SCI Библиотека

Лабиринтные уплотнения в настоящее время являются наиболее распространённым типом герметизаторов в авиационных двигателях. В статье предложен подход для учёта величины их врезания в статорную деталь при определении расхода воздуха. Проведено сравнение результатов расчёта характеристик лабиринтных уплотнений с учётом врезания гребешков уплотнения в статорную деталь с использованием полуэмпирических и численной моделей. Выявлен характер изменения расхода воздуха через уплотнение при изменении геометрических параметров канавок в статорной детали в результате изнашивания срабатываемого покрытия при врезании гребешка лабиринтного уплотнения. Предложены наиболее эффективные полуэмпирические модели для расчёта характеристик таких уплотнений при различных картинах износа и величинах зазора, а также рекомендации по их модернизации для повышения точности расчётов.

Приведенные в работе [1] результаты экспериментов с круговыми цилиндрами достаточно большого относительного удлинения дополнены опытами с цилиндром меньшего удлинения. Подтверждено, что при сравнительно малых удлинениях обтекание с ламинарным отрывом затягивается до бо́льших значений чисел Рейнольдса, чем у цилиндра бесконечного удлинения. В области чисел Рейнольдса, соответствующих переходу от ламинарного отрыва к турбулентному, как и в [1], обнаружен гистерезис в величине коэффициента сопротивления при «прямом» и «обратном» ходе эксперимента по скорости.

Рассматривается численное моделирование тепловых процессов при 3 D -печати с использованием технологии селективного лазерного плавления на основе машинного обучения. Построена математическая модель нестационарного теплопереноса в стержне переменного сечения в виде дифференциального уравнения в частных производных относительно температуры стержня. Предложен алгоритм численного решения уравнения с использованием системы Matlab . Показано, что при определённых исходных данных распределение температуры носит квазистационарный характер. Для данного случая получено простое аналитическое выражение для температурного поля. С использованием библиотеки TensorFlow построена и обучена нейросеть. Данные для обучения нейросети получены при помощи аналитического решения тепловой задачи. Результаты расчётов с использованием нейросети соответствуют результатам решения исходной математической модели. Отмечается, что трёхмерное моделирование процесса печати для реальных изделий требует значительных компьютерных ресурсов. Показано, что модели на основе машинного обучения могут быть использованы для аппроксимации температурного поля при 3 D -печати по технологии селективного лазерного плавления подобных по форме деталей.

Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования особенностей течения двухфазного сверхзвукового потока при воздействии сносящего потока. С помощью экспериментальной установки, созданной на базе стенда для газодинамического напыления покрытий, определено влияние скоростного напора сносящего потока на поперечное распределение частиц дисперсной фазы в сверхзвуковом потоке. Определены значения эмпирических коэффициентов в уравнениях преобразования дискретных траекторий частиц в локально-непрерывное поле расходонапряженности дисперсной фазы. Проведен анализ влияния скоростного напора сносящего потока на среднеквадратичное отклонение локализации частиц вдоль траектории в сверхзвуковом потоке на основе сравнения расчетных и экспериментальных данных.

Основу результатов, представленных в настоящей работе, составляет использование системных архетипов, которые являются унифицированными концептуальными моделями организационных проблем, возникающих при управлении сложными системами. Использование таких архетипов позволяет получить сопоставимые описания проблемных ситуаций при различном видении заинтересованными сторонами (акторами) факторов, препятствующих интеграции локальных систем. Модельную основу исследований составило сочетание системных архетипов и модели «Дом качества», а также коэффициенты корреляции: ранговые, парциальные и множественные. Представлен пример многоаспектного моделирования, в котором полученные коэффициенты корреляции являются индикаторами степени схожести точек зрения акторов на факторы проблемной ситуации. Множественные коэффициенты корреляции рассматриваются как характеристики степени согласованности мнений отдельного актора с мнениями других акторов. Парциальные коэффициенты корреляции рассматриваются как степень согласованности мнений между парами акторов. Предлагаемый аппарат формирования количественных оценок степени совпадений видений проблемных ситуаций неоднородными акторами позволяет оценить эффективность мероприятий, направленных на формирование коммуникационной основы для выработки акторами консолидированного мнения относительно значимости различных факторов проблемной ситуации.

Рассматривается извлечение информации из текстов на основе онтологии предметной области и нейросетевых методов анализа текста с привлечением больших языковых моделей. Обсуждается роль эксперта при разработке и сопровождении систем на примере задачи извлечения информации из аналитических статей и при построении онтологий по компьютерной лингвистике, описывающих основные понятия, интересующие пользователя/заказчика системы. Создание онтологии сопровождается созданием словаря - терминологического ядра онтологии с дальнейшей разработкой методов извлечения новых терминов данной предметной области. Данная задача рассматривается как задача извлечения именованных сущностей, для решения которой стандартом является обучение нейросетевой модели на представительном наборе данных. Этот подход сравнивается с подходом на основе больших языковых моделей, для реализации которого разработаны лексико-синтаксические шаблоны, шаблоны инструкций для проверки гипотез относительно новых терминов-словосочетаний, инструкции для верификации результатов. Разработанные инструкции для решения задачи извлечения отношений включают вопросы оценки компетенций на естественном языке, генерируемые автоматически для каждого отношения онтологии. Новизна предлагаемого подхода заключается в интеграции онтологических, лингвистических и нейросетевых подходов для извлечения информации из текстов. Показана возможность решать задачи анализа текста и извлечения информации путём выстраивания цепочки больших языковых моделей, инструкции для которых динамически формируются на основе результатов предыдущих этапов анализа. В эксперименте достигнуты следующие оценки F1-меры: для извлечения и классификации терминов F1=0.8, для извлечения отношений F1=0.87.

В индустриальных системах Интернета вещей объяснение аномалий может помочь выявить узкие места и способствовать оптимизации процессов. В статье предлагается подход к обнаружению аномалий при помощи автокодировщика и их объяснению на основе метода аддитивных объяснений Шепли. Результатом объяснения аномалий является предоставление набора признаков данных в индустриальных системах Интернета вещей, более всего повлиявших на обнаружение аномальных случаев. Новизна предложенного подхода заключается в способности определять вклад отдельных признаков для выбранных образцов данных и вычислять средний вклад для всей выборки в виде рейтинга признаков. Оценка предлагаемого подхода проводится на наборах данных индустриального Интернета вещей с различным количеством признаков и объёмом данных. Итоговая F -мера обнаружения аномалий достигает 88-93%, что превосходит рассмотренные в статье аналоги. Показано, как объяснимый искусственный интеллект может помочь раскрыть причины аномалий в отдельных образцах и в выборке данных. В качестве теоретической значимости предложенного подхода можно выделить то, что анализ аномалий помогает разобраться в работе интеллектуальных моделей обнаружения, позволяя выявлять факторы, влияющие на их выводы, и открывая ранее незамеченные закономерности. На практике предложенный метод может улучшить понимание текущих процессов для операторов систем безопасности, способствуя выявлению угроз и обнаружению ошибок в данных.

Представлены предварительные результаты сравнительной оценки двух современных подходов в обучении бакалавров на основе традиционных видов занятий и обучения с использованием иммерсивных технологий по критерию эффективности усвоения знаний обучающимися по направлению 24.03.05 Двигатели летательных аппаратов. В качестве иммерсивной образовательной среды использована платформа «Виртуальный павильон для изучения конструкции авиационных двигателей», представляющая собой совокупность взаимосвязанных учебных пространств: виртуального ангара, учебной лаборатории, моторного класса, мастерской-тренажёра. Платформа оснащена: инструментарием для взаимодействия с объектами при выполнении практических заданий; интегрированными в среду информационно-техническими базами данных по изучаемым двигателям и их интерактивными макетами в виде цифровых копий двигателей, представленных в Центре истории авиационных двигателей Самарского университета. На основе методов тестирования сделана попытка оценки качества освоения обучающимися учебного материала по дисциплине «Введение в специальность». По результатам проведённого анализа можно заключить, что применение иммерсивных технологий в изучении сложных технических объектов позволит сократить применение традиционных средств изучения конструкций двигателей на основе чертежей, схем, разрезных макетов и натурных образцов в пользу виртуальных тренажёров, лабораторий, библиотек и др., включая дистанционное обучение.

В учебных дисциплинах обучаемому необходимо усвоить много новых понятий, для чего требуется большой объём тренировки с обратной связью. Интеллектуальный тренажёр может позволить обучаемому научиться решать простые задачи и получать объяснения ошибок, а преподаватель на занятии может уделить время решению более сложных задач. В данной работе предлагается метод разработки интеллектуальных тренажёров на основе онтологии предметной области в виде веб-приложений, доступных для аудиторной и внеаудиторной работы. Использование формата RDF для представления задачи и модели предметной области позволяет осуществить логический вывод с помощью машины вывода Apache Jena Reasoner . Приведён пример разработки интеллектуального тренажёра для изучения порядка вычисления выражений с поддержкой языков программирования C++, C# и Python , способного объяснять ошибки, генерировать объясняющие подсказки и вести обучающий диалог с помощью наводящих вопросов. Тренажёр опробован при обучении бакалавров и магистров факультета электроники и вычислительной техники Волгоградского государственного технического университета. Большинство студентов отметили разработанный тренажёр как более полезный, чем обучающий тест. Тренажёр может применяться при самостоятельном изучении темы и при проведении занятий в рамках учебного процесса.

Разработана эффективная методика аэродинамического проектирования вертолетных профилей на основе параметризации контура профиля универсальным методом PGT (Parent function/Generating functions Transformation). На первом шаге выполняется редукция пространства переменных проектирования (ППП) с использованием решателей низкого уровня. На втором шаге поиск оптимума продолжается в редуцированном ППП с привлечением решателя высокого уровня. Обосновано минимальное количество переменных проектирования необходимое для успешного решения оптимизационной задачи. Проведено сравнение с предыдущим уровнем целевых аэродинамических критериев профилей.