Отчет ИВМ СО РАН за 2013 годВажнейшие научные результаты ИВМ СО РАН 2013 года
Математическая модель проникновения атмосферного электрического поля в ионосферу Авторы: д.ф.-м.н., проф. В. В. Денисенко, Е. В. Помозов, к.ф.-м.н. А. В. Китаев, (ИВМ СО РАН); professor M. Ampferer, professor H. Biernat, PhD W. Hausleitner, PhD G. Stangl (Space Research Institute, Graz, Austria) Построено пространственное распределение напряженности электрического поля как решение стационарного уравнения электропроводности с граничными условиями, соответствующими заданию у поверхности Земли вертикальной компоненты электрического поля и отсутствию электрического тока из ионосферы в магнитосферу. Атмосфера и ионосфера рассматриваются как единый проводник с высотными распределениями компонент тензора проводимости, заданными в ионосфере в соответствии с современными эмпирическими моделями пространственно-временных распределений температуры и концентраций нейтральных молекул, ионов и электронов. Использованы также эмпирические модели изотропной проводимости в атмосфере. Показано, что электропроводность позволяет объяснить лишь слабое ионосферное электрическое поле с напряженностью порядка микровольта на метр. Добавление в модель оттока зарядов в магнитосферу дополнительно уменьшает ионосферное поле. Следовательно, при анализе возможности спутникового мониторинга эти данные не могут использоваться как предвестники землетрясений ввиду ничтожных возмущений на этих высотах. ![]() Рис. I.1. Модельные высотные распределения горизонтальной (а) и вертикальной (б) компонент напряженности электрического поля днем (тонкие линии) и ночью (жирные линии) Основные публикации:
Внутренние волны в озере Шира Авторы: к.ф.-м.н Л. А. Компаниец, Т. В. Якубайлик На основе комплексного исследования гидрофизических характеристик оз. Шира с учетом натурных наблюдений 20 Эффект более интенсивного перемешивания в прибрежной зоне подтверждается данными натурных наблюдений температуры на озере Шира в 2013 г. Периодические колебания водных масс ниже зоны термоклина крайне важны для функционирования биоты озера, поскольку с их помощью осуществляется наиболее эффективное возвращение биогенных элементов из нижней зоны в верхнюю. ![]() Рис. I.2. Изотермы, полученные в центральной глубинной точке при постоянном ветре (слева), после прекращения действия ветра (в центре) и в точке прибрежной мелководной зоны после прекращения действия ветра ![]() Рис. I.3. Данные с датчиков температуры в центральной точке до глубины 12 м (слева) и в прибрежной точке до дна (справа) Основные публикации:
Вычислительная методика быстрого геометрического анализа пространственных данных наблюдений Автор: д.т.н. К. В. Симонов Разработана новая вычислительная методика для решения задач обработки и анализа пространственно-временных данных наблюдений. Методика основана на совместном выполнении вейвлет-преобразования данных для «круглых структур» и шиарлет-преобразования для «линейных структур» и эффективно решает трудно формализуемую задачу разделения изображения на морфологически различные составляющие. Предложенная вычислительная технология может быть использована для решения прикладных задач в сейсмике, геоинформатике, геоэкологии, обработке медицинских снимков и снимков космического мониторинга, а также для построения сеток расчетных областей при проведении вычислительных экспериментов. В настоящее время методика тестируется на кафедре урологии КрасГМА и в Экологическом центре «РОПР» (г. Красноярск). ![]() Рис. I.4. Обработка данных медицинских изображений (вверху) и геомониторинга (внизу): а — оригинал; б — результат шиарлет-преобразования Основные публикации:
Система прикладных веб-сервисов для построения многокомпонентных систем, ориентированных на обработку и представление геопространственных данных Авторы: к.ф.-.м.н., с.н.с. О. Э. Якубайлик, к.т.н., н.с. А. А. Кадочников, к.т.н., н.с. А. В. Токарев, инж. А. Г. Матвеев Предложена новая модульная архитектура построения прикладного программного обеспечения многокомпонентных геоинформационных веб-систем, обеспечивающая разработчикам возможность интеграции отдельных элементов в единый комплекс. Составными частями создаваемых веб-ГИС могут быть как подсистемы, разработанные на основе популярных библиотек с открытым исходным кодом, так и собственные веб-приложения. Разработанные программно-технологические решения использованы для построения ресурсоемких информационно-аналитических систем поддержки отраслевого управления (в сфере здравоохранения, образования, транспорта), экологического мониторинга и оценки состояния окружающей среды, прогноза социально-экономического развития региона, централизованного информационного обеспечения картографическими данными. Заказчиками этих систем являются органы исполнительной власти. ![]() Рис. I.5. Мини-сайт «Экологический атлас г. Красноярска», созданный на основе системы веб-сервисов геопортала ИВМ СО РАН Основные публикации:
Имитационная информационно-графическая модель командно-измерительной системы космического аппарата Авторы: д.т.н., проф. Л. Ф. Ноженкова, к.т.н. О. С. Исаева, к.т.н. А. А. Евсюков, Е. А. Грузенко, Р. В. Вогоровский, А. Ю. Колдырев, Р. В. Морозов совместно с СФУ Разработана имитационная информационно-графическая модель бортовой аппаратуры командно-измерительной системы космического аппарата. Система позволяет наглядно представлять механизмы взаимодействия наземного комплекса управления и борта космического аппарата. Моделируются основные блоки командно-измерительной системы — приемник, передатчик, интерфейсный модкль, а также бортовые системы и центр управления полетами. Программа позволяет графически и в табличном виде отображать прием, обработку и передачу телекоманд для обеспечения внешнего командно-прграммного управления, а также подготовку и передачу в центр управления полетами пакетов телеметрических данных. Работа выполняется совместно с Сибирским федеральным университетом в интересах ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнева». ![]() Рис. I.6. Моделирование функционирования командно-измерительной системы Основные публикации:
Обобщенные функционально-инвариантные решения неоднородного волнового уравнения Автор: к.ф.-м.н. Ю. В. Шанько Введено понятие обобщенных функционально-инвариантных решений класса N для семейства уравнений распространения звука в двумерной стационарной неоднородной среде. Решения этого класса имеют произвол в N функций одной переменной. Доказана теорема, в которой приведены необходимые условия на плотность и скорость звука для существования обобщенных функционально-инвариантных решений класса 2. Предложен метод, позволяющий находить новые примеры уравнений, обладающих обобщенными функционально-инвариантными решениями и строить сами эти решения. ![]() Рис. I.7. Дерево разбора различных случаев, при которых обобщенные функционально-инвариантные решения класса 2 существуют (+), либо не существуют (-), согласно теореме работы [1] Основные публикации:
Оптимальный выбор количества интервалов дискретизации области изменения одномерной случайной величины при оценивании плотности вероятности Авторы: д.т.н., проф. А. В. Лапко, д.т.н., проф. В. А. Лапко На основе анализа асимптотических свойств регрессионной оценки плотности вероятности впервые обоснована и определена оптимальная зависимость количества интервалов дискретизации области значений случайной величины от объема исходных статистических данных. Установлена еe инвариантность к изменению параметров восстанавливаемой плотности вероятности. Полученная аналитическая зависимость по виду близка к формуле Гаеде-Хайнкольда и совпадает с ней при оценивании плотности вероятности с равномерным законом распределения. Результаты исследований имеют важное значение в задачах проверки гипотез о распределениях случайных величин с использованием критерия Пирсона, оценивании плотностей вероятности и построении их доверительных границ. ![]() Рис. I.8. Зависимости статистических оценок среднеквадратического отклонения W2 регрессионной оценки плотности вероятности от объёма n исходных данных. Кривые 1, 2, 3 получены соответственно методами дискретизации Брукса-Каррузера, Гаеде-Хайнкольда и предложенным авторами Основные публикации:
|
Webmaster |