Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Книга посвящена механике разрушения широкого класса конструкционных и природных материалов, включая металлы, композиты, горные породы, стекла, полимеры и керамические материалы. Книга состоит из трех частей. В первой части излагаются основные методы и подходы механики хрупкого разрушения, причем основное внимание уделяется металлам, стеклам и керамическим материалам. В частности, изложены следующие вопросы: теория Гриффитса — Ирвина, концепция квазихрупкого разрушения, химическая и электрохимическая коррозия, масштабный эффект, теория роста усталостных трещин, развитие полостей и трещин в вязких и упруго-пластических телах, влияние влаги и водорода на развитие трещин в металлах и стеклах, теория действия взрыва и др. Вторая часть посвящена, в основном, механике разрушения композиционных материалов и сингулярноармированных элементов конструкций. Рассмотрены закономерности развития и торможения трещин, оптимальное проектирование композиционных материалов, асимптотическая теория армирования, трещины расслаивания в тонкостенных конструкциях и др. Третья часть посвящена механике разрушения горных пород и трещиноватых материалов. В частности, рассмотрены следующие вопросы: диаграмма разрушения горной породы, развитие сдвиговых разломов в земной коре, устойчивость глубоких выработок и скважин, резание горных пород, гидроэрозия плотин, теория грифонов, разрушение электронными и фотонными пучками и др. Для научных работников, инженеров, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся проблемами разрушения и прочности материалов и конструкций.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Книга содержит 73 кратких биографии выдающихся ученых. Первая часть посвящена биографиям нобелевских лауреатов, вторая — известным ученым. В краткие биографии ученых вошли интересные случаи из их жизни, высказывания самих ученых и их коллег. Книга может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

В книге подробно, с использованием математического аппарата рассматриваются проблемы естественного отбора, дарвиновской эволюции, популяционной генетики, происхождения жизни, процесса старения. На основе собственного оригинального подхода критически анализируются основы неодарвинизма, а также некоторые выводы классиков популяционной генетики, таких как Р. Фишер, Дж. Холдейн и М. Кимура. Ряд результатов получен автором впервые. Публикация книги вызвала в западной научной прессе неоднозначную реакцию. Представляет интерес для биологов, генетиков и всех, кто интересуется проблемами эволюции и происхождения жизни.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

В книге представлен уникальный материал, посвященный изучению мобильных роботов и встраиваемых систем, от базового до более продвинутого уровня. Книга состоит из трех частей: 1. встраиваемые системы (проектирование оборудования и программное обеспечение систем автоматизированного проектирования, исполнительные механизмы, сенсоры, ПИД-управление, многозадачность); 2. проектирование мобильных роботов (колесные, гусеничные, балансирующие, шагающие и летающие роботы); 3. применение мобильных роботов (обработка изображений, киберфутбол, генетические алгоритмы, нейронные сети, поведенческие системы и моделирование). Для удобства пользования книга снабжена многочисленными рисунками и фотографиями, программами с примерами решений, а также вынесенными на поля комментариями. Операционная система RoBIOS, примеры программ, онлайновая документация и моделирующая программа находятся в свободном доступе в Интернете и могут быть скачаны с указанного в книге сайта. Книга написана в виде учебного пособия по теории вычислительных систем, вычислительной технике, информационным технологиям, электронной технике и мехатронике и может быть полезна научным работникам и лицам, интересующимся робототехникой.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Книга принадлежит перу знаменитого немецкого математика греческого происхождения Константина Каратеодори и давно стала классической. В отличие от книг Биркгофа, Уиттекера, Пуанкаре, она так и не была переведена на русский язык, хотя и до сих пор имеет большое значение для понимания важных вопросов теории динамических систем, вариационного исчисления, контактной геометрии и т.д. Многие из результатов принадлежат самому Каратеодори. Книга написана достаточно доступно, имеются подробные доказательства и примеры, рассматриваются существовавшие прежде идеи в новом ракурсе. Уже в течение более полувека она является неисчерпаемым источником ссылок и выдержала ряд переизданий на западе (как на английском, так и немецком языках). В настоящее время направление, созданное Каратеодори, интенсивно развивается, в нем получены многие новые замечательные результаты, тем не менее, книга сохранила свою привлекательность благодаря своей полноте, ясности и богатству идей. Монография поделена на две части. В первой части автор представляет в упрощенном виде теорию дифференциальных уравнений первого порядка в частных производных. Вторая часть посвящено собственно вариационному исчислению и ее можно читать отдельно от первой части. Книга будет полезна для студентов аспирантов и специалистов в области математики и физики, а также историков науки.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

В книге представлены результаты исследований екатеринбургских и австралийского ученых в области математического и компьютерного моделирования ряда биомедицинских процессов. Книга может заинтересовать как математиков, так и специалистов в области эпидемиологии и иммунологии.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

В книге дается дидактически проработанное изложение основ теории вероятностей и математической статистики в органическом единстве с приложениями. Материал представлен в виде 14 лекций, к каждой из которых разработана система упражнений-задач, согласованных с содержанием лекции. Изложение подробное и частично проблемное. Цель — стимуляция мышления и действий учащегося для достижения осмысленного понимания. Органически взаимодействуют теория и практика. Основные понятия и теоретические обобщения подготавливаются и мотивируются примерами. Лекции структурированы на небольшие разделы, имеющие учебную цель, достижение которой учащийся может проверить с помощью контрольных заданий. Своеобразным итогом курса служит лабораторная работа, посвященная решению первых основных задач математической статистики средствами компьютерной программы Mathcad. Порядок ее выполнения и смысл действий детально разъясняются. Книга ориентирована на студентов технических специальностей вузов, для которых на курс математики отводится 300-350 учебных часов. Но ее содержание, в основной части, доступно широкому кругу пользователей — от школьников и учителей до специалистов. Неформальность языка и подробность подачи материала позволяет понять его любому читателю, способному логично мыслить. Методика изложения может быть интересна преподавателям вузов и студентам педуниверситетов.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Книга предлагает естественнонаучный подход к решению некоторых задач экономики. В первой части особое внимание уделено описанию стохастической динамики фондового рынка и индивидуальных доходов и расходов. Кратко излагаются также классические стохастические модели математической экономики. Вторая часть посвящена динамическим моделям экономических явлений. Среди них демографическая динамика, различные модели конкуренции. Рассмотрены наиболее интересные динамические модели экономики современной России и, в частности, модель банковской системы России. Книга охватывает достаточно большую область экономических проблем и представляет большой интерес для широкого круга исследователей и работников экономико-финансовой сферы, а также для студентов старших курсов и аспирантов, изучающих математическую экономику.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Монография посвящена теории электронной структуры и спектроскопии переходов неметаллов в широкой области энергии фундаментального поглощения. Обобщены данные многочисленных методов определений спектров полных комплексов оптических фундаментальных функций в широкой области энергии по экспериментальным спектрам только одной или двух из них. Особенно детально рассмотрены два случая: 1. применение соотношений Крамерса-Кронига при наличии экспериментального спектра отражения в широкой области энергии, 2. применение аналитических формул связи между оптическими функциями при наличии экспериментальных эллипсометрических данных в ограниченной области энергии. Предложены апробированные методы расчетов комплексов оптических функций, т.е. методы решения первой фундаментальной задачи спектроскопии. Вторая часть посвящена многочисленным методам воспроизведения интегральной спектральной кривой наборами полос с большим количеством подгоночных параметров, примененных для многих конкретных материалов и используемых до сих пор. Рассмотрен беспараметрический метод разложения спектров диэлектрической проницаемости и объемных характеристических потерь энергий электронов на элементарные полосы и определение основных параметров полос на основе метода объединенных диаграмм Арганда, который успешно многократно апробирован. Монография предназначена для научных работников и инженеров, работающих в области физики конденсированных сред и материаловедения, а также преподавателей, аспирантов, студентов университетов.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Рассматриваются вопросы, связанные с применением технологии математического моделирования при решении задач, возникающих в технике. Приводятся методы построения моделей, основанные на применении математики при анализе физических законов, при анализе результатов экспериментальных исследований и т.п. Рассмотрены вопросы, связанные с представлением задач математического моделирования как задач вычислительной математики и анализом решения этих задач. Излагаемый материал иллюстрируется примерами, взятыми из практики, в частности примерами из теории тепловых двигателей. Книга рассчитана на специалистов, профессиональная деятельность которых связана с решением технических задач с использованием вычислительной техники. Она может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам высших учебных заведений.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Монография посвящена систематическому изложению основ нелинейной волновой механики — новой области механики, являющейся научной базой волновых технологий, находящих в последнее время все большее распространение на практике. Излагается ряд открытых авторами и под их руководством новых волновых и колебательных явлений и эффектов. Эти эффекты положены в основу высокоэффективных наукоемких волновых технологий, имеющих приложения во многих отраслях промышленности, как например: в нефтегазодобыче для повышения нефтегазоконденсатоотдачи пластов, в энергетике, в машиностроении, в перерабатывающих отраслях — в нефтепереработке и нефтехимии, в пищевой промышленности, в экологии, в материаловедении, в том числе в получении строительных материалов и нанокомпозитов, в косметической промышленности, в фармацевтике и др. В книге приведены описания ряда макетов и опытных образцов машин и аппаратов, реализующих типовые процессы волновой технологии. Монография рассчитана на научных работников, инженеров, руководителей — практиков различных отраслей промышленности, обеспечивающих инновационное развитие.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Сэр Джеймс Джинс, знаменитый английский физик, проводит физический анализ музыкальных звуков. Его книга представляет собой лучшее изложение данного предмета и будет интересно как любителю, так и человеку, серьезно изучающему музыку. Изложение начинается с объяснения того, как человек приобрел способность слышать. Показано, что каждый звук можно изобразить некоторой кривой. Далее обсуждаются общие свойства звуковых кривых. Например, почему некоторые звуки, достигая наших ушей, создают приятное ощущение, а другие вызывают боль? Как сохранить высокое качество звуковой кривой при передаче ее из одной ступени электронного оборудования в другую? В какой степени можно предотвратить загрязнение этой кривой, приводящее к ухудшению звучания? Ответ на эти и другие подобные вопросы передачи и воспроизведения звуковых кривых дается при обсуждении звучания чистых тонов, создаваемых камертоном. Далее рассматриваются различные методы генерации звука и качество создаваемого звука в их связи с колебаниями струн и воздушного столба. Рассмотрены также вопросы гармонии и диссонанса. В последних главах, посвященных концертным залам и механизму слуха, основное внимание уделяется распространению звука от источника к барабанной перепонке и от нее к мозгу. Приводятся также элементы общей теории акустики и анализа звуковых сигналов. Как пишет «Манчестер Гардиан», «»Наука и музыка» представляет редкую книгу, поскольку не часто автор сочетает выдающиеся научные способности с глубокими познаниями в области музыки и талантом простого изложения. Она, вероятно, станет малой классикой».

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

В настоящих лекциях в электронном виде рассмотрены и представлены основные модели проектных расчетов транспорта углеводородного сырья наземными и подводными газо- и нефтепроводами. Все модели базируются на общих законах механики сплошных сред, а также на фундаментальных физических свойствах реальных газов и жидких углеводородов, т.е. на тех физических свойствах, которые представлены и описаны в отечественных и зарубежных стандартах. Кроме того, в лекциях также предложены и усовершенствованные методики расчета транспорта нефти и газа по магистральным трубопроводам, включая нестационарные процессы тепломассопереноса в трубах, в которых уточняются расчетные модели ряда физических явлений, присущих реальному газу, и которые присущи физическим свойствам газов и нефти. Все лекции и привнесенные в них расчеты выполнены в открытых кодах компьютерной среды Mathematica, что позволяет выполнять моделирование и уточнение проектных расчетов трубопроводов напрямую, т.е. без переноса «ручных», как правило, аналитических, вычислений в компьютер, например, при моделировании процессов транспорта углеводородов по трубопроводам в компьютерном классе. Все это говорит о том, что разработанные в лекциях проектные методы расчета позволяют выполнять все символьные и численные расчеты непосредственно в университетском классе, будь то лекция или практическое занятие. К изданию прилагается CD с электронным учебником, подготовленным в среде Mathematica, а также текстом книги в формате PDF.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Направленность учебника: вводный курс по применению методов символьной алгебры и компьютерных символьных вычислений в механике сплошных сред. Основное назначение: базовый компьютерный учебник по континуальной механике предназначен для студентов университетов и студентов технических специальностей ВУЗов, в которых механика сплошных сред является базовой дисциплиной специальных курсов. Практическая особенность: более 350 задач, решенных методами символьной алгебры, по различным разделам механики сплошных сред. Компьютерные коды: более 1000 компьютерных кодов для решения задач в среде Mathematica. К изданию прилагается CD с электронным учебником, подготовленным в среде Mathematica, а также текстом книги в формате PDF.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Монография представляет собой фундаментальное издание, посвященное исследованию основных характеристик амплитудных волоконно-оптических измерительных систем с использованием преобразователей-зондов на основе открытого и закрытого оптических каналов и применением упругих и жестких чувствительных элементов. Монография включает в себя также целый ряд решаемых с помощью описанных измерительных систем задач прикладной механики и гидромеханики для различных объектов современного машиностроения, а также ряд задач по реализации высоких технологий. Книга предназначена для студентов, аспирантов и специалистов в области метрологии и различных направлений прикладной механики.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Нелинейные дифференциальные уравнения встречаются не только в математике, но и во многих областях физики, химии и биологии. Предлагаемая монография знакомит читателя с методами решения этих уравнений в явном виде. Первостепенная цель — научить читателя оценивать свои шансы на успех, не имея никаких априорных представлений о решении. Для этого используется так называемый тест Пенлеве — мощный алгоритм, подробно рассматриваемый в книге. Если нелинейное дифференциальное уравнение проходит тест Пенлеве, то оно считается интегрируемым. Если же уравнение не проходит тест Пенлеве, то система является неинтегрируемой или даже хаотической. В этом случае, однако, по-прежнему можно найти ее решения. Описанные методы иллюстрируются, главным образом, примерами из физики. К ним относятся: нелинейное уравнение Шредингера, уравнение Кортевега-де Фриза, гамильтонианы Эно-Эйлеса. Все они являются интегрируемыми. К неинтегрируемым же примерам относятся: комплексное уравнение Гинзбурга-Ландау, уравнение Курамото-Сивашинского, реакционно-диффузионная модель Колмогорова-Петровского-Пискунова (КПП), модель атмосферной циркуляции Лоренца и космологическая модель IX по Бьянки.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Два тома трудов содержат оригинальные научные публикации в ведущих отечественных журналах. Статьи дают единое изложение современного состояния соответствующих 20 разделов науки о Земле и намечают дальнейшие научные исследования. Предлагаются нетривиальные дополнения к механике сплошных сред. Во втором томе изучается природная трещиноватость земной коры в целом, основанная на испытаниях горных пород на разрушение при высоких давлениях и температурах. Теория подтверждена всем комплексом глубинного сейсмического прозвучивания и электроразведки и соответствует представлениям В.И. Вернадского о роли воды в геологии. Дано единое объяснение реологической слоистости коры, волноводов как пористых включений, и листрических разломов. Приведен критический разбор явлений при землетрясений, причем изменения скоростей сейсмических волн увязаны с дилатансионными трещинами предразрушения. Обсуждается существование тектонических волн и эффекты ползучести горных массивов. Большой раздел относится к нелинейным эффектам сейсмических волн. Реальное затухание объяснено сухим трением, рассмотрены внутренние резонансы фрагментированной породы, существование доминантных частот и изменения спектров. В разделе, относящемся к турбулентности, дана мезомасштабная теория, учитывающая инерцию вращения вихря. Теория привела к успешным расчетам циркуляций вод океана и зарождения реального торнадо. Для физиков, механиков и математиков, пожелавших внести свой вклад геологию, геофизику недр Земли, динамику атмосферы и океана, а также для инженеров и студентов Университетов по направлениям горного дела, математической физики, сейсмологии, механики и метеорологии.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Два тома трудов содержат оригинальные научные публикации в ведущих отечественных журналах. Статьи дают единое изложение современного состояния соответствующих 20 разделов науки о Земле и намечают дальнейшие научные исследования. Предлагаются нетривиальные дополнения к механике сплошных сред. Первый том относится к современной геомеханике и добыче нефти и газа. Подробно излагается математическая упругопластическая модель автора, использующая концепцию дилатансии (изменения пористости при сдвиге). Приведены ее приложения в расчетах подземного взрыва, разрушенияне фтегазовых пластов и выноса песка. Показана специфика волн разрушения, ударных адиабат в смесях, сейсмических волн в насыщенных горных массивах, утечек флюида из трещины гидроразрыве, расчета фазовых переходов при добыче газоконденсата. Подробно обсуждаются эффекты вибраций и ультразвука при отборах живой нефти. Конвективнаядисперсия рассмотрена в связи с экологическими проблемами при миграции радиоактивной примеси в пористых средах. Накопление углеводородов увязано с механическими нарушениями горных массивов. Для физиков, механиков и математиков, желающих внести свой вклад нефтегазовую промышленность, геофизику недр Земли, строительство и экологию, а также для инженеров и студентов Университетов по направлениям горного дела, добычи нефти и газа, химической технологии, механики и геофизики.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Цель настоящих лекций заключается в том, чтобы продемонстрировать, как метод диаграмм Фейнмана применяется к решению конкретных задач современной теории конденсированного состояния. Выбор этих задач, в основном относящихся к теории электронных свойств металлов, обусловлен, прежде всего, их важностью — некоторые из них еще не решены «до конца». Поэтому, дальнейшее развитие излагаемых здесь подходов может стать предметом самостоятельного исследования. В большинстве случае приводятся все детали вычислений и различных методических приемов, что делает книгу полезной как для грамотных специалистов, так и для начинающих теоретиков.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Эта монография является долгожданным дополнением к уже существующим многочисленным статьям и книгам по электромагнетизму; в ней рассматривается такое явление как космический электромагнетизм — точнее сказать, крупномасштабные магнитные поля, которые переносятся в потоке ионизированных газов звезд и галактик в космическом пространстве. Автор дает свой взгляд на проблемы, описанные в стандартных статьях, и указывает на некоторые часто встречающиеся заблуждения о характере динамики этих крупномасштабных полей. Ю. Паркер вовлекает читателей в ряд диалогов, которые, порой, даже забавны, но на самом деле ведут в самую суть проблемы. Та динамика, о которой он говорит, — это давление магнитного поля, направленное против давления и инерции массивного движения ионизированных газов. Ю. Паркер показывает, что эту динамику удобно описывать не в терминах электрического тока, а в терминах магнитного поля. Диалоги об электрических и магнитных полях в космосе возвращают нас к истокам науки и объясняют, почему обращение к классической и магнитной гидродинамике необходимо даже для изучения самых далеких глубин космоса.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Математическая теория рассеяния — одна из центральных областей математической физики и математического анализа, активно развивавшаяся во второй половине 20 века. Наиболее заметный вклад в ее развитие был внесен М.Ш. Бирманом, Т. Като (США) и Л.Д. Фадеевым. Предлагаемое издание включает в себя все основные работы М.Ш. Бирмана на эту тему, написанные им как индивидуально, так и в соавторстве. Работы по теории рассеяния тесно связаны с другим важным объектом спектральной теории возмущений — функцией спектрального сдвига. Поэтому в предлагаемое издание включены также работы М.Ш. Бирмана с соавторами, посвященные функции спектрального сдвига. Статьи, которые предполагается включить в сборник, сохранили научную актуальность. Публикация их в одном издании может облегчить вхождение научной молодежи в эту важную и непростую область математической физики.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Книга одного из ведущих физиков-теоретиков первой половины 20-го столетия и известного популяризатора науки Георгия (Джорджа) Гамова рассказывает о работах трех гигантов научной мысли: Галилео Галилея с его систематическими опытами по свободному падению тел; Исаака Ньютона, который ввел понятие тяготения как некоторой универсальной силы и математически сформулировал закон всемирного тяготения; а также Альберта Эйнштейна, рассматривавшего тяготение как некую кривизну в четырехмерном континууме пространство-время. Последняя глава посвящена идеям, вошедшим в научный обиход после Эйнштейна, и в частности, возможной связи гравитационных сил с другими физическими явлениями (например, с электромагнитными полями). Издание удачно проиллюстрировано самим автором — иногда забавными, а иногда весьма «научными» рисунками.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Книга представляет собой развёрнутое, и вместе с тем очень интересное, изложение основных принципов и методов теоретической механики, сформировавшихся в эпоху Джеллетт и давших мощнейших толчок ее дальнейшему развитию. Это издание давно стало библиографической редкостью. В монографии Джеллетт рассмотрены все виды сил, четко сформулированы законы, которым подчиняется сила трения. Впервые внимание читателей обращается на различие между трением покоя и трением движения. Обсуждается проблема равновесия, приводятся примеры решения задач на равновесие системы материальных точек и системы твердых тел. Рассматриваются экстремальные положения равновесия, при которых малейшее изменение силы трения, приложенной к одной или более точкам системы, нарушает ее равновесие. Описывается движение материальной точки и системы материальных точек; исследуется движение твердого тела, и особое внимание уделяется случаю, в котором движение представляет собой чистое вращение вокруг неподвижной или изменчивой оси. Также автор проводит различие между обязательным и возможным равновесием, характерное для рассматриваемого вопроса; анализирует принципы, с помощью которых можно избежать неопределенности, так часто встречающейся в задачах, одной из действующих сил в которых является сила трения. Демонстрирует несколько разных задач, три из которых анализирует довольно подробно, это: задача о волчке, задача о фрикционных колесах и задача о локомотивах. Дополнительно прилагается подборка упражнений. Книга, несомненно, будет полезна для широкого круга математиков, механиков, физиков, историков науки.

Жанр: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований

Анализируются физические свойства и электронные модели нового класса высокотемпературных сверхпроводников в слоистых соединениях на основе железа. Несмотря на различный химический состав и различие в кристаллической структуре, они имеют похожие физические свойства, обусловленные электронными носителями в FeAs-слоях и их взаимодействием с флуктуациями магнитного порядка. Исключительный интерес к ним объясняется перспективами практического применения. В монографии дается полная картина формирования их физических свойств на основе теоретических моделей и электронной структуры. Книга рассчитана на широкий круг читателей: физиков, изучающих электронные свойства FeAs-соединений, химиков, синтезирующих эти соединения, и специалистов, занимающихся расчетами электронной структуры твердых тел. Она будет полезна не только исследователям, работающим в области сверхпроводимости и магнетизма, но также студентам, аспирантам и всем тем, кто хочет ознакомиться с этой актуальной областью физического материаловедения.