Том 29, № 2 (2023)
Математическое моделирование
Трансформация колебаний неустойчивой системы в преобразователе-накопителе энергии
Аннотация
В настоящей статье предложена простая модель преобразователя-запасателя энергии, трансформирующего энергию неустойчивых механических колебаний в полезную электрическую энергию. Механическая часть системы представлена в виде перевернутого маятника. Электрическая часть состоит из преобразователя механической энергии, основанного на прямом пьезоэлектрическом эффекте, и полезной нагрузки. Динамика системы рассматривается в линеаризованной постановке, определены области устойчивости, идентифицированы различные режимы динамики в пространстве параметров. Установлено, что стабилизирующее маятник управление, основанное на принципах обратной связи, позволяет перевести систему в устойчивый режим функционирования. Найдены оптимальные характеристики системы, отвечающие максимальной мощности.
Динамика преобразователя-запасателя энергии с гистерезисным трением
Аннотация
Рассмотрена модель преобразователя-запасателя энергии с гистерезисным вязким трением. Механическая часть преобразователя-запасателя энергии выполнена в виде перевернутого маятника. Гистерезис формализуется в рамках модели Прейзаха, представляющей собой континуальный аналог системы неидеальных реле, соединенных параллельно. В рамках численных экспериментов исследованы зависимости динамических параметров, в частности, угла отклонения маятника и напряжения на нагрузке, а также фазовых портретов от значения коэффициента, характеризующего влияние гистерезисного трения. Продемонстрирована роль нелинейных эффектов.
Влияние слагаемых высокого порядка малости в решении, обобщающем подход м. Уильямса, учитывающем анизотропию материала
Аннотация
Статья посвящена исследованию поля напряжений у вершины острой трещины в анизотропном материале с тремя взаимно ортогональными осями симметрии четвертого порядка (с кубической сингонией). Рассмотрен плоский случай, когда одна из осей симметрии ортогональна пластине, а оставшиеся две оси лежат в плоскости пластины. Приведен асимптотический анализ вклада высших приближений в обобщенном асимптотическом разложении механических полей вблизи вершины трещины в линейно-упругом анизотропном материале с кубической симметрией его упругих свойств. В статье на основании полученного решения Неджети с соавторами для бесконечной анизотропной пластины с центральной трещиной найдены и проанализированы угловые распределения составляющих тензора напряжений вблизи вершины острой трещины на различных расстояниях от кончика трещины, что позволяет оценить вклад неособых (регулярных) слагаемых в общее асимптотическое представление механических полей, генерированных острой трещиной. В работе Неджети проанализирован вклад исключительно Т-напряжений, тогда, как показано в настоящей статье, следующие за Т-напряжением слагаемые играют значимую роль в описании полей, индуцированных трещиной. Сравнение угловых зависимостей компонент тензора напряжений, построенных на различных расстояниях от вершины трещины, индикативно показывает, что с увеличением расстояния от вершины дефекта требуется сохранение в асимптотических рядах, представляющих напряжения, перемещения и деформации вблизи кончика разреза, слагаемых высокого порядка малости. Сохранение слагаемых высокого порядка малости может быть использовано для расширения области, в которой справедливо асимптотическое решение в рядах.
Математические методы в естественных науках
Эквивариантные свойства пространства ℤ (X) для стратифицируемого пространства X
Аннотация
В этой статье доказано, что действие компактной группы G, определяемой стратифицированным пространством X, непрерывно для пространства Z(X), являющегося стратифицированным пространством, содержащим самостратифицированное пространство X как замкнутое подмножество. Доказан эквивариантный аналог некоторых результатов Р. Коти относительно A(N)R(S) -пространств. Также показано, что орбитальное пространство Z(X)/G под действием группы G является пространством S.
Физика
Ассоциативное рождение J/ψ - мезонов и прямых фотонов при энергии коллайдера
Аннотация
В статье рассматривается ассоциативное рождение J/ψ - мезонов и прямых фотонов при энергии коллайдера NICA, = 27 ГэВ в обобщенной партонной модели в лидирующем порядке теории возмущений квантовой хромодинамики. Адронизация пары -кварков в J/ψ -мезон описывается в рамках двух подходов: в модели цветовых синглетов и в модели испарения цвета. Непертурбативные параметры моделей фиксируются из сравнения с имеющимися экспериментальными данными по рождению прямых J/ψ -мезонов, полученными при энергиях =19 ГэВ и =200 ГэВ. Показано, что процессы ассоциативного рождения J/ψ+ γ могут быть использованы для изучения зависящих от поперечного импульса функций распределения глюонов в протоне.
Перепутывание двух сверхпроводящих зарядовых кубитов
Аннотация
В настоящей статье исследована динамика перепутывания двух идентичных зарядовых кубитов с джозефсоновскими переходами в случае, когда на один из кубитов действует микроволновое поле в когерентном или тепловом состоянии. Найдено точное решение квантового временного уравнения эволюции рассматриваемой системы для статистического оператора в случае начальных сепарабельных и перепутанных состояний кубитов. Точное решение для полного статистического оператора использовано для вычисления критерия перепутавания кубитов – согласованности. Результаты численного моделирования временной зависимости согласованности в случае когерентного поля показали, что при определенном выборе параметров модели в системе возможна реализация долгоживущих перепутанных состояний. Также показано, что для теплового состояния поля и перепутанного начального состояния кубитов они сохраняют опеределенную степень перепутывания в процессе эволюции даже в случае весьма интенсивных полей. При этом для любых интенсивностей теплового шума отсутствует эффект мгновенной смерти перепутывания.
Перепутывание в нелинейной двухкубитной модели Тависа — Каммингса
Аннотация
В данной статье исследована динамика перепутывания двух идентичных сверхпроводящих кубитов, резонансно взаимодействующих с выделенной модой поля компланарного микроволнового резонатора без потерь посредством однофотонных переходов при наличии нелинейностей третьего и пятого порядков. На основе решения уравнения эволюции системы для фоковских начальных состояний поля резонатора рассчитан критерий перепутанности кубитов – отрицательности. Результаты вычисления отрицательности показывают, что для начальных сепарабельных состояний нелинейность резонатора может приводить к существенному увеличению максимальной степени перепутывания кубитов. Показано, что для начальных перепутанных состояний кубитов и интенсивных полей резонатора учет нелинейностей приводит к стабилизации степени перепутывания кубитов в резонаторе, способствует исчезновению эффекта мгновенной смерти перепутывания кубитов.