Search

Диссертация на соискание академической степени магистра технических наук по специальности 1-42 80 01 «Инновационные технологии в металлургии». Научный руководитель : к.т.н., доцент Одарченко И. Б.

Background and ObjectivesThe aim of this study was to show with three-dimensional simulations how the diagnostic supine roll test (SRT) is affected by the initial position of the debris within the horizontal canal (hc) and study the nystagmus patterns on changing the sequence of testing and its impact on the diagnosis of the side of involvement in hc-BPPV.MethodsA 3D dynamic simulation model was developed and applied based on reconstructed MRI images and fluid dynamics. Each semicircular canal was linked to the respective extraocular muscles to visualize nystagmus generated on stimulation of the canal.ResultsThe simulations of hc-canalithiasis showed that the nystagmus pattern seen with the SRT is changed by the initial position of the otolith debris within the canal and the sequence of testing. The debris changes position during SRT so that sequential steps do not start at the initial position as previously assumed. The sequence of performing the SRT steps from the right or left side influences the nystagmus pattern generated: bilateral direction-changing, bilateral direction-fixed, and unilateral nystagmus can be seen in different test conditions. The SRT itself may even reposition the debris out of the canal.Conclusions and Clinical ImplicationsSimulations provide a dynamic tool to study the diagnostic SRT in hc-canalithiasis. Starting the SRT from right or left has a major impact on the test outcome (unlike the Dix-Hallpike maneuver). The findings provide a new interpretation for the results of the SRT. The simulations explain the phenomenon of direction-fixed nystagmus as a logical consequence of starting the SRT with the head turned toward the non-affected side in hc-canalithiasis with debris in the ampullary arm. They also show that unilateral nystagmus seen on SRT indicates canalithiasis of the non-ampullary arm of the side opposite to the side of nystagmus. The generation of bilateral direction-changing, bilateral direction-fixed, and unilateral nystagmus can be the cause of misdiagnoses in terms of the affected side and underlying mechanisms. Finally, a recommendation for a standardized protocol for the sequence of positional tests should be established to ensure uniform interpretation of test results.

Рассмотрены возможности использования современной системы проектирования AutoCAD в учебном процессе. Описаны особенности интерактивных занятий по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика», приведены примеры заданий, порядок их выполнения и преподавания. Показаны работы студентов в результате освоения учебной дисциплины., The possibilities of using the modern design system Auto CAD in the educational process are considered. The features of interactive lessons in the discipline «Engineering and computer graphics» are described, examples of tasks, the order of their implementation and teaching are given. The students works as a result of mastering the academic discipline is shown.

Существуют несколько видов трехмерного моделирования. Объемная визуализация с использованием полигонов является самой первой разновидностью 3D-моделирования. В статье рассмотрено использование фракталов в топологии 3D-объектов.

В статье описывается опыт организации и проведения занятий по курсу «Компьютерное 3D-моделирование» в форме совместной групповой проектной работы студентов 2 курса (бакалавриат) специальности «Прикладная информатика», обучающихся по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика» c использованием программы создания трехмерной компьютерной графики Tink-ercad в интеграции с LMS (Learning Management System) - системой управления обучением Google Classroom («Google Класс») в гибридном (смешанном) формате обучения, позволяющем сочетать аудиторную учебную работу студентов в оффлайн режиме и проектную практическую работу в он-лайне., The article describes the experience of organizing and conducting classes in the form of joint group project work on the course "3D modeling" using the Tinkercad three-dimensional design program in integration with LMS (Learning Management System) - the learning management system "Google Classrooms" (Google Class) in a hybrid (mixed) learning format, which allows you to combine the classroom educational work of students off-line and project-based practical work online.

Статья посвящена возможностям использования данных дистанционного зондирования для изучения фортификационных сооружений Тувы на примере крепости Шагонар–III (Улуг-Хемский район). Выполненная нами в 2020 г. аэрофотосъемка с помощью БПЛА Phantom 4 Pro и последующая обработка данных позволили существенно скорректировать старые измерения крепости. Как показало сравнение с предыдущими археологическими описаниями Л. Р. Кызласова, размер и площадь крепости и внутренней цитадели, количество оборонительных башен и рвов были измерены не точно. Подобная картина характерна и для соседней крепости Шагонар–IV. Поиск аналогичной Шагонару–III квадратной крепости с внутренней цитаделью привел к монгольским фортам киданьской империи Ляо, существовавшей в 907–1125 гг. Не исключено, что существующая датировка крепости Шагонар–III периодом Уйгурского каганата может быть не верна. В статье поднимается вопрос о перспективах проведения аэрофотосъемки и построения трехмерных моделей других крепостей Тувы, поскольку и там, вероятно, ожидаются существенные расхождения с имеющимися данными об их размерах и архитектурных особенностях. Также сделан вывод о давно назревшей необходимости новых исследований, направленные на установление абсолютной хронологии тувинских городищ-крепостей.

В данной статье обоснована роль обучения трехмерному моделированию в технологическом образовании в связи с требованиями, предъявляемыми как к результатам обучения школьников, так и к специалистам в области производственной сферы, которые должны обладать соответствующими компетенциями, позволяющими осуществлять работу на оборудовании с числовым программным управлением. Приведены проблемы технологического образования, которые в некоторой степени могут быть преодолены благодаря внедрению обучения трехмерному моделированию. Определена разница обучения трехмерному моделированию в таких предметных областях, как «Технология» и «Информатика». Трехмерное моделирование в информатике раскрыто как необходимость изучения приемов работы со специфической информацией, продиктованная соответствующим средством обучения (персональным компьютером), а в технологии — как необходимость изучения способов и методов преобразования материальной действительности, определяемая как тесно взаимосвязанная со спецификой самого технологического образования, заключающейся в материальном преобразовании окружающей среды. Выявлена сущность моделирования и его связь с технологическим образованием. Определено влияние трехмерного моделирования на реализацию проектной деятельности. Проанализировано положительное влияние применения трехмерного моделирования на процесс и результаты обучения, причем как для учащихся, так и для учителей образовательных учреждений. Раскрыты дополнительные возможности по совершенствованию обучения трехмерному моделированию будущих учителей технологии, а также преимущества, доступные при изучении трехмерного моделирования в рамках инновационной проектной деятельности: повышение мотивации обучения, более широкие возможности для творческой самореализации учащихся, возможности для профориентации учащейся молодежи на производственную сферу и инженерные специальности., This article substantiates the role of teaching 3D modeling in technological education in connection with the requirements for both the learning outcomes of schoolchildren and specialists in the field of production, who must have the appropriate competencies to allow them to work on equipment with numerical control. The problems of technological education are given, which to some extent can be overcome through the introduction of training in three-dimensional modeling. The difference in teaching 3D modeling in such subject areas as “Technology” and “Informatics” is determined. Three-dimensional modeling in “Computer Science” is revealed as the need to study the methods of working with specific information, dictated by the appropriate learning tool (personal computer), and in “Technology” as the need to study the ways and methods of transforming material reality, defined as closely interconnected with the specifics of the technological education itself, consisting precisely in the material transformation of the environment. The essence of modeling and its connection with technological education is revealed. The influence of three-dimensional modeling on the implementation of project activities is determined. The positive impact of the use of three-dimensional modeling on the process and learning outcomes is analyzed, both for students and for teachers and educational institutions. Additional opportunities for improving the training of 3D modeling for future technology teachers are revealed, as well as the benefits available when studying 3D modeling as part of innovative project activities: increasing motivation for learning, more opportunities for creative self-realization of students, opportunities for vocational guidance of young students in the manufacturing sector and engineering specialties., Бизнес. Образование. Право, Выпуск 4 (61) 2022, Pages 299-304

Many different engineering systems in electronics, power engineering and medicine are under the rotation influence. Therefore, it is very useful to describe from physical point of view the heat transport features in rotating elements. The present research deals with computational investigation of convective energy transport in a differentially heated rotating cubic chamber. The cavity has a left vertical heated wall and the opposite cold border, while the rest borders are thermally insulated. The basic equations have been formulated using the vector potential functions and vorticity vector. The set of control equations has been worked out by using the finite difference procedures. Temperature and velocity fields for different rotation angles have been shown and described in detail. The influence of the cavity rotation rate and the temperature gradient between the walls has been illustrated using the average Nusselt number. The performed analysis has shown that the centrifugal force influence on heat transfer can be neglected for the considered flow modes using the Boussinesq approximation. A growth of the Taylor number results in a suppression of convective heat transfer in the case of low and moderate values of the Rayleigh number, while for high Rayleigh numbers the rotation has an opposite influence on heat transfer with heat transfer enhancement. Comparison between 2D and 3D outcomes illustrates a presence of some differences between these models due to the restrictive effect of cubical surfaces.

Проведенная работа посвящена исследованию систем автоматизированного проектирования изделий из древесины, а также разработке и теоретическому обоснованию проектирования сложной мебели и столярных изделий. В рамках проведенной работы было использовано два метода проектирования сложных изделий. Первый подход «деталь-сборка» подразумевал сборку в единый узел смоделированных и сохраненных ранее деталей: сначала размещенных в пространстве, сопряженных вместе и зафиксированных. Это способ моделирования привел к насыщению проекта похожими деталями разной конфигурации, что потребовало увеличения временных затрат и мощности компьютера на обработку связей между деталями. Второй способ основывался на многотельной детали, состоящей из нескольких твердых тел. В этом случае отдельные детали изделия создавались в одном документе многотельной детали, что способствовало сокращению сложных связей между элементами. Для созданных моделей автокомпонентов мебельной фурнитуры разработана схема автоматизированного размещения основного параметрического элемента, давшая возможность в автоматическом режиме изменять размеры в зависимости от габаритов соединяемых деталей. Использование предложенной методики на предприятии позволило спроектировать трехмерную модель изделия, на основании которой был получен полный комплекс конструкторской документации в соответствии с требованиями действующих стандартов, и снизить время на проектирование до 20% по сравнению с классическими методами проектирования.

В статье рассматривается необходимость развития творческих способностей младших школьников. Описывается важность практического участия обучающихся в создании 3D-моделей, так как проявление интереса к реализации креативной идеи и моделирования не только развивает навыки работы с программой, но и дает возможность ощутить позитивные эмоции.

Urgency of the research. There is a deterioration in output machining accuracy when grinding cylindrical parts in finishing operations due to uneven tool wear.Target setting. Finite accuracy of parts is ensured by fine-tuning operations. When using the round grinding scheme, there are significant temperature loads and uneven distribution of the cut layer along the tool edge and its uneven wear.Actual scientific researches and issues analysis. Known methods of deep grinding with crossed axes of the tool and the cylindrical part, where the angle of orientation of the tool is selected from the condition of achieving the highest processing performance. Given the large allowances for processing, the temperature in the grinding zone reaches significant values, which causes a change in the physicomechanical properties of the surface layer of the part.Uninvestigated parts of general matters defining. The method of single-pass finishing grinding of cylindrical parts has not been developed, which main goal is to ensure the required accuracy of finishing with the achievement of maxi-mum productivity.The research objective. Development of a new method for single-pass finishing grinding of cylindrical parts with an oriented tool. Creating a common modular 3D model of the cutting surface of the grinding wheel, the process of shaping and removing the stock. Based on the proposed model, the definition of the main characteristics of the process.The statement of basic materials. A new method of single-pass finishing grinding of a cylindrical surface with an oriented grinding wheel has been developed. At the same time, the orientation of the tool is determined from the condition of full loading of the cutting edge and mainly depends on the machining allowance and the height of the grinding wheel. The optimal axial feed is selected from the condition of achieving the required geometric accuracy of the surface, and the increase in processing performance is achieved by increasing the speed of rotation of the part. Modular 3D models of the process of shaping and removing the allowance have been developed for the single-pass finishing grinding method. The proposed method for the determination of unit cutting forces and specific processing performance.Conclusions. A new method of single-pass finishing grinding the surface of a cylindrical roller with an oriented abrasive tool is proposed. Modular 3D models of stock removal and shaping is developed., Актуальность темы исследования. При шлифовке цилиндрических деталей на финишных операциях через неравномерный износ инструмента происходит ухудшение исходной точности обработки.Постановка проблемы. Конечная точность деталей обеспечивается доводочными операциями. При использовании схемы круглого шлифования наблюдаются значительные температурные нагрузки и нерациональное распределения срезаемого слоя вдоль кромки инструмента и его неравномерный износ.Анализ последних исследований и публикаций. Известны способы глубинного шлифования со скрещенными осями инструмента и цилиндрической детали, где угол ориентации инструмента выбирается из условия достижения наибольшей продуктивности обработки. Учитывая большие припуски на обработку температура в зоне шлифования достигает значительных величин, что вызывает изменение физико-механических свойств поверхностного слоя детали.Выделение неисследованных частей общей проблемы. Сейчас не разработан метод однопроходного доводочного шлифования цилиндрических деталей, который обеспечивает необходимую точность финишной обработки одновременно с достижением максимальной производительности.Постановка задачи. Разработка нового способа однопроходного доводочного шлифования цилиндрических деталей ориентированным инструментом. Создание общей модульной 3D модели режущей поверхности шлифовального круга, процесса формообразования и снятия припуска. На базе предложенной модели определить основные характеристики процесса обработки.Изложение основного материала. Разработан новый способ однопроходного доводочного шлифования цилиндрической поверхности ориентированным шлифовальным кругом. При этом ориентация инструмента определяется из условия полной загрузки режущей кромки и в основном зависит от припуска на обработку и высоты шлифовального круга. Оптимальная осевая подача выбирается из условия достижения необходимой геометрической точности поверхности, а увеличение производительности обработки достигается за счет повышения скорости вращения детали. Для нового способа однопроходного доводочного шлифовки разработаны модульные 3D модели процесса формообразования и снятия припуска. Предложенная методика определения единичных сил резания и удельной производительности обработки.Выводы в соответствии со статьей. Предложен новый способ однопроходной доводочного шлифовки поверхности цилиндрического валика ориентированным абразивным инструментом. Разработанные модульные 3D модели снятия припуска и формообразования., Актуальність теми дослідження. При шліфуванні циліндричних деталей на фінішних операціях через нерівномірний знос інструмента відбувається погіршення вихідної точності обробки.Постановка проблеми. Кінцева точність деталей забезпечується доводочними операціями. При використанні схеми круглого шліфування спостерігаються значні температурні навантаження та нераціональне розподілення зрізуваного шару вздовж кромки інструмента та його нерівномірний знос.Аналіз останніх досліджень і публікацій. Відомі способи глибинного шліфування зі схрещеними осями інструмента та циліндричної деталі, де кут орієнтації інструмента вибирається з умови досягнення найбільшої продуктивності обробки. З огляду на великі припуски на обробку температура в зоні шліфування досягає значних величин, що викликає зміну фізико-механічних властивостей поверхневого шару деталі.Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Нині не розроблено метод однопрохідного доводочного шліфування циліндричних деталей, що забезпечує необхідну точність фінішної обробки одночасно з досягненням максимальної продуктивності.Постановка завдання. Розроблення нового способу однопрохідного доводочного шліфування циліндричних деталей орієнтованим інструментом. Створення загальної модульної 3D моделі різальної поверхні шліфувального круга, процесу формоутворення та зняття припуску. На базі запропонованої моделі визначити основні характеристики процесу обробки.Виклад основного матеріалу. Розроблено новий спосіб однопрохідного доводочного шліфування циліндричної поверхні орієнтованим шліфувальним кругом. При цьому орієнтація інструмента визначається з умови повного завантаження різальної кромки та переважно залежить від припуску на обробку й висоти шліфувального круга. Оптимальна осьова подача вибирається з умови досягнення необхідної геометричної точності поверхні, а збільшення продуктивності обробки досягається за рахунок підвищення швидкості обертання деталі. Для нового способу однопрохідного доводочного шліфування розроблені модульні 3D моделі процесу формоутворення та зняття припуску. Запропонована методика визначення одиничних сил різання та питомої продуктивності обробки.Висновки відповідно до статті. Запропоновано новий спосіб однопрохідного доводочного шліфування поверхні циліндричного валика орієнтованим абразивним інструментом. Розроблені модульні 3D моделі зняття припуску та формоутворення.

The paper deals with the problem of reconstruction of the internal structure (density, absorption or attenuation coefficient) of a three-dimensional body by the information about it in the form of tomograms, given on a certain system of planes intersecting the object of study. This problem arises in practice in cases where there is no plane among the planes that are included in the experimental data, which consists of one or another set of points that are of interest to the researcher. For example, such a problem may arise after a patient has undergone examinations on a medical tomograph. After analyzing the obtained tomograms, it becomes necessary to find with their help one or more tomograms in the planes intersecting the body, but not coinciding with any of the given planes. It is noted that the operators of interflatation of functions is a natural generalization of the interpolation operators for the functions of three variables. Therefore, as in the case of interpolation, errors in the experimental data (in this case, in tomograms) are also introduced into the interflatation operators. In mathematics, there is an alternative to interpolation operators, namely approximation operators. These are operators constructed by smoothing experimental data using polynomials, rational functions, trigonometric polynomials, wavelets, and the like. An operator of mixed approximation of a function of three variables is constructed using Bernstein polynomials; the general form of the approximation error by the constructed operator and the estimate of this error are given. In the paper a four-dimensional mathematical model of a three-dimensional body that changes over time is also built and studied. A computational experiment is presented to restore the internal structure of the human heart from tomograms lying on a system of mutually perpendicular planes, which come from an actually operating computer tomograph. The article presents some possibilities of working with tomograms when restoring the internal structure of a three-dimensional body from the known projections of this body (tomograms)., Рассматривается задача восстановления внутренней структуры (плотности, коэффициента поглощения или ослабления) трехмерного тела с помощью информации о ней в виде томограмм, заданных на некоторой системе плоскостей, пересекающих объект исследования. Эта задача возникает на практике в тех случаях, когда среди плоскостей, которые входят в экспериментальные данные, нет плоскости, которая состоит из того или иного набора точек, которые интересуют исследователя. Например, такая задача может возникнуть после того, как пациент прошел исследования на медицинском томографе. И после анализа полученных томограмм возникает необходимость найти с их помощью еще одну или несколько томограмм в плоскостях, пересекающих тело, но не совпадающих ни с одной из заданных плоскостей. Отмечается, что операторы интерфлетации функций являются естественным обобщением операторов интерполяции функций трех переменных. Поэтому, как и в случае интерполяции, погрешности в экспериментальных данных (в данном случае, в томограммах) привносятся также и в операторы интерфлетации. В математике существует альтернатива операторам интерполяции – операторы аппроксимации. Это операторы, построенные путем сглаживания экспериментальных данных с помощью полиномов, рациональных функций, тригонометрических полиномов, вейвлетов и тому подобное. Строится оператор смешанной аппроксимации функции трех переменных с помощью полиномов Бернштейна; приводится общий вид погрешности приближения построенным оператором и оценка этой погрешности. Также в работе строится и исследуется четырехмерная математическая модель трехмерного тела, меняющегося со временем. Приводится вычислительный эксперимент по восстановлению внутренней структуры сердца человека по томограммам, лежащим на системе взаимно перпендикулярных плоскостей, которые поступают из реально действующего компьютерного томографа. В статье представлены некоторые возможности работы с томограммами при восстановлении внутренней структуры трехмерного тела по известным проекциями этого тела (томограммам)., Розглядається задача відновлення внутрішньої структури (щiльностi, коефіцієнта поглинання або послаблення) тривимірного тiла за допомогою інформації про неї у вигляді томограм, що задані на деякій системі площин, які перетинають об’єкт дослідження. Ця задача виникає на практиці в тих випадках, коли серед площин, які входять в експериментальні дані, немає площини, що складається з того чи іншого набору точок, які цікавлять дослідника. Наприклад, така задача може виникнути після того, як пацієнт пройшов дослідження на медичному томографі. I після аналізу отриманих томограм виникає необхідність знайти за їх допомогою ще одну чи декілька томограм в площинах, які перетинають тіло та не співпадають з жодною із заданих площин. Зазначається, що оператори інтерфлетації функцій є природнім узагальненням операторів інтерполяції функцій трьох змінних. Тому, як і у випадку інтерполяції, похибки в експериментальних даних (в даному випадку, в томограмах) привносяться також і в оператори інтерфлетації. В математиці існує альтернатива операторам інтерполяції – оператори апроксимації. Це оператори, що побудовані шляхом згладжування експериментальних даних за допомогою поліномів, раціональних функцій, тригонометричних поліномів, вейвлетів тощо. Будується оператор мішаної апроксимації функції трьох змінних за допомогою поліномів Бернштейна; наводиться загальний вигляд похибки наближення побудованим оператором та оцінка цієї похибки. Також в роботі будується та досліджується чотиривимірна математична модель тривимірного тіла, що змінюється з часом. Наводиться обчислювальний експеримент з відновлення внутрішньої структури серця людини за томограмами, що лежать на системі взаємно перпендикулярних площин, які поступають з реально діючого комп’ютерного томографа. В статті представлені деякі можливості роботи з томограмами при відновленні внутрішньої структури тривимірного тіла за відомими проекціями цього тіла (томограмами).

В статье содержится информация о программе САПР SolidWorks, изучаемой в МГТУ им. Н.Э.Баумана. Подробно расписана программа занятий «от простого к сложному», выполняемых в SolidWorks на один семестр, отмечаются особенности этой программы перед Autodesk Inventor, приведены учебные пособия, разработанные преподавателями МГТУ им. Н.Э.Баумана, для успешного изучения программы SolidWorks. Может быть полезно для слушателей факультета повышения квалификации и начинающих молодых преподавателей в качестве вспомогательного материала в работе со студентами., The article contains information about the CAD program SolidWorks, which is being studied at the Bauman Moscow State Technical University. The program of classes "from simple to complex", performed in SolidWorks for one semester, is described in detail, the features of this program before Autodesk Inventor are noted, the tutorials developed by the teachers of the Bauman Moscow State Technical University for the successful study of the SolidWorks program are given. It can be useful for students of the faculty of advanced training and novice young teachers as an auxiliary material in working with students., Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 1 (103) 2021, Pages 124-126

Эксплуатация месторождений минеральных вод требует их рационального использования. Чтобы избежать ухудшения качества воды и нарушения гидродинамических процессов месторождений, необходима единая система мониторинга и управления процессом добычи природных ресурсов. В связи с этим ставится задача разработки системы автоматизированного управления, способной анализировать происходящие изменения и вносить корректировки в параметры добычи. Однако современные методы моделирования гидрогеологических объектов имеют ряд недостатков и требуют серьезного анализа для получения достоверных результатов моделирования. В ходе исследования были рассмотрены методы моделирования гидрогеологических систем, реализованные на месторождениях Кавминвод (КМВ). Основное направление развития получили методы, использующие фильтрационное моделирование. Рассмотрены такие уравнения, описывающие процессы геофильтрации, как двумерные и трехмерные. Описаны особенности применения трех моделей с учетом строения и расположения водоносных горизонтов и грунтовых вод. Произведен учет изменения вертикального скоростного компонента потока между водоносными горизонтами и горизонтом грунтовых вод. Представлены значения погрешностей моделирования по каждому методу. Результаты исследования представляют конструктивные и физические параметры рассмотренных моделей, реализованных на гидрогеологических объектах региона КМВ. Модели имеют допустимую погрешность, определенную на основе сравнения значений модельного эксперимента с полученными на реальных объектах данными, в связи с чем сделан вывод о их эффективности в решении данного класса задач. Для повышения достоверности результатов необходим учет количества пластов, их состава, структуры, целостности, и, кроме того, включение параметров, учитывающих их взаимное влияние., The exploitation of mineral deposits requires their rational use. In order to avoid deterioration of water quality and disruption of hydrodynamic processes of deposits, a unified system of natural resources extraction process monitoring and management is necessary. In this regard, the goal is to develop an automated control system that can analyze the changes taking place and make adjustments to the production parameters. However, modern methods of modeling hydrogeological objects have a number of disadvantages and require serious analysis to collect reliable modeling results. In the study, the methods of modeling hydrogeological systems implemented at the Kavminvod deposits were evaluated. The main direction of development was obtained by methods using filtration modeling. Such equations describing the processes of geofiltration as two-dimensional and three-dimensional are considered. The results of the study represent the design and physical parameters of the reviewed models implemented on hydrogeological objects of the CMS region. The models have an acceptable error determined by comparing the values of the model experiment with the data derived from real objects; therefore, it is concluded that they are effective in solving this class of problems. To increase the reliability of the results, it is necessary to take into account the number of layers, their composition, structure and integrity and, additionally to include parameters that does not ignore their mutual influence., МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, Выпуск 4 (35) 2021, Pages 1-2

Современные аддитивные технологии представляют собой полный пакет интегрированных решений, начиная от профессионального оборудования и материалов и до специализированного программного обеспечения. Внедрение подобных технологий и оборудования на мебельных предприятиях Республики Беларусь позволит обеспечить высокое качество продукции, снизить ее себестоимость и повысить конкурентоспособность. В статье рассмотрены вопросы использования аддитивных технологий для производства декоративных элементов мебели.

Цель данной работы – расширить туристические возможности на территории Республики Беларусь, а также привлечь жителей города Минска к изучению своего города.

Данная работа посвящена разработке концептуальной модели нового трамвайного вагона. Сделан исторический обзор, оценено современное состояние вопроса, приведены характеристики популярных эксплуатированных марок трамваев, представлены некоторые современные концепции новых трамвайных вагонов, описаны современные публикации, посвященные данной теме. На основе анализа сформулирована задача проектирования, представлены эскизные модели, выбрана концепция дизайна изделия с учетом эргономических норм. Обозначены этапы трехмерного моделирования изделия, выбрана трехмерная среда моделирования, на основе метода полигонального моделирования создан корпус вагона. Приведены особенности присвоения материалов на основе полигональной сетки объекта. Для визуализации трехмерной сцены использованы источники освещения VRayLight. В качестве итоговой сцены показана визуализация тонированной трехмерной модели предложенной концепции вагона трамвая., The article discusses the development of a conceptual model of a new tram car. The study conducts a historical review, evaluates the current state of the issue, provides the characteristics of popularly used tram brands, presents some modern concepts of new tram cars, and describes modern publications on this topic. According to the analysis, the authors formulate the objective of the research, present sketch models, and select the product design concept taking into account ergonomic standards. The study also indicates the stages of three-dimensional modeling of the product, selects a three-dimensional modeling environment, and creates the car body on the basis of the polygonal modeling method. The features of assigning materials based on the polygonal grid of the object are also presented. VRayLight lighting sources are used to visualize the three-dimensional scene. As a final scene, the article demonstrates the visualization of a tinted three-dimensional model of the proposed concept of a tram car., Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 6 (108) 2021, Pages 137-145

Математическое моделирование распространения жидкости с учетом трения и препятствия, при движении в окружающей вязкой среде. Учитывая объективные трудности трехмерного моделирования рассматриваемых течений, построена двумерная модель ударной волны Бюргерса на двумерной прямоугольной области в среде PTC MathCAD. Двумерная модель построена методом осреднения по высоте исходных одномерных уравнений гидродинамики. Рассмотрен метод аппроксимация ударной волны Бюргерса на двумерную прямоугольную область в среде PTC MathCAD. Он основан на использовании одномерного параболического дифференциального уравнения в частных производных. С помощью построенной модели возможно решение широкого круга задач динамики жидкости. Используемый принцип суперпозиции одномерных решений позволяет получить приближенное решение, достаточное для моделирования двумерного течения ударной волны в прямоугольном канале при широком диапазоне чисел Рейнольдса, характеризующих отношение нелинейного и диссипативного членов в уравнении Навье - Стокса. Установлена возможность описания крутого профиля ударной волны. Приводится алгоритм численного расчета, предназначенный для аппроксимации двумерного уравнения Бюргерса в среде инженерных расчетов PTC MathCAD., The paper is devoted to mathematical modeling of fluid propagation, taking into account friction and obstacles, when moving in the surrounding viscous medium. Taking into account the objective difficulties of three-dimensio nal modeling of the considered flows, a two-dimensional model of the Burgers shock wave is constructed on a two-dimensional rectangular region in the PTC MathCAD environment. The two-dimensional model is constructed by the method of height averaging of the initial one-dimensional equations of hydrodynamics. The method of approximation of the Burgers shock wave to a two-dimensional rectangular region in the PTC MathCAD environment is considered. It is based on the use of a onedimensional parabolic partial differential equation. With the help of the constructed model, it is possible to solve a wide range of fluid dynamics problems. The used principle of superposition of one-dimensional solutions allows us to obtain an approximate solution sufficient for modeling the two-dimensional shock wave flow in a rectangular channel with a wide range of Reynolds numbers that characterize the ratio of the nonlinear and dissipative terms in the Navier-Stokes equation. The possibility of describing the steep profile of the shock wave is established. A numerical calculation algorithm is presented for approximating the twodimensional Burgers equation in the PTC MathCAD engineering calculation environment.

Исследование новых типов электрических машин с улучшенными электромеханическими характеристиками требует проведения огромного количества вычислений, при этом анализ оптимального соотношения тех или иных параметров является многокритериальной задачей, не всегда имеющей единственно верное решение, удовлетворяющее всем поставленным задачам. Сравнительно недавнее появление и применение в исполнительных механизмах новых типов электрических машин малых габаритов на основе обмоток со сложной геометрией активной части исключает возможность классического плоскостного моделирования, однако трехмерное моделирование требует значительных вычислительных и временных ресурсов. В связи с этим данное исследование посвящено анализу возможности применения дискретного моделирования сложных объектов с возможностью оптимизации свойств исследуемого объекта. В ходе исследования был проведен анализ конструктивного исполнения объекта моделирования с последующим формированием массива дискретных моделей. Формирование подобного типа моделирования было обосновано, исходя из условия отсутствия резких структурных и конструктивных изменений исследуемого объекта. Моделирование проводилось в среде ANSYS путем формирования скрипт-файла на языке APDL. Результаты исследования демонстрируют возможность проведения такого рода моделирования применительно к бесконтактным двигателям постоянного тока с ромбовидной обмоткой с возможностью оптимизации по определенному критерию. Хотя представленная модель имеет ряд допущений и пока полностью не способна заменить трехмерное моделирование, материалы статьи представляют практическую ценность для разработчиков программного обеспечения, направленного на анализ физического состояния электрических машин., The study of new types of electric machines with improved electromechanical characteristics requires an enormous amount of calculations. By contrast, the analysis of the optimal ratio of selected parameters is a multi-criteria task, which does not always have the only correct solution that satisfies all the tasks set. The relatively recent appearance and application in actuators of new types of small-sized electric machines based on windings with the complex geometry of the active part exclude the possibility of classical planar modeling. Alongside, three-dimensional modeling requires significant computational and time resources. In this regard, this study is devoted to the analysis of the possibility of using discrete modeling of complex objects with the possibility of optimizing the properties of the object under study. During the study, an analysis of the structural design of the modeling object was carried out, followed by the formation of an array of discrete models. The formation of this type of modeling was justified based on the condition of the absence of sharp structural and structural changes in the object under study. The simulation was performed in the ANSYS environment by generating a script file in the APDL language. Study results demonstrate the possibility of carrying out this kind of modeling relating to the rhomboid brushless direct current motor with the possibility of optimization according to a certain criterion. Although the presented model has several assumptions and is not yet fully capable of replacing three-dimensional modeling, the article materials are of practical value for software developers aimed at analyzing the physical state of electrical machines., МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, Выпуск 1 (32) 2021, Pages 11-12

Статья поступила в редакцию 15.07.2021; одобрена после рецензирования 31.08.2021; принята к публикации 15.09.2021. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. The article was submitted 15.07.2021; approved after reviewing 31.08.2021; accepted for publication 15.09.2021. Одним из главных элементов исторической памяти калининградцев является заселение региона советскими людьми после Второй мировой войны. В статье показана возможность применения виртуального моделирования для сохранения памяти о миграционной политике советской эпохи, значимой для отдельных регионов и всего государства. На примере Калининградской области дано детальное описание 3D-реконструкции важнейшего элемента жизни сельских переселенцев — жилого дома. Рассмотрены проблемы поиска и использования в ходе моделирования архивных, устных, материальных, визуальных и других исторических источников как в области вселения, так и в местах выхода переселенцев. Охарактеризованы трудности, возникшие при виртуальном воссоздании отдельных предметов послевоенного советского быта. One of the main elements of the historical memory of Kaliningraders is the settlement of the region by Soviet people after the Second World War. The article shows the possibility of using virtual modeling to preserve the memory of the migration policy of the Soviet era, which is significant for separate regions and the entire state. Drawing on the example of the Kaliningrad region, a detailed description of 3D-reconstruction of the dwelling house — most important element of the rural settler’s life is given. The problems of searching and using in the course of modeling archival, oral, material, visual and other historical sources both in the field of settling and in places of removal are considered. The difficulties that have arisen during the virtual reconstruction of individual items of the post-war Soviet everyday life are characterized.

The main theme of the article is a cascade method in production management. The supposed approach is proposed to be very efficient in long-term technical system management. This method is widely known in many different fields though for production technical preparation was used for the first time. This article highlights its essence, fundamental regularities that lay beyond it, its relevance, and results of approbation in real production. A new regularity that has never been observed earlier was highlighted as well. These regularities can be used for production management in terms of time-cost and can help to provide smart project management. Application of 3D imitation models for decision making verification in production development was observed as well., Статья посвящена каскадному методу технической подготовки производства как перспективному методу управления технической системой в долгосрочный период. Этот метод широко применяется в разных отраслях, но для проблематики организации и управления производством впервые. В статье освещается сущность метода, фундаментальные закономерности, которые лежат в его основе, его актуальность в условиях четвертой промышленной революции, а также практическое применение и результаты апробации метода в реальном производстве. Статья также освещает возможности применения новых ранее неисследованных зависимостей для управления производством по координатам время-затраты. В публикации также освещается проблематика применения трехмерного имитационного моделирования для задачи верификации проектных решений., Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 3 (105) 2021, Pages 107-113

В данной статье сформированы обоснованные граничные условия суперкомпьютерных предварительных расчетов, разработана и предложена к использованию методика проведения вычисли- тельных экспериментов с использованием механизма дискретных частиц по виртуальному резанию древесного анизотропного материала выбранным типом фрезерного инструмента. Представлены корректные геометрические и конечно-элементные модели с высокой детализацией анизотропного обрабатываемого древесного материала и перспективной фрезы с наноразмерной режущей вставкой, создающей предпосылки для реализации процессов самозатачивания инструмента в процессе работы. Рассмотрены подходы отражения анизотропных свойств древесных материалов в вычислительных суперкомпьютерных экспериментах, которые требуют более детального рассмотрения. Предложенная методика проведения вычислительных экспериментов ставит целью работы выявить зависимости характеристик процесса резания от высокоскоростных режимов и позволяет исследовать параметры режимов обработки, учитывая изменение физико-механических свойств от сердцевинной части к заболонной при изменении ее относительной влажности, а также изменение трехмерного напряженно-деформированного состояния древесины после удаления влаги в структуре древесины (сушке). Полученные результаты исследований являются основой для моделирования высокоскоростных процессов лезвийной обработки древесных материалов, при определении значимых выходных технологических параметров для деревообрабатывающих предприятий Республики Беларусь.

Развитие цифровых технологий обусловило их активное применение в гуманитарных дисциплинах, прежде всего в археологии. В предлагаемой статье рассматриваются новые возможности и перспективы использования трехмерного моделирования при помощи сканеров структурированного подсвета с целью получения новых, ранее не доступных данных. Трехмерное сканирование имеет определенные преимущества в научном контексте перед методами фотограмметрии и компьютерной томографии, заключающиеся в применении относительно недорогого оборудования и возможности получения масштабированных трехмерных моделей, полностью соответствующих артефактам. Последние обстоятельства позволяют проведение абсолютно точных метрических измерений и любых процедур неразрушительного манипулирования моделями, что выводит археологические исследования на новый уровень, когда возможна верификация любых полученных данных и проведенных экспериментов, что скорее соответствует естественным, чем гуманитарным наукам. В последние годы были созданы или усовершенствованы ранее недоступные археологам исследовательские процедуры: трехмерный геометрико-морфометрический анализ, расчет объема / центра гравитации артефактов, прорисовка контуров негативов. Основные возможности новых методов исследований демонстрируются на примере трехмерных моделей артефактов из среднепалеолитических комплексов Чагырской пещеры (Горный Алтай).

Резюме. Трехмерное моделирование и изготовление анатомически точных моделей необходимо для изучения инновационных методов фиксации шейного отдела позвоночника. Методы. Изготовление модели субаксиальной части шейного отдела позвоночного столба включает в себя создание компьютерной трехмерного макета, вытачивание модели позвонка из твердой породы дерева и соединение элементов в единую модель при помощи силиконового полимера. Результаты. Модель является анатомически точной, и может служить инструментом предоперационного планирования. Дискуссия.Модель субаксиальной части шейного отдела позвоночного столба может быть использована в биотехнологии и медицине при проведении серийных испытаний под действием внешних нагрузок для изучения фиксационных свойств вертебральных фиксаторов, а также при обучении технике различных вариантов фиксации шейного отдела позвоночника., Three-dimensional modeling and production of anatomically accurate models is necessary for the study of innovative methods of fixation of the cervical spine. Methods: The production of the model of the subaxial part of the cervical spine includes the creation of a computer three-dimensional model of the subaxial cervical vertebra, grinding the model of the vertebra from solid wood and the connection of elements into a single model using a silicone polymer. Results: The model is anatomically accurate. The model can serve as a preoperative planning tool. Discussion: The model of the subaxial part of the cervical spine can be used in biotechnology and medicine during serial tests under the influence of external loads to study the fixation properties of vertebral clamps, as well as in teaching the technique of various options for fixing the cervical spine., Уральский Медицинский Журнал, Выпуск 8 (191) 2020

Капова пещера (Шульган-Таш) располагается в Бурзянском районе Республики Башкортостан. Это одна из крупнейших карстовых пещер на западном склоне Южного Урала, памятник природы, истории и культуры. До недавнего времени исследователи использовали карты и топопланы пещеры, сделанные в 1970-х гг., отличающиеся большой погрешностью и неточностью. Комплексное документирование карстовой полости системы пещеры в 2017 г. было предпринято с целью создания набора взаимосвязанных пространственных данных, описывающих собственно карстовую полость, ее ландшафтный и геологический контексты и палеолитические рисунки. Изучение отечественного и мирового опыта картирования пещер показывает, что в общем случае эта задача исследователями не решена. Наскальные рисунки в пещерах часто документируются без определения их точного пространственного положения. Однако эта информация представляется критически важной для консервации рисунков, так как грунтовые минерализованные воды, поступающие по трещинам, угрожают их сохранности. Проведенные работы предполагают в перспективе создание цифрового образа пещерного памятника палеолитической живописи. Для дальнейшего исследования и сохранения Каповой пещеры как уникального памятника природы и культурного наследия необходимо суммировать сведения о характере натечных образований на стенах, расположении археологических раскопов прошлых лет, мест находок и взятых проб, инженерных сооружений, датчиков системы мониторинга, интегрировав все эти данные в цифровую информационную модель пещеры. Такая информационная модель, обеспечивая работу с разными уровнями детальности - от горного массива в целом, до отдельной поверхности с рисунками, несомненно, позволит лучше исследовать взаимосвязи между карстовой полостью и поверхностью, поставить новые исследовательские вопросы, предложить аналитические или методологические протоколы, использующие возможности трехмерного моделирования и геоинформационных технологий., Kapova (Shul’gan-Tash) Cave (Burzyanskiy district, Republic of Bashkortostan) is one of the largest karst caves on the western slopes of the Southern Urals and a natural, historical and cultural site. Until recently, maps and topographic plans of the cave made in the 1970s were used, these maps and plans were not accurate and contained a lot of errors. Comprehensive documenting of the cave karst cavern was undertaken in 2017 to create a set of interconnected spatial data describing the karst cavern, its landscape, geological context and Palaeolithic drawings. National and world experience in mapping caves shows that rock drawings in caves are often documented without determining their precise spatial position. However, this information is critically important for preservation of drawings. This exercise is intended to create a digital model of this cave site of Palaeolithic art. To conduct follow-up studies and preserve Kapova Cave, it is necessary to summarize information on the nature of dripstone deposits on its walls, areas excavated by earlier archaeological expeditions, location of finds and selected samples, engineering constructions, monitoring system sensors by integrating these data into a digital information model of the cave. This model will support research at different levels of details and will help to study links between the karst cavern and the top surface proposing analytical or methodological protocols with the use of 3D modeling and geoinformation technologies., Краткие сообщения Института археологии (КСИА), Выпуск 261 2020, Pages 67-81

Программный комплекс виртуальных лабораторных работ для дистанционного обучения по дисциплине "Физика" выполнен с помощью программы трехмерного моделирования 3DsMAX, межплатформенной среды разработки Unity и языка программирования C#. Каждая виртуальная лабораторная работа комплекса основана на материалах лабораторного практикума, изданного в учреждении образования "Белорусский Государственный Технологический Университет".

Рассматривается трехмерная модель твердотельного электролита со сляб геометрией, содержащей зерно и межзеренную прослойку, описываемую слоями, которые характеризуются дополнительными межузловыми энергетическими барьерами. Взаимодействие между подвижными ионами принимается состоящим из дальнодействующего электростатического отталкивания и короткодействующего притяжения. Система находится между двумя противоположно заряженными электродами. Выполняется моделирование описанной системы по методу Монте-Карло. При этом кулоновская энергия определяется суммированием по методу Эвальда с добавлением дополнительных "вакуумных областей" с обеих сторон сляба. Исследуется профиль концентрации подвижных ионов при различных условиях. Сопоставление результатов с аналитическими вычислениями показывает их количественное расхождение в пределах 15%.

В статье обсуждаются вопросы применения среды дополненной виртуальности на основе программно-аппаратного комплекса класса виртуальной реальности при обучении студентов физике твердого тела. Рассмотренные методы и средства на примере моделирования в области кристаллографии повышают интерес со стороны студентов к изучаемым понятиям и процессам, позволяют улучшить контроль со стороны преподавателя и обеспечить с помощью метода скаффолдинга индивидуальный подход к студентам. Полученные результаты показывают успешное освоение студентами вопросов физики твердого тела при изучении трехмерных моделей пространственных объектов в виртуальной среде., The article discusses the application of the augmented virtuality environment based on the software and hardware complex of the virtual reality class when teaching students solid state physics. The considered methods and tools on the example of modeling in the field of crystallography increase the interest on the part of students in the studied concepts and processes, allow increasing control of lecturer and provide an individual approach to students using the scaffolding method. The results show the students' successful mastery of solid-state physics issues in the study of three-dimensional models of spatial objects in a virtual environment., ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО ГОРОДСКОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ, Выпуск 2 (52) 2020