Скачать книги категории «Математика»

Монография представляет собой первое систематизированное изложение теории оптимального сглаживания в нелинейных дискретных системах со случайной скачкообразной структурой и в системах с детерминированной структурой, снабженное подробными доказательствами, комментариями и примерами. Материал изложен с позиции единого методологического подхода, основанного на фундаментальных концепциях теории марковских процессов и байесовского оценивания. Полученные рекуррентные алгоритмы оптимального и приближенно-оптимального сглаживания состоят из алгоритмов прогнозирования, фильтрации и интерполяции с использованием разработанного автором метода двухмоментной параметрической аппроксимации законов распределения случайных процессов. Книга адресована научным работникам, инженерам и учащимся вузов, специализирующимся в области информационно-управляющих систем.

В монографии изложены новейшие достижения в области аналитического и компьютерного моделирования механических процессов в конденсированном веществе с микроструктурой. Подробно обсуждаются как методы компьютерного моделирования, так и теоретические основы описания процессов деформирования и разрушения. Подходы, рассматриваемые в книге, особенно важны для описания процессов, при которых происходит нарушение сплошности материала, а также при переходе на масштабные уровни, на которых существенным оказывается учет атомарного строения вещества, в частности, для описания наноструктур. Монография содержит как оригинальные результаты автора, так и необходимые сведения учебного характера из соответствующих разделов механики. Книга основана на материалах, опубликованных автором в последние годы в российских и зарубежных издательствах. Для научных сотрудников, преподавателей, аспирантов и студентов вузов, обучающихся по физическим и математическим специальностям.

Развиваются методы ускорения сходимости итерационного процесса, основанные на использовании геометрических и алгебраических многосеточных технологий, предобусловливании уравнений Навье-Стокса при моделировании низкоскоростных течений и модификации метода пристеночных функций в расчетах турбулентных течений. Обсуждаются методы ускорения газодинамических расчетов с помощью параллелизации и векторизации вычислений на массивно-параллельных компьютерах и графических процессорах общего назначения, а также методы декомпозиции расчетной области и методы балансировки нагрузки процессоров. Для специалистов в области механики жидкости и газа, вычислительной газовой динамики, аэрокосмической техники и энергомашиностроения, а также для магистрантов и аспирантов соответствующих специальностей. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 13-08-07026.

Монография является расширенным и переработанным переизданием монографии автора «Стохастические уравнения глазами физика (Основные положения, точные результаты и асимптотические приближения)», М.: Физматлит, 2001. Материал для удобства пользования излагается в двух практически независимых томах. В первом томе на основе функционального подхода излагается теория стохастических уравнений (обыкновенные дифференциальные уравнения, уравнения в частных производных, краевые задачи и интегральные уравнения). Развитый подход позволяет получить точное решение стохастических задач для ряда моделей флуктуирующих параметров (телеграфный, обобщенный телеграфный процессы, марковские процессы с конечным числом состояний, гауссов марковский процесс и функции от этих процессов). Рассматриваются также асимптотические методы анализа стохастических динамических систем, такие как приближение дельта-коррелированного случайного процесса (поля) и диффузионное приближение. Добавлены разделы, посвященные динамическому и статистическому описанию простейших систем гидродинамического типа. Для научных работников, специализирующихся в областях акустики, гидродинамики, радиофизики, прикладной математики, теоретической и математической физики, имеющих дело со стохастическими динамическими системами, а также для студентов старших курсов и аспирантов. Монография подготовлена при поддержке РФФИ (проекты: 07-05-0006a, 05-05-64745a). Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 07-05-07002

Монография является расширенным и переработанным переизданием монографии автора «Стохастические уравнения глазами физика (Основные положения, точные результаты и асимптотические приближения)», М.: Физматлит, 2001. Материал для удобства пользования излагается в двух практически независимых томах. Во втором томе на основе общих методов, изложенных в первом томе, излагается теория когерентных явлений в стохастических динамических системах, происходящих с вероятностью единица, т. е. почти во всех реализациях случайных процессов. Рассматриваются такие явления, как кластеризация частиц и поля пассивной примеси в случайном поле скоростей, динамическая локализация плоских волн в слоистых случайных средах и образование каустической структуры волнового поля на основе скалярного параболического уравнения при распространении волн различной природы в многомерных случайных средах. На основе материала монографии значительно расширено изложение задач диффузии и кластеризации как безынерционной, так и малоинерционной пассивной примеси в различных средах и для различных условий. Рассмотрены также особенности статистического описания волнового поля в стохастических слоистых волноводах (на примере акустических волн в океане) и статистическое описание собственных функций и собственных значений стохастических волновых задач. В приложении к этому тому более подробно рассмотрено применение метода погружения к краевым волновым задачам. Книга предназначается для научных работников, специализирующихся в областях акустики, гидродинамики, радиофизики, прикладной математики, теоретической и математической физики, имеющих дело со стохастическими динамическими системами, а также для студентов старших курсов и аспирантов. Монография подготовлена при поддержке РФФИ (проекты: 07-05-0006a, 05-05-64745a). Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 07-05-07002

В монографии представлен ряд методов построения точных решений линейных и нелинейных уравнений с частными производными. Изложение ведется в рамках двух основных парадигм: непрерывные преобразования и инвариантность. Особое внимание уделяется таким подходам, как методы интегрирования Дарбу, Эйлера, Беклунда, Мутара. Дано обобщение классических методов для систем дифференциальных уравнений, подробно описан новый способ интегрирования – метод линейных определяющих уравнений. С характеристиками систем уравнений связываются инвариантные тензоры и интегральные инварианты, обсуждаются локальные законы сохранения. В качестве приложений рассмотрены математические модели механики сплошной среды – от гидродинамики до нелинейной теплопроводности. Книга рассчитана на широкий круг читателей – математиков, механиков, физиков, преподавателей вузов и студентов. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 09-01-07011

В книге изложены методы расчета квазистационарного электромагнитного поля замкнутых и разомкнутых многосвязных немагнитных оболочек с неоднородной и анизотропной проводимостью. В основу расчета положены замена оболочки проводящей поверхностью и скалярное интегральное уравнение для функции вихревого тока. Значительное внимание уделено явным представлениям оператора интегрального уравнения, исследованию его свойств, оценкам интегральных параметров электромагнитного процесса и приближенным формулам. Рассмотрены установившийся и переходный режимы для неподвижных и движущихся оболочек. Приведены многочисленные примеры расчетов. Эффективность теории демонстрируется задачами о электродинамическом подвесе транспортных средств, о потерях на вихревые токи в оболочках-экранах криотурбогенератора и транспортного криомодуля. Для научных работников и инженеров, специализирующихся в области расчета электромагнитных полей. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 12-08-07105, не подлежит продаже

Монография посвящена изучению поляронных эффектов в двухэлектронных системах теории биполяронов большого радиуса, D–центров, обменно-связанных пар, межполяронного взаимодействия и косвенных взаимодействий примесных центров через поля элементарных возбуждений кристаллической решетки. Проанализированы различия между двухцентровой и одноцентровой моделями континуального биполярона в изотропных и анизотропных кристаллах. Показано, что учет межэлектронных корреляций может значительно понизить энергию биполярона и D–центра и обменно-связанных пар мелких водородоподобных центров. Двухцентровая конфигурация биполярона соответствует мелкому побочному минимуму и нестабильна. Обменное взаимодействие между пекаровскими поляронами, обусловленно фотонами, носит антиферромагнитный характер и превышает ферромагнитное взаимодействие, соответствующее прямому кулоновскому обмену между электронами, локализованными в поляронных потенциальных ямах. Обсуждается возможность возникновения высокотемпературной сверхпроводимости, вызванной сверхтекучестью биполяронов, а также вопросы, связанные с вингнароской кристаллизацией поляронного газа. В континуальном приближении рассмотрены эффекты, связанные с влиянием носителей тока в зоне проводимости, или дырок в валентной зоне на энергию локализованных и автолокализованных состояний, эффекты автолокализации заряженных частиц в плазме твердого тела и электролитах, косвенные взаимодействия парамагнитных центров с плазменными колебаниями носителей тока в твердых телах. Значительная часть монографии посвящена примерам нахождения энергетического спектра локализованных и свободных поляронов и биполяронов вариационными методами с использованием минимизации многопараметрических функционалов. Расчеты проводились с учетом пространственной корреляции – прямой зависимости волновой функции системы от межэлектронного расстояния. Рассмотрены пределы сильной связи, так же методы нахождения энергии с учетом поляронных эффектов при произвольной величине электрон-фононных взаимодействий. Приведены многочисленные результаты численных расчетов энергии двухэлектронных систем для ряда конкретных кристаллов, а также для различных параметрах электрон-фононного взаимодействия. Рекомендована в печать Ученым советом ИФП НАН Украины и Ученым советом ИМПБ РАН. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 13-01-07004-д

Системно излагаются основные методы описания движения твердого тела, в том числе использующие для описания движения гиперкомплексные переменные – кватернионы Гамильтона и бикватернионы Клиффорда. Изложение иллюстрируется конкретными примерами решения геометрических и кинематических задач механики твердого тела и систем твердых тел из таких областей науки и техники, как навигация и управление движением, механика космического полета, приборостроение, теория механизмов и машин, робототехника. Используется для решения задач определения ориентации и навигации движущихся объектов в инерциальной, ортодромической и географической сопровождающих системах координат с помощью бесплатформенных инерциальных навигационных систем, кинематических задач управления движением, геометрических и кинематических задач платформенного комплекса «Манипулятор – трехосная стабилизированная платформа» космического проекта «Марс-94». Для студентов, аспирантов, преподавателей, научных сотрудников и инженеров – специалистов в области теоретической и прикладной механики, прикладной математики, навигации и управления движением, приборостроения, робототехники.

Сборник задач соответствует современному курсу статистической физики для студентов физических специальностей вузов. Наряду с классическими задачами впервые рассматриваются задачи по теории квантовых жидкостей, которая широко применяется в настоящее время в физике твердого тела, физике металлов, физике магнитных явлений, ядерной физике и астрофизике. Для большинства задач приведены подробные решения. Допущено Учебно-методическим объединением по направлениям педагогического образования Министерства образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 540200 (050200) Физико-математическое образование.

Разработана методология анализа деятельности парламента, позволяющая выявить влияние участников на его решения и оценить его структурную устойчивость. Описаны состав, ключевые события Государственной Думы Российской Федерации I–IV созывов. Проанализированы распределения влияния групп и фракций при расчете без ограничений на формирование коалиций и при различных сценариях образования коалиций. Оценена структурная устойчивость Государственной Думы III созыва. Для этого использовано позиционирование депутатов и фракций на политической карте и дана оценка согласованности позиций этих фракций. Построена оценка дрейфа позиций политических партий. Проведен подробный анализ распределения влияния и структурной устойчивости в Государственных Думах Российской Империи. Дан краткий исторический обзор создания и функционирования этого парламента. Построенная методология может стать эффективным инструментом исследования процесса принятия решений в выборных органах. Книга предназначена специалистам в области теории принятия решений, особенно коллективных и политических, в области государственного управления и институциональной экономики, а также политологам. Она будет полезна студентам, обучающимся по этим специальностям.

Представлены оригинальные результаты в области математического и численного моделирования механического поведения разнопрочных и сыпучих сред. С помощью предлагаемых моделей определялись зоны локализации деформаций. Исследованы процессы распространения упругих и упругопластических волн в разрыхленных средах. Построены модели смешанного типа, описывающие течение сыпучих материалов при наличии застойных зон квазистатического деформирования. Были рассмотрены вопросы численной реализации моделей механики сыпучих сред на многопроцессорных вычислительных системах. Книга предназначена научным работникам, преподавателям университетов, аспирантам и студентам старших курсов, специализирующимся в области механики деформируемых сред, математического моделирования и смежных областях прикладной и вычислительной математики. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 07-01-07008д

Монография представляет собой последовательное изложение нового численно-аналитического метода решения динамических задач механики деформируемого твердого тела. Представлен прямой вариант метода граничных интегральных уравнений с гранично-элементной техникой численного моделирования. Для преодоления проблемы неэффективности применения методов граничных интегральных уравнений и граничных элементов к трехмерным динамическим задачам анизотропной теории упругости и ее расширений дано описание неклассической схемы редукции краевых задач к новым граничным интегральным уравнениям. Построенные граничные интегральные уравнения являются точными, в отличие от всех других известных схем, для которых итоговые граничные интегральные уравнения являются приближенными. Схема распространена на краевые задачи динамической механики деформируемого твердого тела с сопряженными полями. Эффективность неклассического подхода продемонстрирована на решении ряда трехмерных динамических задач для изотропных тел. Для научных работников, аспирантов и студентов, специализирующихся в области теории и численных методов решения трехмерных динамических задач механики деформируемого твердого тела. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 08-01-07088д

Основная цель книги – ознакомить читателя с наиболее эффективными и апробированными классическими и новыми стохастическими и детерминированными методами оценки и прогнозирования, научить использовать эти методы при решении конкретных задач обработки данных. Изложены основные понятия параметрической и непараметрической статистики, а также некоторые новые методы робастного оценивания, учета априорной информации и прогнозирования, включая алгоритмы их численной реализации. Представлены основы нового направления обработки данных – метрического анализа, позволяющего решать задачи интерполяции, восстановления и прогнозирования функций одной и многих переменных на основе эффективного использования информации стохастического и детерминированного характеров об исследуемой функциональной зависимости. Предполагается, что читатель предварительно освоил курс теории вероятностей и математической статистики на базе, например, книги В. С. Пугачева «Теория вероятностей и математическая статистика». Предназначена преподавателям, научным работникам, аспирантам, студентам старших курсов различных специальностей, использующих математические методы обработки данных.

Монография предназначена аспирантам и инженерам, занимающимся изучением свойств управляющих систем, в структуре которых функционируют интеллектуальные измерительные системы. Сформулированы требования к математическим моделям объектов управления и математическим моделям измерительной информации. Предложены методики имитационного моделирования процессов управления, которые позволяют имитировать работу виртуальных приборов по мониторингу и визуализации процессов управлении объектами по обобщенным критериям управления. Рассмотрен ряд примеров по моделированию и визуализации процессов управления с помощью виртуальных приборов. Рекомендуется также студентам старших курсов при выборе тематики для магистерских диссертаций и бакалаврских работ. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 08-08-07025

В предлагаемой монографии – второй части многолетнего труда академика РАН И. И. Воровича – достаточно подробно обсуждены как классические аспекты современной механики, так и редко рассматриваемые в общих курсах элементы небесной механики, баллистики и теории потенциала. Наряду с современной трактовкой некоторых результатов по качественному исследованию динамических систем наличествует достаточно подробный исторический экскурс и библиографический обзор. Особенностью книги является систематическая направленность на приложения фундаментальных результатов к различным техническим проблемам. Подробность изложения, богатство фактического содержания, описание используемого математического аппарата позволяет рекомендовать эту монографию широкому кругу студентов, аспирантов, преподавателей, интересующихся механикой и прикладной математикой (историей, методами, приложениями). Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 08-01-07047

В монографии изложены основные идеи и методы, связанные с разработкой численных моделей в краевых задачах электродинамики СВЧ-диапазона, а также цифровой обработки сигналов и изображений. Она состоит из четырех глав. В первой и второй главах получены решения различных видов частотно-пространственных интегральных уравнений (ИУ) для планарных, квазипланарных структур, исследована дифракция электромагнитных импульсов на двух- и трехмерных металлических и диэлектрических телах, на щелях и отверстиях в идеально проводящем экране. В третьей главе представлены и обоснованы алгоритмы построения нового класса ортогональных вейвлетов Кравченко на основе атомарных функций (АФ) и новый метод численного дифференцирования, основанный на использовании WA-систем функций. В четвертой главе описаны конструкции ортогональных вейвлетов на основе АФ ha(x). Показаны преимущества нового класса аналитических вейвлетов Кравченко–Рвачева (АКР-вейвлетов) перед вейвлетами Добеши, Морле, Шеннона и других для анализа сверхширокополосных (СШП) сигналов. Представлен новый подход, основанный на комбинациях АФ в сочетании с классическими спектральными ядрами. Показано, что эти конструкции спектральных ядер, используемые при передаче и приеме информации, имеют преимущества перед уже известными в задачах спектрального анализа СШП сигналов. Для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов радиофизических и радиотехнических специальностей, работающих в области вычислительной математики и физики.

Рассмотрены математические модели необратимых процессов поляризации и переполяризации сложных сегнетокерамических элементов. Предложены методы решения нелинейных и необратимых задач пластичности и поляризации поликристаллических сегнетоэлектрических материалов. Рассмотрены численные алгоритмы расчета остаточных полей поляризации и деформации. Решены некоторые задачи по определению физических характеристик неоднородно поляризованных пьезокерамических элементов. Для специалистов в области моделирования необратимых процессов в сегнетоэлектрических структурах, студентов, аспирантов и научных работников. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 09-01-07103

Получены новые решения задач дифракции акустических волн на абсолютно твердых и деформируемых криволинейных препятствиях. Развит метод поверхностных функций влияния в рамках гипотезы тонкого слоя. Построены общая трехмерная теория оболочек и модель оболочки, податливой в поперечном направлении. Рассмотрена интеграция системы твердотельного моделирования SOLIDWORKS и программного комплекса MATLAB в задачах моделирования динамики абсолютно твердого тела и акустической среды. Для научных работников, аспирантов, студентов, специализирующихся в области задач нестационарного взаимодействия сплошных сред. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 09-01-07082-д, № 08-07-00160-a, № 08-01-00290-a, № 09-01-00731-a

Представлены основы математического моделирования и теории оптимизации управляющих решений в экономике, менеджменте и политологии. Обсуждаются возможности и трудности математического моделирования социально-экономических и политических процессов. Приводятся примеры моделей основных типов. Изложены начала математической техники анализа моделей в детерминированном приближении, в условиях неопределенности и в игровых взаимодействиях. Предполагается знакомство читателей с началами алгебры и анализа, а также с теорией вероятностей. Для студентов, аспирантов и преподавателей, специализирующихся в экономике, менеджменте и политологии. Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области экономики, менеджмента, логистики и бизнес-информатики в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 080100 «Экономика», 080500 «Менеджмент», 080700 «Бизнес-информатика».

В монографии с помощью метода погранслоя построены асимптотические разложения решений сингулярно возмущенных задач. Под сингулярно возмущенной задачей при этом понимается задача Коши, или краевая задача, для системы обыкновенных дифференциальных уравнений с малым параметром при старших производных (асимптотика решения при этом строится на конечном временном промежутке), либо, что, по существу, то же самое, это задача о построении асимптотики решения задачи Коши, или краевой задачи, для слабо возмущенной системы на асимптотически большом временном промежутке. Основное предположение при этом – существование у невозмущенной системы экспоненциально притягивающего интегрального многообразия для задачи Коши или гиперболического в нормальном направлении интегрального многообразия для краевой задачи. Такая постановка задачи позволяет перенести известные результаты А.Н. Тихонова и А.Б. Васильевой на значительно более широкий класс систем. Для специалистов в области математики, прикладной математики и механики, а также для студентов и аспирантов Рецензенты: гл. научн. сотр. Института системного анализа РАН, д.ф.-м.н., проф. М. Г. Дмитриев; д.ф.-м.н., проф. Н. Н. Нефедов.

В книге изложены проблемы практического использования композиционных материалов в тонкостенных конструкциях типа цилиндрических оболочек. Получены дифференциальные уравнения устойчивости и колебаний однослойных, трехслойных и слоистых оболочек, подкрепленных ребрами жесткости и упругим цилиндром, и предложены методы их решения. С помощью метода граничных параметров показано влияние граничных условий на состояние оболочек, а также исследовано поведение систем, имеющих естественные или искусственные ослабления. Рассмотрены вопросы динамики оболочек и защитных экранов при действии импульсного излучения и ударов твердых частиц. Решен ряд задач по флаттеру, динамической устойчивости и оптимизации подкрепленных оболочек. Даны методики экспериментов по моделированию процессов, импульсному нагружению и контролю развития трещин. Для специалистов по теории оболочек и строительной механике тонкостенных конструкций авиационной и космической техники, а также конструкторов, научных работников и студентов вузов соответствующих специальностей.

Монография посвящена основам теории дифракции в приложении к задачам механики и акустики. Приведены необходимые сведения из математического анализа и теории волновых процессов. Рассмотрены задачи дифракции в неограниченной среде, на прямолинейных рассеивателях, в слое постоянной толщины. Изложена теория Вейля–Карлемана для собственных частот колебаний ограниченных тел. Описаны методы решения обратных задач идентификации рассеивателя. Показано, что данная теория тесно связана с некорректными задачами, рассмотрению которых посвящена отдельная глава. В заключительной части излагаются численные методы решения нерегулярных задач. Книга предназначена студентам старших курсов физико-математических и инженерных специальностей, аспирантам и специалистам и предоставляет инструменты для создания собственных полезных методов, как аналитических, так и численных. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 13-01-07024, не подлежит продаже.

В книге дано достаточно полное и аккуратное обсуждение основных подходов к исследованию диссипативных структур, автоволновых процессов и диффузионного хаоса в большом классе различных нелинейных сред. Акцент сделан на классических результатах, полученных в ИПМ им. М. В. Келдыша РАН в научных школах академика А. А. Самарского и чл.-корр. РАН С. П. Курдюмова, – на теории режимов с обострением и на теории диффузионного хаоса. Специалистам по математической физике, прикладной математике и нелинейной динамике, а также преподавателям, аспирантам, студентам.