SCI Библиотека

В работе рассматривается численная реализация метода обращения полного волнового поля на основе асимптотического решения уравнения Гельмгольца. Классическая постановка задачи заключается в поиске минимума штрафной функции, характеризующей среднеквадратичное уклонение модельных данных от зарегистрированных при проведении полевых работ. Для минимизации целевого функционала обычно применяются методы локальной оптимизации, такие как метод сопряженных градиентов. Именно вычисление градиента штрафной функции и является самой ресурсоемкой частью задачи. Асимптотический подход к решению обратной динамической задачи сейсмики заключается в замене дорогостоящей конечно-разностной процедуры расчета функции Грина краевой задачи частотно-зависимым лучевым трассированием. Функции Грина рассчитываются на основании данных о времени пробега вдоль лучей, об амплитуде и о геометрическом расхождении. Серия численных экспериментов для широкоизвестной модели Marmousi демонстрирует эффективность применения такого подхода к реконструкции макроскоростного строения сложноустроенных сред для низких временных частот. При сопоставимом качестве решения обратной задачи применительно к стандартному конечно-разностному подходу скорость расчетов асимптотического метода на порядок выше.

В статье предлагаются научно-методологические основы развития системы контроля пресных вод Арктической зоны РФ, конечной целью которых является возможность получения объективной информации об их экологическом состоянии и качестве воды. Систему контроля за постоянным антропогенным воздействием на пресные воды предлагается организовать на реперных водных объектах, выбранных по ландшафтно-гидрологическому принципу. Состав определяемых на них показателей включает интегральные параметры, характеризующие развитие негативных экологических внутриводоемных процессов в пресных водах.

Гранулярные высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) характеризуются сосуществованием и взаимодействием двух сверхпроводящих подсистем: ВТСП-гранулами и межгранульными границами (джозефсоновской средой). В зависимости от термомагнитной предыстории, магнитный поток может захватываться как обеими подсистемами вместе, так и по раздельности, либо только в слабой подсистеме межгранульных границ. В работе экспериментально определены условия реализации всех указанных случаев для иттриевой ВТСП-системы, и основное внимание уделено случаю, когда магнитный поток захвачен только джозефсоновской средой, а в ВТСП-гранулах реализуется мейсснеровское состояние. Обнаружена ранее не выявленная закономерность в температурной эволюции остаточной намагниченности Mr(T) в случае захвата потока только подсистемой межгранульных границ. А именно, температурная зависимость нормированной остаточной намагниченности mr(T)=Mr(T)/Mr(T=0) идентична для разных значений максимального приложенного поля, несмотря на существенное различие в величинах Mr(T=0). При этом в широком диапазоне температур от 4.2 до ~ 80 K (температура перехода подсистемы межгранульных границ TCGB~ 90 K) функциональная зависимость mr(T) следует степенному закону propto (1 - T/TCGB)0.5.

В статье представлена оценка распределения типов русел рек в однородных ландшафтных районах Арктической зоны Российской Федерации, расположенных в различных мерзлотных условиях. Впервые составлена схема распределения типов речных русел для средних рек районов Арктической зоны Российской Федерации, основанная на типизации, разработанной для условий многолетней мерзлоты. Анализ показал, что для тундровых ландшафтов характерно большее распространение неограниченных аллювиальных рек, по сравнению с таежными ландшафтами. Также отмечается низкая доля орографических меженных русел в условиях сплошной мерзлоты. Орографические паводочные русла не характерны для ландшафтов восточноевропейских групп и встречаются в сибирских группах ландшафтов, что объясняется совокупностью влияния ограничивающих условий и типов мерзлоты. Отмечается рост ограниченных аллювиальных русел от арктундровых ландшафтов к ландшафтам таежных групп. В результате оценки показано, что на типы речных русел оказывает влияние мерзлота, определяя характер руслоформирования в регионе

Рассматриваются программы, выполняемые на видеокартах общего назначения и представленные в виде “ядер”, не содержащих циклов с неопределенной продолжительностью. Такие ядра могут быть реализованы, например, с помощью технологий CUDA или OpenCL. Для оценки времени работы подобных программ предложены модели их работы: от совсем “наивной” до более реалистичных. Все они формулируются как матричные выражения в max-plus-алгебре.

Ранее в наших работах было предложено в задачах веерной томографии применять методы перевода пучка веерных лучей в набор параллельных лучей. Это достигалось специальной деформацией искомой томограммы на этапе обратного проецирования измеренных и отфильтрованных проекций, с последующей операцией обратной деформации. Деформация томограммы для каждого направления наблюдения будет своя, но взаимно-однозначный характер этих деформаций позволяет вернуться к исходной системе координат. В данной работе этот метод обобщен на семейство плоских криволинейных траекторий, позволяющих взаимно-однозначные переходы к параллельным лучам. Для каждой обратной проекции изображение оказывается промодулировано известной функцией, следующей из уравнения дифференциала пути заданной траектории. Результаты обобщения широко распространенного в методах двумерной томографии алгоритма FBP демонстрируются на примерах параболической, синусоидальной и веерной траекторий лучей.

Уровни воды, выходящие за пределы критических значений, представляют опасность для хозяйственных объектов, расположенных на прилегающей территории. Цель работы — на основе материалов Водного кадастра получить наиболее общие характеристики неблагоприятных уровней воды относительно критических значений, установленных решением УГМС, по наблюдениям на стационарных постах Обской и Тазовской губ. К этим постам относятся Новый Порт, м. Каменный, Тадибеяха, Сеяха, Тамбей, 60 лет ВЛКСМ, Антипаюта. Источники исходных данных — гидрологические ежегодники по бассейну Карского моря за период 1953–2019 гг. Сформированы однородные в высотном отношении ряды уровней, значения которых выше или ниже критических отметок. Впервые получены статистические характеристики экстремальных уровней, выходящих за рамки критических значений. Результаты могут быть использованы при оценке рисков в зависимости от высотного местоположения проектируемого сооружения. Они позволяют учесть возможное неблагоприятное воздействие экстремальных уровней на эти сооружения.

Поиск типичных подпоследовательностей временного ряда является одной из актуальных задач интеллектуального анализа временных рядов. Данная задача предполагает нахождение набора подпоследовательностей временного ряда, которые адекватно отражают течение процесса или явления, задаваемого этим рядом. Поиск типичных подпоследовательностей дает возможность резюмировать и визуализировать большие временные ряды в широком спектре приложений: мониторинг технического состояния сложных машин и механизмов, интеллектуальное управление системами жизнеобеспечения, мониторинг показателей функциональной диагностики организма человека и др. Предложенная недавно концепция сниппета формализует типичную подпоследовательность временного ряда следующим образом. Сниппет представляет собой подпоследовательность, на которую похожи многие другие подпоследовательности данного ряда в смысле специализированной меры схожести, основанной на евклидовом расстоянии. Поиск типичных подпоследовательностей с помощью сниппетов показывает адекватные результаты для временных рядов из широкого спектра предметных областей, однако соответствующий алгоритм имеет высокую вычислительную сложность. В настоящей работе предложен новый параллельный алгоритм поиска сниппетов во временном ряде на графическом ускорителе. Распараллеливание выполнено с помощью технологии программирования CUDA. Разработаны структуры данных, позволяющие эффективно распараллелить вычисления на графическом процессоре. Представлены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающих высокую производительность разработанного алгоритма.

The paper covers an intelligent support system that allows to describe and construct solutions to various scientific problems. In this study, in particular, we consider geophysical problems. This system is being developed at the Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of the Russian Academy of Sciences (ICMMG SB RAS) and Institute of Informatics System of the Russian Academy of Sciences (IIS SB RAS). The system contains a knowledge base, the core of which is a set of several interconnected ontologies such as the ontology of supercomputer architectures, the ontology of algorithms and methods. Ontology can be viewed as a set of concepts and how those concepts are linked. As the result, the authors present an ontological description of two geophysical problems via the means of the intelligent support system: 1) the seismic wavefield simulation and 2) the reconstruction of a seismic image through pre-stack time or depth migration. For a better visual understanding of the system described and the results obtained, the paper also contains several schematic diagrams and images.

Начиная с 1960-х годов многие государства стали создавать территории со специальным режимом предпринимательской деятельности. Они называются по-разному, но в их основе лежит концепция свободной зоны, в пределах которой ввезенные товары считаются находящимися вне пределов таможенной территории государства. Учреждение свободных зон часто не приносит ожидаемых результатов. Проблема состоит, в частности, в том, что принятие нормативного акта, предусматривающего освобождение от фискальных и иных платежей, не является основным условием привлечения иностранных инвестиций. Выявление совокупности факторов и определение значения правового регулирования важны с теоретической и практической точек зрения. Наиболее известными и часто упоминаемыми являются особые экономические районы КНР, но материковый Китай не был первопроходцем. Именно на Тайване были созданы первые в Азии районы экспортной переработки. Их специфика состоит в активной роли государства и в том, что иностранные инвестиции использовались, прежде всего, как источник передачи технологий. Тайвань добился больших успехов в экономике и заметную роль в этом сыграли районы экспортной переработки. Основываясь на исходных данных о создании и показателях таких районов, автор настоящей статьи предпринимает попытку комплексного рассмотрения законодательства и практики Тайваня, включая его обязательства в рамках Всемирной торговой организации, а также идентификации условий, обеспечивающих достижение целей создания свободной зоны. В исследовании использовались сравнительно-правовой и формально-логический методы. Установлено, что отсутствие сырья и материалов, а также доступный объем рынка не являются определяющими факторами для районов экспортной переработки. Сделан вывод, что роль узаконений в процессе привлечения иностранных инвестиций ограничена. Отсутствие в международном договоре прямых указаний не означает исключения из правового регулирования. Статус непризнанного государства и отсутствие дипломатических отношений не оказывают отрицательного влияния на районы экспортной переработки.