметить вопрос о математических аспектах теории развития турбулентности по Ландау. А именно, реализуемость сценария Ландау в обобщенном его варианте иллюстрируется на ряде конкретных примеров из различных областей естествознания. Изучаются также некоторые другие типовые ситуации, когда при изменении управляющего параметра в системе возникает хаотический аттрактор или сосуществует достаточно много различных хаотических аттракторов (хаотическая буферность). Например, предлагается новый способ учета редких катастрофических событий в системах со сложным поведением, а также новый подход к проектированию генераторов хаотических колебаний. Для студентов старших курсов, аспирантов математических и физических факультетов университетов, специалистов по прикладной математике, теории колебаний, нелинейной динамике и хаосу.

В монографии представлен сравнительный анализ различных термодинамических моделей уравнений состояния. Рассмотрены основные идейные предпосылки теоретических методов и эксперимент. Основное внимание уделено описанию состояний, представляющих наибольший интерес для физики высоких плотностей энергии, которые либо уже получены, либо в обозримом будущем могут быть получены в контролируемых условиях на Земле, либо реализуются в астрофизических объектах на разных этапах их эволюции. Рассмотрены также ультраэкстремальные астрофизические и ядернофизические приложения, где на термодинамику вещества существенное влияние оказывают релятивизм, мощные гравитационные и магнитные поля, тепловое излучение, превращение ядерных частиц, нейтронизация нуклонов и деконфайнмент кварков. Для широкого круга специалистов, занимающихся уравнениями состояния вещества и физикой высоких плотностей энергии, а также для студентов старших курсов и аспирантов.

Монография подготовлена авторским коллективом 12 ЦНИИ Минобороны России по результатам исследований и разработок, проведенных совместно с институтами РАН. Предметом третьего тома является описание наиболее важных способов воспроизведения в лабораторных условиях параметров полей поражающих факторов ядерного взрыва и параметров первичных эффектов, создаваемых н объектах поражающими факторами. Поскольку в качестве источника воспроизведении ядерный взрыв исключен, возникла проблема создания приемлемых источников (имитаторов) и обоснования адекватности воспроизводимых имитаторами параметров полей и первичных эффектов воздействия ядерного взрыва. Для специалистов, аспирантов и студентов, работающих в области атомной физики и радиофизики, механики, физики твердого тела, физики плазмы, а также историков науки.

В монографии всесторонне рассмотрены мало изученные ранее урановые черни, сложенные минералами четырехвалентного урана. Обобщены и схематизированы закономерности гипергенного минералообразования урана, объединяющие все типы его рудного концентрирования. Минерализация разно-валентных форм рудного элемента — уранильная (U6+) и черневая (U4+) — рассматривается как проявление единой окислительно-восстановительной зоны гипергенеза. Приведены примеры урановых месторождений различных генетических типов с черневыми рудами. Минеральный состав урановых черней детализирован с применением локальных методов аналитической электронной микроскопии (АЭМ); выявлено новое минеральное семейство фосфатов четырехвалентного урана. Поскольку комплекс методов АЭМ является наиболее эффективным инструментом исследования рыхлого вещества, значительную часть книги занимает методический раздел с описанием практики кристаллохимического исследования дисперсных, плохо окристаллизованных (в том числе метамиктных) минералов урана. Рассмотрениена конкретных примерах метода микродифракционного изучения вещества полезно для исследователей разного профиля, применяющих электронную микроскопию.

Монография посвящена многообразным физическим явлениям и свойствам сжатого и разогретого вещества при высоких плотностях энергии. Рассмотрены способы генерации, диагностики, а также теоретические методы описания поведения вещества при экстремально высоких давлениях и температурах, получаемых в лабораторных и квазилабораторных условиях. Обсуждаются состояния вещества с высокими плотностями энергии, возникающие на разных этапах эволюции астрофизических объектов под действием гравитации и термоядерного энерговыделения. Сделана попытка систематизировать, обобщить и изложить с единой точки зрения обширный теоретический и экспериментальный материал, относящийся к новой области науки — физике высоких плотностей энергии. В основу книги положены лекции, прочитанные автором в Московском физико-техническом институте, в Высшей школе физики Минатома России, а также обзорные и приглашенные доклады на научных конференциях и симпозиумах. Книга может быть полезна широкому кругу ученых, аспирантов и студентов естественно-научных специальностей, открывает им доступ к оригинальным работам и позволяет ориентироваться в увлекательных проблемах современной физики.

В книге исследуются функциональные уравнения для классов булевых функций, функций многозначной логики, функций счетнозначной логики и функций автоматного типа. Основная решаемая проблема — определимость множеств функций системами функциональных уравнений над произвольными множествами функций. Для научных сотрудников, аспирантов и преподавателей высшей школы, специализирующихся в области дискретной математики.

В книге изложены методы расчета квазистационарного электромагнитного поля замкнутых и разомкнутых многосвязных немагнитных оболочек с неоднородной и анизотропной проводимостью. В основу расчета положены замена оболочки проводящей поверхностью и скалярное интегральное уравнение для функции вихревого тока. Значительное внимание уделено явным представлениям оператора интегрального уравнения, исследованию его свойств, оценкам интегральных параметров электромагнитного процесса и приближенным формулам. Рассмотрены установившийся и переходный режимы для неподвижных и движущихся оболочек. Приведены многочисленные примеры расчетов. Эффективность теории демонстрируется задачами о электродинамическом подвесе транспортных средств, о потерях на вихревые токи в оболочках-экранах криотурбогенератора и транспортного криомодуля. Для научных работников и инженеров, специализирующихся в области расчета электромагнитных полей

Монография представляет собой первое систематизированное изложение теории оптимального сглаживания в нелинейных дискретных системах со случайной скачкообразной структурой и в системах с детерминированной структурой, снабженное подробными доказательствами, комментариями и примерами. Материал изложен с позиции единого методологического подхода, основанного на фундаментальных концепциях теории марковских процессов и байесовского оценивания. Полученные рекуррентные алгоритмы оптимального и приближенно-оптимального сглаживания состоят из алгоритмов прогнозирования, фильтрации и интерполяции с использованием разработанного автором метода двухмоментной параметрической аппроксимации законов распределения случайных процессов. Книга адресована научным работникам, инженерам и учащимся вузов, специализирующимся в области информационно-управляющих систем.

В книге впервые с общенаучной точки зрения решается крупная прикладная проблема синтеза объективных законов управления нелинейными, многомерными и многосвязными объектами — летательными аппаратами (ЛА). Эти законы обеспечивают асимптотическую устойчивость в целом, параметрическую робастность и инвариантность к внешним возмущениям замкнутой системы «ЛА-автопилот». В книге рассмотрено применение новых принципов и нелинейных методов синергетической теории управления для решения разнообразных задач аналитического синтеза автопилотов, обеспечивающих требуемые характеристики и режимы движения ЛА. Предсказано решение задач аналитического синтеза систем взаимосвязанного управления пространственным движением ЛА и пространственной ориентацией космических ЛА. Значительная часть книги посвящена проблемам управления ЛА класса «самолет-амфибия». Книга адресована студентам, аспирантам и специалистам, интересующимся проблемами динамики полета и управления движением современных и перспективных ЛА.

И книге рассмотрены аналитические методы решения некоторых актуальных задач в различных областях современной теоретической и практической механики. Освещены вопросы качественного описания прохождения механических процессов в робототехнических, оптических, физических и иных системах и средах. При этом обсуждаются как хорошо известные схемы решения нелинейных задач механики, так и относительно новые методы, включая авторские разработки. Основное внимание уделено исследованию свойств движения разнообразных механических устройств, задачам синтеза их систем управления на модельном и алгоритмическом уровне. Каждая глава книги снабжена для удобства пользования отдельным справочным приложением, включающим наиболее важные, принципиально значимые вопросы теории, относящиеся к данной тематике. Для специалистов в области механики, теории управления, прикладной математики, физики, инженерно-технических работников, аспирантов и студентов.

В книге рассматривается математическая постановка начальных и начально-краевых задач электродинамики, условия существования и единственности их решений. Изложены основные этапы и основные численные методы решения задач электродинамики: метод конечных разностей, метод конечных элементов, метод конечного интегрирования, метод моментов, метод матрицы линий передачи. Рассмотрены методы аппроксимации уравнений и граничных условий, методы расчета электромагнитного поля в ближней и дальней зонах, алгоритмы вычисления параметров электродинамических систем и антенн. Приводятся примеры расчета. Книга предназначена инженерам, научным работникам и аспирантам, работающим в области вычислительной электродинамики, микроволновой электроники и техники.

В справочнике представлены новые обобщенные формулы для получения достоверных данных: по теплопроводности воды в интервалах температур 273-473 К и давлений Ps-1000 МПа; по динамической вязкости воды в интервалах температур 333-473 К и давлений Ps-500 МПа; по теплопроводности водных растворов солей в интервалах температур 293-473 К и давлений Ps-100 МПа; по динамической вязкости водных растворов солей в интервалах температур 333-473 К и давлений Ps-100 МПа. Приведены экспериментальные данные различных авторов по теплопроводности воды, выполненные при температурах до 473 К и давлениях выше 100 МПа. Представлены расчетные данные по теплопроводности водно-солевых систем вблизи линии насыщения и при высоких давлениях, температурах и концентрациях, а также расчетные значения динамической вязкости водных растворов солей при высоких параметрах состояния. Справочник может быть полезен научным работникам, теплотехникам, теплофизикам, химикам, инженерам, технологам и специалистам, которые имеют дело с водными растворами солей.

Благодаря успехам рентгеновской астрономии проблема тесных двойных звезд стала одной из центральных в астрофизике. В монографии изложены современные методы и результаты исследований тесных двойных звезд и сведения об их фундаментальных характеристиках — массах, радиусах и температурах. Это делает тесные двойные звезды мощным инструментом для исследования физики и эволюции звезд, а также для открытия и изучения принципиально новых объектов Вселенной — нейтронных звезд и черных дыр. Монография может быть полезна студентам и аспирантам, профессорам и преподавателям университетов, а также научным работникам, интересующимся проблемами физики звезд и релятивистской астрофизики.

Благодаря успехам рентгеновской астрономии проблема тесных двойных звезд стала одной из центральных в астрофизике. В монографии изложены современные методы и результаты исследований тесных двойных звезд и сведения об их фундаментальных характеристиках — массах, радиусах и температурах. Это делает тесные двойные звезды мощным инструментом для исследования физики и эволюции звезд, а также для открытия и изучения принципиально новых объектов Вселенной — нейтронных звезд и черных дыр. Монография может быть полезна студентам и аспирантам, профессорам и преподавателям университетов, а также научным работникам, интересующимся проблемами физики звезд и релятивистской астрофизики.