Основные результаты фундаментальных и прикладных исследований за 2008 год

В 2008 году решением Президиума РАН утверждены новые основные научные направления исследований в Институте:

1. Проблемы механики, энергетики и процессов управления.
2. Лазерная физика и оптические методы исследования конденсированных сред и технических объектов.
3. Проблемы информатики и информационные технологии.
4. Физика низкоразмерных наноструктур, нанотехнологии и нанодиагностика.

В 2008 году велись фундаментальные и прикладные исследования по пяти темам госбюджетных исследований, а также - по Программам Президиума (11 проектов) и отделений РАН (10 проектов), проектам Дальневосточного отделения РАН, включая интеграционные с СО РАН и УрО РАН (64 проекта), по грантам РФФИ, включая международные (32 гранта), в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы" (8 госконтрактов). Ученые и аспиранты Института в 2008 году получили гранты Президента РФ для ведущих научных школ (2 гранта), для молодых докторов наук (2) и молодых кандидатов наук (5), гранты Фонда содействия отечественной науке по программам "Выдающиеся ученые. Доктора наук" (1 грант), "Выдающиеся ученые. Кандидаты наук" (2 гранта), "Лучшие аспиранты РАН" (2 гранта). Выполнено заметное количество договоров с российскими и зарубежными организациями, получены 4 патента РФ на изобретения, 5 патентов РФ на полезные модели и 1 свидетельство на регистрацию БД.

Отчет подготовлен на основе материалов, предоставленных научными лабораториями, планово-финансовыми и другими подразделениями и службами Института. В нем изложены наиболее важные научные и технические результаты, полученные при выполнении исследований в 2008 году. Кратко изложены основные направления проводившейся в инстиуте научно-организационной деятельности, приведены общие показатели и список публикаций сотрудников Института.

Вычислительная математика, параллельные и распределенные вычисления

Предложена и исследована модель фейеровских процессов с аттрактантами, гарантирующая как решение задачи допустимости, так и сходимость к выделенным подмножествам допустимого множества.
Нурминский Е.А. Использование дополнительных малых воздействий в фейеровских моделях итеративных алгоритмов // Журн. вычисл. матем. и матем. физики. 2008. т. 48, вып. 12. С. 2121-2128; Нурминский Е.А. Фейеровские процессы c малыми возмущениями // Доклады АН. 2008. т. 422, вып. 5. С. 601-605.

Проведены теоретические исследования в области развития методов проекций, основанных на идеях подходящих подпространств и дуализации. Развивая алгоритм подходящих аффинных подространств, предложенный для проектирования на симлециальные многогранники во внутреннем представлении, предложен метод проектирования на многогранники во внешнем представлении. Для разработанных методов проекции доказана конечная сходимость и глобальная геометрическая скорость сходимости. Разработана специальная конечная процедура проекции на выпуклые многогранники во внутреннем представлении с гарантированными оценками скорости сходимости и построен ускоренный параллельный алгоритм решения задачи проекции. На данном этапе рассматривалась и была решена задача проекции на полиэдр, заданный системой общих неравенств. Используя соотношения двойственности, эту задачу удалось свести к проектированию на выпуклый полиэдральный конус во внутреннем представлении с числом образующих, всего на единицу больше чем количество неравенств. Для последней задачи также построен конечный алгоритм с глобальной линейной скоростью сходимости. Проведены численные эксперименты со случайными многогранниками высокой размерности, показавшие вычислительную эффективность такого подхода.
Нурминский Е.А. Проекция на внешне заданные полиэдры // Журн. вычисл. матем. и матем. физики. 2008. т. 48, вып. 3. С. 387-396.

Для вариационно-подобных неравенств сформулированы теоремы существования и единственности решений в условиях обобщенной монотонности и выпуклости. Для решения вариационных неравенств применена теория фейеровских процессов с малыми возмущениями. В результате разработан метод последовательных проекций, позволяющий найти решение системы неравенств большой размерности. Основная идея метода состоит в декомпозиции допустимой области исходной задачи на подмножества, на которые операция проектирования легко реализуема. Получены условия глобальной сходимости разработанного метода.
1. Шамрай Н.Б. Условия разрешимости для вариационно-подобных неравенств // Кибернетика и системный анализ. 2008. No. 6, C. 32-38.
2. Нурминский Е.А., Шамрай Н.Б. Фейеровские процессы с малыми возмущениями и задачи потокового равновесия в сетях // Труды ИВМиМГ СО РАН. Сер. Информатикаю - Новосибирск: Изд. ИВМиМГ СО РАН, 2008 - Вып. 8: Материалы Четвертой азиатской международной школы-семинара "Проблемы оптимизации сложных систем". С. 102-107.

Закончено формирование технической и информационной базы (Рис. 1) ЦКП регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН. А именно, развернут 4-й антенный комплекс EOSFES (пр-во США), что позволило принимать и обрабатывать в автоматическом режиме данные со спутников TERRA, AQUA, MTSAT-1R, METOP, FY-2C, NOAA. Это в 2 раза увеличило информационную базу проводимого спутникового мониторинга. Для автоматической обработки всей принимаемой информации созданы средства распределенной обработки данных с управлением цепочек обработки на основе SSH-доступа. Реализован диспетчер удалённого запуска процедур обработки данных, разработаны интерфейсы взаимодействия с диспетчером. Это позволило реализовать автоматические цепочки тематической обработки данных спутников серии NOAA (радиометры AVHRR и ATOVS), AQUA, TERRA(радиометр MODIS), MTSAT-1R. В рамках интеграции в глобальную информационную систему Европейского космического агентства установлен и настроен пакет SSE Toolbox. Открыт доступ к каталогу метаданных (спутники NOAA) Спутникового центра ИАПУ ДВО РАН через интерфейс портала Европейского космического агентства. Организован доступ к каталогам Спутникового центра ИАПУ из информационной сети СО РАН.
Левин В.А., Алексанин А.И., Алексанина М.Г., Бабяк П.В. Состояние дел и перспективы развития ЦКП регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН в области современных информационных и телекоммуникационных технологий // Открытое образование. 2008. №4. (69) С. 23-29.

Разработан алгоритм автоматического выделения вихревых структур и оценивания их параметров по композиционным картам доминантных ориентаций, рассматриваемым как оценки направлений векторов скоростей течений. Алгоритм позволяет выделять центры развитых синоптических вихрей на поверхности океана и оценивать параметры их формы и размеры. Отличительной чертой нового метода автоматического выделения вихрей океана с расчетом параметров их положения, размера и формы является отказ от жесткой модели циркуляции вихря. Это позволяет выделять произвольную конфигурацию замкнутой циркуляции, а также локализовать фронты, если циркуляцию разомкнуть.
А.И. Алексанин, А.А. Загуменнов. Автоматической выделение вихрей океана и расчет их формы // Сборник статей "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", выпуск 5, 2008 г., с.17-21.

Высота уровенной поверхности, оцениваемой по спутниковым альтиметрическим измерениям, является важнейшим параметром для оценки циркуляции моря. В отчетном периоде апробирован подход для решения двух ключевых задач использования альтиметрических измерений при расчете поверхностных скоростей - оценка поправок к геоиду и пространственно-временная экстраполяция данных. Показано, что применение карт термических структур позволяет решать эти задачи. Был применен подход, основанный на массовой обработке изображений за год за даты пролета спутников по двум параллельным трассам. Показана перспективность подхода на примере оценок поправок, обусловленных стационарными течениями Ойясио и продолжения Куросио.
М.Г. Алексанина, А.И. Алексанин. Проблемы восстановления динамической топографии моря по спутниковой альтиметрии и полям термических структур //Сборник статей "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", выпуск 5, 2008 г., с.11-16.

Помимо организации автоматического расчета хлорофилла-а и высокой точности его спутниковых оценок была рассмотрена более важная задача - мониторинг вредоносного цветения водорослей (ВЦВ), т.е. водорослей, выделяющие токсины, опасные для рыб и здоровья человека. На реальных данных было показано, что возможен расчет характерных спектральных отдельного вида фитопланктона и его идентификация на этой основе. Получены также предварительные результаты о возможности оценки характерного размера клетки фитопланктона в море (микрометры) по спутниковой информации километрового разрешения. Данный параметр является одним из ключевых при распознавании видов и классов водорослей.
А.И. Алексанин, Т.Ю. Орлова, Е.В. Фомин, О.Г. ШевченкоА.И. Перспективы определения видового состава фитопланктона по данным радиометра MODIS //Сборник статей "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", выпуск 5, 2008 г., с.22-29.

Математическое моделирование в науке и технике

Разработан общий подход к моделированию биологических сообществ при наличии промыслового воздействия. В распределенных моделях биосообществ решены задачи оптимизации сбора урожая.
1. Абакумов А.И., Израильский Ю.Г. Оптимальное управление в популяциях с линейной структурой // ХХХIII дальневосточная математическая школа-семинар имени академика Е.В.Золотова: тезисы докладов. 2008, с. 149 - 150.
2. Abakumov A.I., Izrailsky Yu.G. Optimal control for biological systems // Fifth International Conference of Applied Mathematics and Computing, Plovdiv, Bulgaria, August 12 - 18, 2008: Conference proceedings, 2008, p. 1.

Разработана программа для оценки эффективной численности популяции по данным генетического анализа; реализованы два метода точечной оценки: темпоральный и метод определения численности производителей по избытку гетерозигот в популяции потомства.
Zhdanova O. L., Pudovkin A. I. Nb_HetEx: A Program to Estimate the Effective Number of Breeders // Journal of Heredity. Oxford University Press, 2008, vol. 99, no. 6, pp. 694-695.

Исследована задача равновесного распределения ресурсов в многорегиональной постановке, используемая при пространственном планировании развития региона и анализе перспективных городских агломераций. Рассмотрена одна из постановок задач энтропийного моделирования для определения равновесных межрегиональных торговых потоков в рамках многорегиональной модели. Сформулирована задача нелинейного программирования, проведены численные эксперименты для районов Приморского края с использованием реальных статистических данных. На основе кластерного анализа построена иерархическая дендрограмма межрайонных связей. Данная модель может применяться для моделей различного уровня агрегации исходных данных и разной размерности географического пространства, однако в этом случае для проведения вычислительных экспериментов потребуются экономные по использованию памяти численные методы, декомпозиционный подход и специальные параллельные методы расчетов для решения выпуклых нелинейных оптимизационных задач большой размерности с ограничениями блочной структуры.
Величко А.С. Моделирование межрайонных торговых связей // Информатика и системы управления. 2008. вып. 1. С. 103-113.

Разработан общий подход к моделированию биологических сообществ при наличии промыслового воздействия. Распределенные модели для биологических сообществ представляются системами линейных уравнений в частных производных второго порядка с интегральными операторами и нелинейными функциями в правых частях. Дифференциальная часть уравнений - параболическая. В распределенных моделях биосообществ в случае отсутствия интегральных операторов поставлены задачи оптимизации собираемого урожая. Построение функции Лагранжа позволяет получить в качестве необходимых условий оптимальности систему параболических уравнений с нелинейностью в функциональной части для первоначальных и сопряженных функций. Начальные и краевые условия задаются на разных частях границы области изменения независимых переменных, что требует разработки специального метода поиска оптимального решения. Сформулированы условия выполнимости такого преобразования. Решение этой системы позволяет найти кандидата в оптимальные решения. Процедура вычислительно реализована для популяции с размерной структурой, построены графические представления решений, позволяющие судить об эффективности такого подхода.
1. Абакумов А.И., Израильский Ю.Г. Оптимальное управление в популяциях с линейной структурой // ХХХIII дальневосточная математическая школа-семинар имени академика Е.В.Золотова: тезисы докладов. 2008, с. 149 - 150.
2. Abakumov A.I., Izrailsky Yu.G. Optimal control for biological systems // Fifth International Conference of Applied Mathematics and Computing, Plovdiv, Bulgaria, August 12 - 18, 2008: Conference proceedings, 2008, p. 1.

Актуальные проблемы физики конденсированных сред, в том числе квантовой макрофизики, мезоскопики, физики наноструктур, спинтроники, сверхпроводимости

Разработан способ создания массива нанопроволок на поверхности кремния и исследованы их электрические свойства. Сначала на поверхности кремния Si(111) формируется буферный слой Cu2Si моноатомной толщины, а затем осаждают атомы Cu при комнатной температуре. Благодаря наличию буферного слоя атомы Cu свободно мигрируют по поверхности, выстраиваясь вдоль краев атомных ступеней, где они формируют нанопроволоки. Образованные нанопроволоки (Рис. 2) Cu имеют ширину 20-80 нм, высоту 1-3 нм и характеризуются рекордно низким удельным сопротивлением ~8 µ? см. Массив нанопроволок обладает анизотропной проводимостью, которая вдоль нанопроволок примерно в три раза выше, чем в перпендикулярном направлении. Используя подобную методику роста, можно получить не только прямые нанопроволоки, но и другие типы структур, например, нанокольца.

С помощью методов сканирующей туннельной микроскопии и дифракции медленных электронов проводились исследования формирования границы раздела Cu/Si(111). Было обнаружено, что в зависимости от условий роста формируются различные типы наноструктур. Осаждение субмонослойных покрытий Cu на поверхность Si(111)7x7 при комнатной температуре приводит к образованию упорядоченных массивов магических кластеров идентичного размера. При напылении Cu на поверхность Si(111)5,55x5,55-Cu при комнатной температуре наблюдается образование нанопроволок Cu вследствие аккумуляции Cu на краях атомных ступеней. Когда Cu осаждается на Si(111)5,55x5,55-Cu при температуре подложки 100 К, происходит послойный рост эпитаксиальной пленки Cu(111), сменяющийся далее на рост 3D островков Cu, имеющих форму усеченных пирамид.
Zotov A.V., Gruznev D.V., Utas O.A., Kotlyar V.G., Saranin A.A. "Multi-mode growth in Cu/Si(111) system: magic nanoclustering, layer-by-layer epitaxy and nanowire formation" // Surf.Sci., 2008, V. 602, P. 391-398.

Методами сканирующей туннельной микроскопии, дифракции медленных электронов и расчетами на основе теории функциональной плотности исследовалось влияние добавления Ge в подложку Si(111) на реконструкции, образованные адсорбцией Al. Было обнаружено, что внедрение Ge меняет относительную стабильность реконструкций. В частности, тогда как в "чистой" системе Al/Si(111) массив магических кластеров (фаза -7?7) менее стабильна, чем реконструкция ?3??3 (в которую она необратимо переходит при нагреве выше 600°С), в системе Al/SixGe1-x(111) магические кластеры обладают повышенной термической стабильностью и сохраняются вплоть до температуры десорбции Al, которая составляет примерно 800°С. Результаты вычислений позволили проследить последовательные стадии замещения Si атомов атомами Ge в фазе -7?7. Общая тенденция обнаруживается в том, что добавление Ge в Si(111) делает замещающие позиции атомов Al более предпочтительными, чем адатомная конфигурация, что прямо противоположно относительным стабильностям этих конфигураций в чистой системе Al/Si(111).
Gruznev D.V., Olyanich D.A., Chubenko D.N., Luniakov Yu.V., Kuyanov I.A., Zotov A.V., Saranin A.A. "Relative stabilities of adsorbed versus substitutional Al atoms in submonolayer Al/SixGe1-x(111)" Rhys.Rev.B, 2008, Vol.78, P.165409-7

С помощью методов дифракции быстрых электронов и атомно-силовой микроскопии изучено поведение системы (Fe+Si)/SiO2/Si(001) в зависимости от температуры соосаждения Fe и Si, и температуры последующего отжига. Установлено, что естественный слой SiO2 на поверхности Si(001) является термически и химически стабильным по отношению к потокам Fe и Si в широком диапазоне температур (20-450°С) соосаждения, что дает возможность его использования для формирования наноразмерных островков -FeSi2. Показано, что отжиг такой структуры при 870°С оставляет без изменения тип силицида, но вызывает увеличение размера островков -FeSi2 до 120 нм с уменьшением их плотности до 7 109 см2 и приводит к удалению естественного слоя SiO2.
1. Балашев В.В., Коробцов В.В., Писаренко Т.А., Чусовитин Е.А. Соосаждение Fe и Si на поверхность SiO2/Si(001) // Известия Вузов: Материалы электронной техники, №1, 2008 с.41-47
2. V.V. Korobtsov, V.V. Balashev, T.A. Pisarenko, L.A. Chebotkevich, E.A. Chusovitin, Structural and Magnetic Properties of Ultrathin Iron Oxide Films Grown by MBE on SiO2/Si(100) Substrate // The Eighth Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces JRSSS-8, October 19-23, 2008, Sendai, Japan, p.37

Поверхностные магические кластеры (ПМК) это кластеры, проявляющие повышенную стабильность при некоторых размерах на определенной поверхности. Формируя ПМК, можно вырастить на поверхности массив наноструктур с чрезвычайно малой или близкой к нулю дисперсией по размерам. Такой массив наноструктур с идентичным размером и атомной структурой крайне актуален для нанотехнологий, зависящих от гомогенности физических и химических свойств компонентов наноструктур. В данном обзоре суммируются современные экспериментальные наблюдения и объяснения природы ПМКв, обсуждаются последние достижения в формировании двумерной решетки ПМК, составляющие кластеры которых идентичны не только по размеру и структуре, но и имеют такое же локальное окружение благодаря трансляционной симметрии системы.
Wang Y.L., Saranin A.A., Zotov A.V., Lai M.Y., Chang H.H. "Random and ordered arrays of surface magic clusters" // Int. Reviews in Phys. Chemistry, 2008, Vol.27, No. 2, P.317-360.

Исследованы начальные стадии формирования Mg2Si на Si(111) при комнатной и повышенной (100-200 оС) температурах. При различных температурах наблюдаются различные стадии формирования Mg2Si благодаря увеличению скорости десорбции магния и уменьшению реальной скорости конденсации магния. Оптические функции силицидов магния со структурами 1х1 и 2/3?3-R30 вычисляли с использованием метода динамического стандарта, разработанного ранее в рамках данного проекта. Двумерный силицид со структурой 2/3?3-R30 стабилен до 150 оС и начинает разрушаться при температуре 200 оС. По данным дифференциальной отражательной спектроскопии для системы Si(111)/Mg разработан метод расчетов параметров десорбции магния и определения энергии активации десорбции магния с поверхности кремния. Данный метод может быть использован для анализа десорбции других легкоплавких металлов на полупроводниковых подложках.
1. К.Н. Галкин, С.А. Доценко, Н.Г. Галкин, M. Kumar, Govind, S.M. Shivaprasad. "Исследование начальных стадий роста Mg на Si(111) при комнатной температуре методами оптической и электронной спектроскопии"// Журнал "Физика твердого тела", г. Санкт-Петербург, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 2008, т. 42, вып. 4, с. 485 -490.
2. K.N. Galkin, S.A. Dotsenko, N.G. Galkin, M. Kumar, Govind, S.M. Shivaprasad "Optical and Electrical Spectroscopy Study of Initial Stages of Room-Temperature Mg Film Growh on Si(111)" // Semiconductors, United States, "Pleiades Publishing, Ltd", 2008, Vol. 42, p. 475-480.

Физическое материаловедение: новые материалы и структуры, в том числе фуллерены, нанотрубки, графены, другие наноматериалы, а также метаматериалы

Впервые исследованы нелинейно-оптические характеристики нанокомпозитных многослойных трехмерных периодических биоминеральных структур на примере кремнийорганических спикул морских губок. Выявлены нелинейный характер зависимости спектра флуоресценции и существенное снижение хроматической дисперсии при распространении сверхкоротких импульсов. Доказано, что спикулы представляют собой новый вид природных биоминеральных фотонных кристаллов (Рис. 3).

Исследована кристаллическая структура нанокристаллов дисилицидов железа и хрома и установлено, что нанокристаллы внутри кремниевой решетки сворачиваются в наносферы (Рис. 4), при размерах которых не более 20 нм наблюдается формирование бездислокационных границ раздела с кремнием. Показано, что дополнительный отжиг образцов со встроенными нанокристаллами дисилицидов железа приводит к появлению дислокаций несоответствия на границе раздела с кремнием (за счет релаксации упругих напряжений в нанокристаллах и в кремнии) и к движению нанокристаллитов в покрывающем слое кремния.

Экспериментально показано (Рис. 5) наличие низкопороговых нелинейно-оптических свойств у нанокомпозитов на основе диэлектрических наночастиц и жидкой матрицы в оптическом диапазоне частот. Определены основные физические механизмы формирования нелинейно-оптических свойств жидких нанокомпозитов на основе диэлектрических наночастиц.

Доказана возможность нелинейного взаимодействия коллинеарных лучей света разной частоты в жидком диэлектрическом нанокомпозите. Предложена математическая модель зависимости сечений поглощения, рассеяния и спектра пропускания света ансамблем невзаимодействующих между собой диэлектрических наночастиц от их размеров и частоты излучения.

Установлен механизм формирования атомно-тонкой пленочной нанофазы железа на кремнии и показан силицидоподобный характер электронного взаимодействия между ней и приграничным слоем кремния. Результаты получены впервые и имеют важное значение для физики контакта металл-полупроводник.
1. N.I.Plusnin, V.M.Il'iashchenko, S.A.Kitan', S.B.Krylov, Metal thin-film nanophases and their interface with silicon. Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 100, P. 052094. (Engl.)
2. N.I.Plusnin, Electron interaction, film nanophases and nanoheterostructure formation, Proc. of 16th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", Vladivostok, Russia, July 15-19, 2008. Ioffe Institute, St. Peterburg., 2008, P. 120-121. (Engl.)

Актуальные проблемы оптики и лазерной физики, в том числе достижение предельных концентраций мощности и энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне, освоение новых диапазонов спектра, спектроскопия сверхвысокого разрешения и стандарты частоты, прецизионные оптические измерения, проблемы квантовой и атомной оптики, взаимодействие излучения с веществом

Разработан новый рефлектометрический метод комбинированного спектрально-временного мультиплексирования сигналов чувствительных элементов распределенных волоконных сенсоров на брэгговских решетках (ВБР) (Рис. 6)., позволяющий обеспечить пороговую чувствительность сенсоров 0,8·10-4 µstrain при регистрации относительного удлинения. Простота и надежность метода позволяет применять его для решения широкого круга измерительных задач, в частности для мониторинга напряженно-деформированного состояния структурных элементов строительных сооружений с целью контроля безопасности их эксплуатации.

Экспериментально показано наличие низкопороговых нелинейно-оптических свойств у нанокомпозитов на основе диэлектрических наночастиц и жидкой матрицы в оптическом диапазоне частот. Впервые доказана возможность нелинейного взаимодействия коллинеарных лучей света разной частоты в жидком диэлектрическом нанокомпозите. Показано, что электронные структуры диэлектрической наночастицы малых размеров и объемного образца существенно различаются. Доказано, что эти различия заключаются в образовании внутри запрещенной зоны области разрешенных значений энергии, определяемой поверхностными дефектами и малыми размерами частицы, а также в изменении энергии экситонных состояний и образовании в зоне проводимости квантово-размерных состояний носителей заряда, зависящих от формы и размеров наночастицы. Показано, что электрические дипольные моменты переходов носителей заряда, как в связанные, так и в состояния с непрерывным спектром энергии линейно зависят от размера наночастицы.
1. Кульчин Ю.Н., Дзюба В.П., Щербаков А.В. Спектр пропускания света диэлектрическими наночастицами в объемных нанеокомпозитах// Физика и техника полупроводников, 2009. Т. 43, вып. 3. С. 351-359.
2. V.P. Dzyuba, Y.N. Kulchin Models of absorption cross-section and scattering cross-section of light by dielectric nanoparticles// Nanostructures: Physics and Technology/ Proc. of 16th International Symposium.Vladivostok, 2008. Pp.102-103.

На основе данных регулярных лидарных измерений аэрозольной загрузки атмосферы выявлены особенности аэрозольной стратификации атмосферы в переходной зоне материк-океан, выполнен анализ годового хода высоты планетарного пограничного слоя (ППС) атмосферы. Установлено, что в переходной зоне материк-океан в атмосфере над Амурским заливом наблюдается несовпадение высот пограничного слоя, определяемых по результатам метео- и лидарного зондирований, в период с весны по осень. Максимальное превышение высоты пограничного слоя, восстановленного по лидарным данным, составляет 1100 м. и объясняется влиянием пылевого аэрозоля из континентальных районов Китая и Монголии на структуру аэрозоля в пределах ППС. Полученные результаты демонстрируют, что расхождения между значениями высоты ППС, определяемой по аэрозольному рассеянию и по градиентам температуры, могут превышать 1 км в тех ситуациях, когда структура атмосферного аэрозоля в пределах ППС в переходной зоне формируется интенсивными процессами переноса аэрозоля с континента или открытых морских акваторий.
1. О.А. Букин, К.А. Шмирко, А.Н. Павлов, С.Ю. Столярчук. Особенности структуры планетарного пограничного слоя атмосферы в переходной зоне материк-океан по данным лидарного и метеозондирования // Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2008, том 44, №6, с. 822-827
2. О.А. Букин, Ю.Н. Кульчин, А.Н. Павлов, К.А. Шмирко, С.Ю. Столярчук. Особенности высотного распределения озона в переходной зоне материк-океан по данным лидарного зондирования. // Журнал Оптика атмосферы и океана, Томск, изд-во института оптики атмосферы, 2008, т. 21, №10, С884-889.

Разработан голографический метод исследования распределения показателя преломления, внутренних электрических полей, а также профиля поверхности в нелинейно-оптических кристаллах (и др. оптических материалах) на основе использования принципов численной реконструкции фазы световой волны, прошедшей через исследуемый объект. Разработанный метод обеспечивает восстановление профиля показателя преломления с разрешением от 3?10-9 (для кристалла толщиной 5мм), внутренних электрических полей - от 1В/см, и профиля поверхности - от 5 нм. При этом обеспечивается пространственное разрешение не хуже 0,5 мкм и поле зрения свыше 100?100 мкм2 (Рис. 7).

Предложен рефлектометрический метод комбинированного спектрально-временного мультиплексирования сигналов от волоконных брэгговских решеток (ВБР) (Рис. 8). В основу метода положена спектральная фильтрация зондирующих импульсов, генерируемых волоконно-оптическим рефлектометром, с помощью полосового фильтра, образованного волоконным циркулятором и ВБР. Опрашиваемые брэгговские решетки записываются на волоконной линии группами с одинаковыми резонансными длинами волн внутри группы и различными - для разных групп. При этом разделение сигналов от ВБР, имеющих различные резонансные длины волн, достигается перестройкой полосы пропускания фильтра, а разделение сигналов от ВБР с одинаковой длиной волны осуществляется путем временного разделения откликов брэгговских решеток на зондирующий импульс. Пороговая чувствительность метода при регистрации относительного удлинения ВБР составила 0,5?10-4. , максимальное количество опрашиваемых брэгговских решеток - 224. Благодаря простоте и надежности, а также возможности использования стандартного рефлектометрического оборудования разработанный подход обладает значительным практическим потенциалом.

Разработаны принципы построения и исследованы варианты реализации измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) (Рис. 9) для измерения параметров воды и концентрации, растворенных в морской воде органических и неорганических веществ методом индуцированной флуоресценции. Разработана структура комплекса, включающая погружаемый и бортовой модули, соединенные комбинированным оптико-электрическим кабелем. Выполнено комплексирование и проведены экспериментальные исследования датчиков и коммуникационного оборудования в составе ИВК. Разработана и отлажена компьютерная программа для управления ИВК, сбора данных с датчиков, их математической обработки и отображения результатов на экране ПК.
Ю. Н. Кульчин, С. С. Вознесенский, Е. Л. Гамаюнов, А. С. Гурин, А. А. Коротенко, А. Ю. Майор, О.А. Букин. Оптоволоконный флуориметр с погружаемым модулем.// Измерительная техника. №1, 2008. с.27-29.

Фундаментальные основы лазерных технологий, включая обработку и модификацию материалов, оптическую информатику, связь, навигацию и медицину

Разработана многоканальная адаптивная измерительная система (Рис. 10), обеспечивающая одновременное детектирование нескольких сверхмалых физических величин, характеризующих состояние исследуемого объекта (или состояние нескольких объектов) в условиях неконтролируемых воздействий внешних факторов.

Исследованы возможности создания одномерной томографической волоконно-оптической измерительной системы для исследования внутренней структуры различных объектов и распределений физических полей в них на основе волоконно-оптических измерительных линий с интегральной чувствительностью. Показано, что указанная система может быть создана с применением в качестве чувствительных элементов одноволоконных многомодовых интерферометров. Впервые установлена топология таких систем, обеспечивающая определение величины и места приложения деформационного воздействия с точностью определения величины деформации чувствительного элемента в системе ±3 мкм. Показано, что точность определения места приложения деформационного воздействия при использовании указанной системы определяется количеством используемых измерительных линий и топологией их размещения внутри исследуемого объекта.
1. Yu. N. Kulchin; O. B. Vitrik; A. D. Lantsov, One-dimensional tomographic fiber-optic measuring system based upon single fiber multimode interferometers // Remote Sensing System Engineering, SPIE Proc., Vol. 7087 - 2008
2. Ю.Н. Кульчин, О.Б. Витрик, А.Д. Ланцов, Особенности организации 1-D томографических исследований на основе одноволоконных многомодовых интерферометров // Инновационные технологии в повышении надежности и долговечности строительных конструкций: материалы международной науч.-техн. конф., посв. 85-летию со дня рождения проф. П. П. Ступаченко - Владивосток: Изд-во ДВГТУ. - С. 22 - 24. 2008

Предложен и впервые исследован для целей ортопедической стоматологии неинвазивный спекл-корреляционный метод измерения деформации костной ткани, позволяющий сочетать предельную простоту при организации измерений с достаточно высокой - ±5 мкм точностью измерений деформационных смещений и возможностью регистрации величины перемещения костной ткани под воздействием внешней нагрузки в режиме реального времени, что открывает широкие перспективы для практического применения метода как в практической ортопедической стоматологии, так и при разработке и исследовании новых медицинских материалов. Определена пороговая чувствительность указанного метода, равная 10 мкм. Впервые при помощи данного метода были экспериментально выяснены условия работы зубных протезов различных типов.
1. Ю.Н. Кульчин, О.Б. Витрик, А.Д. Ланцов, В.А. Воробьев, Ю.Н. Москвин. Спекл-корреляционный метод измерения величины деформации челюстно-лицевой костной ткани // Автометрия - 2008. Т. 44, №3. - С. 99 - 105.
2. Ю.Н. Кульчин, О.Б. Витрик, А.Д. Ланцов, В.А. Воробьев, Ю.Н. Москвин. Измерение величины деформации челюстно-лицевой костной ткани спекл-корреляционным методом // "Фундаментальные исследования в интересах биомедицины на Дальнем Востоке России", Материалы научной сессии Общего собрания ДВО РАН "Фундаментальные науки - медицине", Владивосток, Дальнаука, 2008 г., с. 81-88
3. Yu. N. Kulchin, O. B. Vitrik, A.D. Lantsov, V.A. Vorobiev, Yu.N. Moskvin Speckle-Correlation Method for Measuring Maxillofacial Bone Tissue Deformations // Pacific Science Review - 2006. - Vol.8 (1) - p. 1 - 5.

Общая механика, динамика космических тел, транспортных средств и управляемых аппаратов, биомеханика, механика жидкости, газа и плазмы, неидеальных и многофазных сред, а также механика горения, детонации и взрыва

Изучено охлаждение нагнетаемым воздухом очага энерговыделения, неравномерно распределенного внутри пористого объекта, при различных перепадах давления газа на входе и на выходе из пористого объекта в поле силы тяжести. Обнаружен эффект уменьшения разогрева пористого объекта при удалении расположенного внутри него очага выделения тепла от входной части объекта, в которую подается холодный воздух. Выявлена неоднозначная зависимость разогрева пористого объекта от ширины очага энерговыделения: при росте ширины очага тепловыделения разогрев объекта может как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от удаленности очага выделения тепла от входа в объект.
Левин В.А., Луценко Н.А. Движение газа через пористые объекты с неравномерным локальным распределением источников тепловыделения // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15. № 3. с. 407-417.

На основе предложенного нового способа преобразования трехкомпонентного метода инерциальной навигации (3D-ИНМ/INM) в 2D-ИНМ разработаны модели баллистически невозмущаемых гравиинерциальных (ГИС/GIS) и гравиинерциальных навигационных (ГИНС/GINS) систем, перспективных для прецизионного оценивания локальных значений напряженности гравитационного поля Земли (GE-поля) на подвижных объектах-носителях. В вычислительных экспериментах для скоростей объектов до 100м/с достигнуты точности оценивания значений напряженности GE-поля и географической привязки не хуже 10-6м/с2 и 3м соответственно.
1. Девятисильный А.С. К решению задачи гравиметрии на основе двухкомпонентного инерциального метода // Журнал технической физики. 2008. Т.78. Вып.9. С.127-129.
2. Девятисильный А.С., Числов К.А. Корректируемая гравиинерциальная навигационная система // Авиакосмическое приборостроение. 2008. №9. С.10-13.
3. Девятисильный А.С., Числов К.А. Гравиинерциальная система для подвижного основания // Геодезия и картография. 2008. №8, С.32-34.

При исследовании метода динамического обращения калмановского типа в задачах определения орбит космических аппаратов с известным энергетическим уровнем по траекторным измерениям обнаружены и объяснены нарушение сходимости и хаотизация решения вблизи уровневой гиперповерхности в условиях конечной точности вычислений; предложены способы решения проблемы.
Девятисильный А.С., Кислов Д.Е. Исследование динамических методов определения орбит с известным энергетическим уровнем // Авиакосмическое приборостроение, 2008. №8. С.6-9.

Рассмотрены решения для внутренних захваченных волн в бассейне с плоским дном и одной прямой вертикальной стенкой. Анализ проведен в рамках линеаризованной системы уравнений крупномасштабной динамики океана, в приближении гидростатики с условиями прилипания на стенке и свободного скольжения на дне. Отмечено, что в области длин волн меньших радиуса деформации Россби масштаб затухания волны Кельвина убывает с уменьшением длины волны. Обнаружено, что в некотором диапазоне относительно коротких волн существуют два решения типа захваченных волн, движущихся в противоположных направлениях. Построены аналитические решения типа захваченных волн для дифференциально-разностной аппроксимации уравнений мелкой воды на сетке типа B и исследована зависимость свойств решений от шага сетки. Анализ сеточных решений показал, что одно из них является чисто "вычислительным". Результаты полезны для анализа решений в численных моделях динамики океана, построенных в приближении гидростатики.
1. Смирнов С.В. О свойствах волн Кельвина на сетке // Вычислительные технологии. 2008. Т.13, №1, с.113-123.
2. Смирнов С.В. О решениях для внутренних захваченных волн с условиями "прилипания" на стенке // Вычислительная механика сплошных сред. 2008. Т.1, № 3. В печати.

Механика твердого тела, физика и механика деформирования и разрушения, механика композиционных и наноматериалов, а также трибология

Получены условия возникновения, закономерности развития и торможения осесимметрического вязкопластического течения упруговязкопластического материала в цилиндрическом вискозиметре, вычислены уровень и распределение остаточных напряжений при остановке вискозиметра. Показан асимптотический характер продвижения упругопластической границы от внутренней цилиндрической поверхности вискозиметра.
1. Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Устинова А.С. Об учете упругих свойств неньютоновского материала при его вискозиметрическом течении // ПМТФ. 2008. Т. 49, № 2. С. 143 - 151.
2. Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Мазелис А.Л. Об учете упругих свойств среды при ее вязкопластическом течении в зазоре между коаксиальными цилиндрическими поверхностями // Вестник гос. Педагогического университета им. И.Я. Яковлева. 2008. № 1. С. 70 - 79.

При исследовании метода динамического обращения калмановского типа в задачах определения орбит космических аппаратов с известным энергетическим уровнем по траекторным измерениям обнаружены и объяснены нарушение сходимости и хаотизация решения вблизи уровневой гиперповерхности в условиях конечной точности вычислений; предложены способы решения проблемы.
Девятисильный А.С., Кислов Д.Е. Исследование динамических методов определения орбит с известным энергетическим уровнем // Авиакосмическое приборостроение, 2008. №8. С.6-9.

Построен принципиально новый вариант метода лучевых рядов, позволяющий строить решения для прифронтовых областей ударных волн. На основе нового метода решен ряд краевых задач ударного деформирования с неплоскими поверхностями разрывов. Решена двумерная задача ударного деформирования с заранее неизвестной геометрией поверхности ударной волны для несжимаемой упругой среды.
1. Буренин А.А., Рагозина В.Е. К построению приближенных решений краевых задач ударного деформирования // Известия РАН. Механика твердого тела. 2008. № 2. С. 106 - 113.
2. Герасименко Е.А., Завертан А.В., Рагозина В.Е. Лучевые разложения в аналитических и численно-аналитических расчетах задач ударного деформирования // Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. Чебоксары: Изд-во ЧГПУ. 2008. № 2(5). С. 38-51.

Для одномерной цепочки частиц с потенциалом взаимодействия Леннарда-Джонса изучались нелинейные колебания, возбуждаемые внешними силами приложенными к концам цепочки. Показано, что динамика такой системы имеет хаотический характер. В случае гармонического воздействия, при увеличении частоты внешних колебаний область хаотического поведения смещается в сторону увеличения энергии. При больших частотах воздействия динамика в области малых энергий становится регулярной, а динамика в области больших энергий - хаотической. При внешнем воздействии со спектром колебаний, содержащим несколько частот, хаотическое поведение возникает в широкой области фазового пространства.
1. Гузев М.А., Израильский Ю.Г., Шепелов М.А., Пермяков Н.А.. Структура и хаос в одномерной системе // Физика и химия стекла. Москва, 2008.
2. Гузев М.А., Дмитриев А.А., Пермяков Н.А.. Моделирование остаточного напряжения в материале методом молекулярной динамики // XXXIII Дальневосточная математическая школа-семинар имени академика Е.В. Золотова. Тезисы докладов. Владивосток, 2008.С. 62-63.

Создан новый научно-технический продукт в обеспечение экономически выгодной и экологически чистой разделки утилизируемых металлических конструкций на основе кумулятивного анодного растворения металла. Разработаны научные и технологические основы формирования трасс любой конфигурации для разделки металлических конструкций при утилизации. Проблема многократного увеличения производительности решена на основе запуска высокоскоростной трещины по коррозионному надрезу с использованием эффекта температурного охрупчивания металла. Полученная теоретическая зависимость температуры от времени коррозионного надреза в зоне локального температурного воздействия согласуется с результатами эксперимента и может быть использована в производственной практике.
Корниенко В.М., Макарова Н.В., Маслов А.М., Мурашкин Е.В. Перспективный инструмент высокоскоростной разделки утилизируемых металлических конструкций // Сборка в машиностроении, приборостроении. Изд-во: "Машиностроение". 2008. № 2. С. 38-42.

Исследована волновая картина, возникающая после отражения продольной ударной волны постоянной интенсивности от жесткой границы нелинейного упругого полупространства. В качестве критерия выбора совокупности отраженных волн применялись термодинамическое условие совместности разрывов и условие эволюционности ударного фронта. Предложена схема последовательного численного решения краевых задач, основанная на применении конечных разностей, с одновременным уточнением в процессе счета возможных волновых картин в зависимости от граничных условий и параметров ударного воздействия на среду.
Дудко О.В., Потянихин Д.А. Автомодельная задача нелинейной динамической теории упругости о взаимодействии продольной ударной волны с жесткой преградой // Вычислительная механика сплошных сред. Пермь: Инт-т механики сплошных сред УрО РАН, 2008. Т. 1, № 2. С. 27-37.

Теория систем, общая теория управления сложными техническими и другими динамическими системами, в том числе единая теория управления, вычислений и сетевых связей, а также теория сложных информационно-управляющих систем, групповое управление и распределенное управление

Разработан метод полуавтоматического позиционного телеуправления многостепенным манипулятором с помощью задающего устройства (ЗУ), кинематическая схема (Рис. 12) которого отличается от кинематической схемы манипулятора. При этом телекамера, формирующая изображение на телемониторе оператора, в процессе выполнения рабочих операций может менять свою пространственную ориентацию. Предложенная система позиционного телеуправления манипулятором имеет два чередующихся режима: режим стабилизации и режим слежения. В режиме стабилизации манипулятор неподвижно фиксируется в пространстве, а оператор имеет возможность изменять конфигурацию ЗУ и пространственную ориентацию телекамеры. В режиме слежения манипулятор выполняет любые движения, определяемые ЗУ. При этом поддерживается взаимная ориентация рукоятки ЗУ и изображения схвата манипулятора на экране телемонитора при любой ориентации телекамеры, а движение изображения схвата на экране полностью повторяет пространственное движение рукоятки ЗУ. Предложен и исследован алгоритм работы вычислительной системы, формирующей задающие воздействия на приводы всех степеней подвижности манипулятора. Выполнено математическое моделирование работы предложенной системы, результаты которого (Рис. 13) полностью подтвердили работоспособность и эффективность предлагаемого метода синтеза системы полуавтоматического позиционного телеуправления манипулятором и алгоритма работы созданной вычислительной системы.
Филаретов В.Ф., Кацурин А.А. Метод полуавтоматического позиционного управления манипулятором с помощью телекамеры, изменяющей пространственную ориентацию своей оптической оси // Мехатроника, автоматизация, управление. № 9, 2008. С. 15-22.

Разработан метод, который использует корневой подход к расчету параметров системы автоматического управления манипулятором промышленного робота при условии значительных изменений его инерционных свойств. При этом изменяемые параметры должны линейно входить в коэффициенты характеристического уравнения, описывающего всю управляющую систему и ее механическую часть в целом. Задача синтеза решается путем размещения семейства корней системы в заданной области Q, называемой областью качества. В результате на основе применения выделяемых полей корневых траекторий (Рис. 14) определяется радиус дисковой области значений неопределенных параметров, неизменно обеспечивающих Q-устойчивость рассматриваемой системы при любых предварительно задаваемых диапазонах изменения параметров управляемых объектов.

Разработан и теоретически обоснован метод синтеза адаптивных многоканальных систем с переменной структурой (СПС) для управления движением многомерных нелинейных нестационарных динамических объектов с учетом ограничений управляющих сигналов. Предложен подход к выбору желаемого процесса управления (параметров движения в скользящем режиме) и определению наилучших показателей качества, достижимых в СПС в этих условиях. Разработан метод расчета минимально необходимой величины разрывного сигнала управления, обеспечивающей реализацию этого желаемого процесса при любых изменениях параметров объекта в некотором диапазоне без нарушения условий существования скользящего режима. Предложен закон настройки положения поверхностей скольжения в каждом канале управления адаптивной многоканальной СПС высокого порядка (с учетом особенностей нелинейного нестационарного объекта, а также сильного взаимовлияния между всеми каналами управления по отдельным степеням свободы), основанный на информации о характеристиках разрывных управляющих сигналов и не требующий идентификации изменяющихся параметров объекта. Этот закон при заданных ограничениях управляющих сигналов позволяет автоматически обеспечить максимально возможную скорость протекания режимов скольжения и максимально высокую динамическую точность управления. Для реализации соответствующих адаптивных регуляторов доказана и использована однозначная зависимость между их коэффициентами и текущими значениями параметров скольжения в каждом канале управления, которые легко доступны для измерения.
1. Lebedev A.V., Filaretov V.F. Variable Structure System with the Adaptive Adjustment of Sliding Surfaces // Proc. of the IEEE/ASME Intern. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics. Xian, China, 2008, pp. 1248-1253.
2. Лебедев А.В., Филаретов В.Ф. Синтез СПС с адаптивной настройкой поверхностей скольжения для управления нелинейным нестационарным объектом // Тез. докл. IX Крымской Международной математической школы "Метод функций Ляпунова и его приложения". Алушта, Украина, 2008. С.93.
3. Лебедев А.В. Расчет оптимальных параметров скользящего режима в СПС при наличии ограничений управляющего сигнала // Материалы конф. Вологдинские чтения. Сер. 7. "Радиоэлектроника, информатика и электротехника". Владивосток: ДВГТУ, 2008. С. 16.

Управление движением, управление в энергетических и транспортных системах, управление производством (автоматизация проектирования, автоматизация технологических процессов, логистика), мультидисциплинарная координация и управление в глобальных производственных системах, а также кооперативное управление

Сформулированы условия робастной устойчивости систем с регуляторами на основе непараметрических прогнозирующих моделей для динамических объектов, имеющих запаздывание и астатизм.
Торгашов А.Ю. Робастная устойчивость системы с регулятором на основе непараметрической прогнозирующей модели // Изв. РАН. Теория и системы управления, 2008, №2, с. 43-49.

В рамках программы создания теоретических основ для алгоритмического обеспечения систем управления движущимися объектами разработан высокоэффективный способ математически корректного преобразования трехкомпонентного метода инерциальной навигации, на базе которого построен и исследован ряд новых математических моделей баллистически невозмущаемых гравиметрических и гравиинерциальных навигационных систем, перспективных для прецизионного оценивания координат и локальных значений напряженности гравитационного поля Земли на подвижных объектах-носителях.
1. Девятисильный А.С. К решению задачи гравиметрии на основе двухкомпонентного инерциального метода // Журнал технической физики. 2008. Т.78. Вып.9. С.127-129.
2. Девятисильный А.С., Числов К.А. Корректируемая гравиинерциальная навигационная система // Авиакосмическое приборостроение. 2008. №9. С.10-13.
3. Девятисильный А.С., Числов К.А. Гравиинерциальная система для подвижного основания // Геодезия и картография. 2008. №8, С.32-34.

С применение нечетких множеств разработан алгоритм формирования информационной базы (построение моделей дрейфа параметров технических объектов) для управления состоянием сложных систем с неопределенной структурой. Построены критерии для управления технических систем в условиях неопределенности с применением минимаксного принципа.
1. Розенбаум А.Н., Кислова И.И. Нечеткое оценивание истинности. //Труды Международного симпозиума "Надежность и качество". Пенза: ПГУ, 2008. Т.1. С.29-31.
2. Розенбаум А.Н., Супоня А.А. Анализ критериев оптимальности для задачи индивидуального управления эксплуатацией технических систем. //Труды российской конференции с международным участием "Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения (УКИ'08)". ИПУ РАН. М.: Изд-во ИПУ, 2008. С.293-294.
3. Климченко В.В. Применение преобразования Лапласа для прогнозирования технического состояния контролируемых объектов. //Труды Международного симпозиума "Надежность и качество". Пенза: ПГУ, 2008. Т.2. С.20-22).

Разработана структурированная система моделей следящего управления движением автомобиля, оптимизированных по критерию снижения возмущений положения автомобилей в транспортном потоке. Рассмотрены модели линейного и ситуационного управления, охватывающие весь спектр типов дорожного движения. Численное моделирование подтверждает эффективность применения моделей ситуационного управления для стабилизации движения автомобилей в транспортном потоке.
Девятисильный А.С., Дорожко В.М. Стабилизация движения автомобилей в транспортном потоке // Проблемы безопасн. и чрезвыч. ситуаций. 2008. №1. С. 16-27.

Разработана методология исследований и выполнено численное моделирование поворота морского объекта под действием средств управления курсом. На основе анализа распределения сил на поверхности и руле полноразмерной 3D-модели преложено принять в качестве идентификационного признака завершения перекладки руля и начала процесса перехода на циркуляцию возникновение максимума углового ускорения объекта. Разработана радиолокационная технология регистрации начального этапа поворота морского судна.
1. Дорожко В.М. Оценка информационного признака начального этапа поворота морского судна // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. №8. Приложение. С.13-18.
2. Дорожко В.М. Радиолокационная регистрация завершающей стадии перекладки руля морского судна // Измерительная техника. 2008. №6. С.51-56

Разработаны критерии и методы оценки эффективности регулирования теплопотребления. Новизна подхода определяется формированием для решения задачи базовых оценочных функций, получаемых с использованием аппарата регрессионного анализа ретроспективной информации с учетом реального технического состояния теплоэнергетических объектов и реальных параметров функционирования источников теплоты.
А.Н. Виноградов, С.А. Даниельян, Р.С. Кузнецов, В.В. Раздобудько, В.П. Чипулис. Мониторинг и анализ эксплуатационных режимов источников теплоты // Измерительная техника, 2008. №11.

Теоретически обоснованы значения характерных частот спектров собственных электромагнитных излучений мощных высоковольтных силовых трансформаторов, связанные с геометрическими размерами шлейфов - присоединений вводов трансформаторов к шинам подстанций
1. Nikolay V. Kinsht, Natalia N. Petrun'ko, The Diagnostics of the Electromagnetic Radiation Sources on the HV Substations // Asia-Pacific Symposium on EMC & 19th Internathional Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility/ May 19-22, 2008. Singapore. pp.724-727, P297, TH-OF-4-9
2. Nikolay V. Kinsht, Dmitry N.Kinsht, Natalia N. Petrun'ko Electrocardiogram Registration of the Patient Placed in the Electroconductive Liquid // Asia-Pacific Symposium on EMC & 19th Internathional Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility/ May 19-22, 2008. Singapore, pp.1631-1633, P298, TU-BIO-2-7
3. Nikolay V. Kinsht, Natalia N. Petrun'ko, The Experience of Inspection of a Technical Condition of the HV Equipment on Substations by a Method of Registration of the own Electromagnetic Radiations // International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis (CMD2008). 19-24.04.2008. Beijing. China. p.738-740

Системный анализ, искусственный интеллект, системы распознавания образов, принятие решений при многих критериях

Разработан подход и методы автоматизации проектирования пользовательских интерфейсов программных систем (Рис. 15). Отличительная особенность и новизна этих методов заключаются в том, что они оперируют знаниями (знания могут расширяться за счет использования онтологий без изменения исходного кода инструментального средства) и одновременно учитывают совокупность факторов (требований пользователей, контекста использования программного средства, требований usability, стандартов разработки и т.д.), что ведет к улучшению качества интерфейса при снижении требований к разработчику.
Грибова В.В. Методы автоматизированного проектирования и сопровождения пользовательских интерфейсов // International Book Series "Information Science and Computing". - Number 4. - Supplement to the International Journal "Information Technologies & Knowledge". - Vol. 2. - 2008. - PP. 116-124. - Sofia, Bulgaria. - ISSN 1313-0455.

Реализован прототип измерительного комплекса для оценивания структурных свойств онтологий. Пользователь имеет возможность увидеть графовые представления онтологий, которые он предложил для анализа, а также - измеренные свойства, определяемые по таким моделям. Разработанный прототип измерительного комплекса для оценивания структурных свойств онтологий позволяет визуализировать графовые модели онтологий, написанных на языке OWL, и вычислять значения свойств, определяемых по таким моделям. Проанализирован полученный опыт и разработаны требования к следующей версии измерительного комплекса для оценивания структурных свойств онтологий. Прототип измерительного комплекса для оценивания структурных свойств является средством, позволяющим уточнить требования к измерительным инструментам для исследования свойств онтологий.
Клещев А.С., Шалфеева Е.А. Определение структурных свойств онтологий // Известия РАН. Теория и системы управления. - М.: Наука. - 2008. - №2. - С. 69-78. - ISSN 0022-3388.

Разработана модель онтологии катализа, а также модель онтологии характеристического рентгеновского излучения - раздела аналитической химии. При создании данных моделей использован разработанный ранее метод анализа "сверху вниз", при котором модель онтологии раздела представляется как конкретизация модели метаонтологии химии. Модель онтологии катализа содержит термины, используемые при описании свойств каталитических процессов и различных условий прохождения каталитических реакций. Модель онтологии характеристического рентгеновского излучения содержит термины, позволяющие описывать различные свойства пробы и спектрометра, а также свойства характеристического рентгеновского излучения.
Артемьева И.Л., Рештаненко Н.В., Цветников В.А. Описание физико-химических процессов в модели онтологии химии // Информатика и системы управления. - Благовещенск: Амурский государственный университет. - 2008. - № 1(15). - С. 121-131. - ISSN 1814-2400.

Разработан проект распределенной версии расширяемой интеллектуальной системы для решения задач нахождения пути синтеза соединений. Компонентами системы являются специализированный редактор онтологии и знаний органической химии, а также подсистема для решения разных классов задач нахождения путей синтеза органических соединений. Развитие интеллектуальной системы обеспечивается редакторами, а также подсистемой поддержки библиотеки решателей задач и библиотеки систем, поддерживающих графическое представление исходных данных задач и результатов их решения. Для создания решателей задач может быть использована система, основанная на правилах, - компонент интеллектуальной системы.
Артемьева И.Л. Интеллектуальные системы для сложно-структурированных предметных областей // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического университета. - 2008. - №3. - С.108-116. - ISSN 1994-2354.

На основе онтологического подхода исследовано описание ряда заболеваний острого живота (острый холецистит и аппендицит). Сформирована база наблюдений каждого из указанных заболеваний. На основе базы наблюдений и онтологии заболеваний выполнено формальное описание острого холецистита и аппендицита в традиционной структуре представления (жалобы, объективное исследование и т.п.). Клиническая картина каждого из проявлений заболевания содержит описание модальности и вариантов динамики.
Черняховская М.Ю., Никифорова Н.Ю. База знаний заболевания "острый аппендицит" - составляющая информационного наполнения банка медицинских знаний // Информатика и системы управления. - Благовещенск: Амурский государственный университет. - 2008. - № 3(17). - С. 63-71. - ISSN 1814-2400.

Выполнена реализация прототипов двух сервисов банка медицинских знаний. Сервис по оптимизации и публикации информации (публикатор) решает задачи: а) помещения всех знаний о заболеваниях на узлы МВС в виде бинарных файлов, б) формирование оптимизирующей информации о том, при каких заболеваниях могут наблюдаться те или иные значения признаков без учёта временного развития. Сервис по выполнению медицинской диагностики решает задачи: а) проведение компьютерной медицинской диагностики пациента, б) объяснение полученного результата.
Chernyakhovskaya M.Yu., Kleschev A.S., Moskalenko F.M. An idea of a computer knowledge bank on medical diagnostics // International Journal Information Theories & Applications. Bulgaria, Sofia: FOI-COMMERCE. - 2008. - Vol. 15. - № 4. - PP. 350-356. - ISSN 1310-0513.

Системы автоматизации, GALS-технологии, математические модели и методы исследования сложных управляющих систем и процессов

Разработана система визуализации и интерактивного анализа пространственных физических полей синоптических объектов в задачах, связанных с исследованиями динамики атмосферы и океана. Система ориентирована на анализ динамики тропических циклонов по данным спутникового мониторинга.
Мельман С. В. Визуализация объемов в задачах анализа физических полей синоптических объектов // Информационные технологии, М., изд-во "Новые технологии", 2008, № 1, с. 62-66.

Разработана базовая платформа среды разработки параллельных программ. Платформа включает методы представления спецификаций параллельных программ, методы трансляции исходных текстов в спецификации, методы генерации исходных текстов программ по их спецификациям. Спецификация программы представляет собой описание программы в виде взаимодействующих сущностей. При этом каждая сущность может быть описана либо как самостоятельная (классы и глобальные переменные программы), либо как результат взаимодействия других сущностей (переменные - члены класса).

Реализован новый подход, ориентированный на использование реляционной СУБД для хранения программ и их спецификаций. Данный подход отличается от традиционного файлового представления программ, однако дает ряд существенных преимуществ. Единое представление одинаковых семантических конструкций для разных языков программирования (например, циклы в Pascal и С++ записывается по разному). Единый формат представления программ на различных языках программирования позволяет единообразно подходить к реализации алгоритмов анализа и трансляции этих программ. Представление программ в СУБД позволяет обеспечить дополнительную целостность конструкций языка и избежать ошибок связанных с внесением изменений в программу.
1. Тарасов Г.В., Харитонов Д.И. Построение системы визуализации параллельных программ на основе сетей Петри. Информационные технологии, №7, 2008. Изд.: "Новые технологии", стр. 35 - 41.
2. Тарасов Г.В., Харитонов Д.И. На пути к построению информационного графа динамических переменных в ООП. XXXIII Дальневосточная математическая школа-семинар имени академика Е.В. Золотова: тезисы докладов. Владивосток: Изд-во "Дальнаука", 2007. сс. 38 - 39.

Эволюция окружающей среды и климата под воздействием природных и антропогенных факторов, научные основы рационального природопользования, использование традиционных и новых источников энергии

Анализ динамики вертикального распределения радиационно-активных компонентов атмосферы показал, что в атмосферных процессах над Приморским краем важную роль играет субтропическое струйное течение. Медленное вращательное движение воздушных масс вокруг оси струйного течения обеспечивает один из механизмов вертикального обмена воздушными массами между стратосферой и тропосферой и, по этой причине, озон может быть использован в качестве трассера при изучении обменных процессов и канала дальнего переноса пылевого континентального аэрозоля.
О.А. Букин, Ю.Н. Кульчин, А.Н. Павлов, К.А. Шмирко, С.Ю. Столярчук. Особенности высотного распределения озона в переходной зоне материк-океан по данным лидарного зондирования. // Журнал Оптика атмосферы и океана, Томск, изд-во института оптики атмосферы, 2008, т. 21, №10, С884-889.