ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА ДЛЯ НЕСЖИМАЕМОЙ
ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В ПЕРЕМЕННЫХ „СКОРОСТЬ-ДАВЛЕНИЕ“ В ТРЕХМЕРНОМ
ПРОСТРАНСТВЕ
Данаев Н.Т., Тұрсынбай А.Т., Урмашев Б.А.
Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
E-mail: Baydaulet.urmashev@mail.ru
Главной особенностью предложенной методики расчетов является эффективное нахождение
решения
системы
алгебраических
уравнений
вспомогательных
сеточных
уравнений.
Многочисленные расчеты задач тепловой конвекции при различных параметрах
Gr
,
Re
,
Pr
и
изотермического течения
0
Gr
, показали надежность алгоритма для решения вспомогательных
сеточных уравнений при использовании для проведения расчетов уравнений Навье-Стокса.
80
Рассматривается в L-образной трехмерной области движение вязкой несжимаемой жидкост,
которое описывается уравнениями Навье-Стокса и они представлены в следующем безразмерном
виде [1,2]:
T
g
g
u
p
u
u
t
u
2
Re
Gr
Re
1
)
(
, (1)
0
div
u
, (2)
T
T
u
t
T
Re
Pr
1
)
(
, (3)
где
)
w
,
v
,
u
(
u
,
p
– давление,
–
коэффициент динамической вязкости,
),
g
,
,
(
g
0
0
2
3
Gr
L
g
– число Грасгофа,
μ
p
L
Re
– число Рейнольдса,
v
Pr
– число Прандтля,
– характерная разность температур,
v
– кинематический коэффициент вязкости,
– коэффициент
температуропроводности.
Граничными условиями являются следующие условия:
на входе:
1
p
,
0
x
u
,
0
v
,
0
w
, на выходе:
0
p
,
0
u
,
0
y
v
,
0
w
, во всех частях
твердой стенки:
2
T
T
,
0
w
v
u
и на горизонтальной нижней стенке
1
T
T
.
Для решения уравнений (1-2) используем схему расщепления, которая следующие разностные
уравнения:
n
n
n
n
n
n
n
T
g
g
u
p
u
u
u
u
2
2
/
1
Re
Gr
Re
1
)
(
, (4)
2
/
1
1
1
)
(
n
n
n
h
n
u
p
p
grad
u
, (5)
0
div
1
n
h
u
. (6)
Вычисление уравнения (4) производится по явной схеме, уравнения (5-6) вычисляются с
помощью итерационного процесса, который приведен ниже:
2
/
1
,
1
,
1
,
1
,
0
,
1
0
,
1
1
,
1
)
(
)
div
(
n
m
x
s
n
x
m
s
n
x
m
x
s
n
h
s
n
s
n
m
u
u
u
u
p
u
m
m
m
m
,
N
m
,
1
0
div
1
,
1
0
,
1
1
,
1
s
n
h
s
n
s
n
u
p
p
.
На основе предложенного итерационного алгоритма, проведены численные расчеты и получены
картины течения при различных числах Рейнольдса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Данаев Н.Т., Урмашев Б.А. Итерационные схемы для решения вспомогательных сеточных уравнений
Навье-Стокса // Вестник КазГУ, серия математика, механика, информатика, 2000, № 4, С. 74-78.
2. Калтаев А.Ж., Урмашев Б.А. Численное решение одной задачи тепловой конвекции // Вестник КазГУ,
серия математика, механика, информатика, 2000, № 1, С. 162-170.
МАНИПУЛЯТОРДЫҢ ҮШӨЛШЕМДІ КЕҢІСТІКТЕ ОБЕКТІНІ ҚАРМАП АЛУЫН
АВТОМАТТАНДЫРУ
Джолдасбаев С., Ғайбуллаұлы С., Елеусинов А.
Əл-Фараби атындағы ҚазҰУ, механика-математика факультеті, Алматы, Қазақстан
e-mail: serykjoldasbaev@mail.ru
Аңдатпа:
Ұсынылған материалда C++ бағдарламалау тілінде көпбуынды манипулятор үшін
кинематика мəселесінің шешімдері көрсетілген. Жұмыстың мақсаты манипулятордың орналасуы
жəне қысқыш бағытын кеңістіктегі қалпының аналитикалық сипаттамасын декарттық кеңістікте
қарастыру, тəжірибеде қолдану.
81
Кілттік сөздер:
манипулятор, манипулятор буыны, декарттық координаталар жүйесі, бұрылу
бұрыштары,
кеңістіктік-бағытталушы
манипуляциялық
механизмдер
(ПОММ), arduino
микроконтроллерлік платформасы.
Манипулятор кинематикасы қозғалыстарды тудыратын күштер мен моменттерді қарастырмай,
берілген абсолют координаталар жүйесіне қатысты манипулятор қозғалысының геометриясын
зерттейді [1].Оның негізгі пəні – манипулятордың кеңістіктегі орналасуын функция ретінде сипаттау,
əсіресе манипулятордың қосалқы айнымалыларын – жалпы координаталар, қысқыштың орналасуы
жəне оның қалпын анықтау.С++ бағдарламалау тілінде arduino платформасы негізінде жинақталған
манипулятор-қол (модель AL5B) үшінтура есеп –буындардың қосалқы бұрыштары векторлары –
жалпылама координаталар q( t) ( q ( t), q ( t),.. qn ( t))
T
жəне буындардың берілген геометриялық
параметрлері ( n – еркіндік деңгейлер саны) арқылы абсолют координаталар жүйесіне қатысты
оптимал жағдайы жəне қысқыштың бағытын анықтау орындалды.
Робот қозғалысы траекториясының оптималды жолын жасау үшін оның жұмыс істеу ортасын
алдын ала қарастыру қажет. Қозғалысты жоспарлау мақсатында кеңістіктің шектелген
мүмкіндіктерін пішіндеу керек [2]. Манипулятор қозғалыстарының қиындығы – оның бір бөлігі
екіншісіне қатысты айналуы болып табылады. Ал ПОММ қозғалыстары декарттық координаталар
жүйесінде есептеледі, жəне де абсолют координаталар жүйесіне қатысты орналасатынəрбір буынның
өз координаталар жүйесі бар (абсолют координаталар жүйесі – манипулятор бекітілген табанынан
есептелетін бастапқы координата жүйесі).
Манипулятор бөлшектерінің орынауыстыруын оптималды жолмен жүзеге асыру үшін
геометриялық теңдеуі құрылды[3]. Белгілібір объектіні қармап алу мақсатында манипуляторды бұру
үшін оның əрбір білегіне бұрылу бұрышын беру керек. Егер берілген объектіні кеңістікте нүкте
ретінде қарастырсақ М (х,у,z):
Объектіге дейінгі арақашықтық:
ОМ =
=
+
+
(1)
ОМ векторыныңOXY жазықтығына проекциясы:
p =
+
(2)
манипулятордың объектіге азимуттық бұрылу бұрышы:
=
(3)
Көрсетілген алгоритм AL5B моделді робот-манипуляторында тəжірбие жүзінде іске асырылды.
Келесі мақсаттар орындалды: манипулятор еркін түрде объектіге қатысты бұрылу бұрыштарын
анықтап, объектіні қармап алу үшін буындарын қозғалту мүмкіндіктеріне қол жеткізілді. Өндірістік
роботтардың координаталар жүйесінде қозғалысын орындау үшін кинематиканың тура жəне кері
есептерін шешу қажет, себебі нысаналық нүкте, əдетте декарттық координаталар жүйесінде беріледі,
ал басқару жалпыланған координаталармен беріледі. Нысана қол жеткізу (амалдар қолдану)
ауданынан тыс қалған жағдайларда қателік туралы мəлімет (сигнал) беріледі.
ƏДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. А.С. Климчик, Р.И. Гомолицкий Разработка управляющих программ промышленных роботов, Минск
2008, курс лекций, С-25.
2. Ф. Жимарши Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях, М. 2007, С-18.
3. А.Е. Умнов Аналитическая геометрия и линейная алгебра, Долгопрудный, 2004, С-34.
ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ASP.NET
Допира Р.И., Попова Н.В.
Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Караганда, Казахстан
E-mail: ritadopira@mail.ru
Сегодня технология ASP.NET является одним из основных средств создания Web приложений.
Проект W3Techs опубликовал результаты оценки использования Web технологий, таких как языки
Web-программирования, системы управления контентом и JavaScript-библиотеки. Выборка была
82
проведена из миллиона самых популярных сайтов, анализировались только домены первого уровня.
По результатам на 1 марта 2014 самыми популярными языками серверной разработки остаются PHP
и ASP .NET [1].
Для создания Web приложения используются продукты фирмы Microsoft, такие как
операционная система, среда разработки, база данных. Для развертывания ASP.NET приложения
необходима платформа. По данным проекта news.netcraft.com Web разработчики указывают, что доля
сайтов на платформе Microsoft в апреле 2014 года составила 33,04%. Количество увеличилось почти
на 2% за один месяц, а с ноября 2011 наблюдается постоянный рост количества сайтов, что не
скажешь об Apache [2]. Microsoft продолжает поддерживать свою концепцию закрытого исходного
кода, хотя появляются открытые проекты, поддерживающие мультиплатформенную реализацию
ASP.NET.
Active Server Pages это среда программирования, которая обеспечивает возможность
комбинирования HTML, скриптов и компонентов для создания динамических Web-приложений.
Идеология создания современных Web-приложений заключается в инкапсуляции бизнес-логики в
отдельные компоненты, написанные по технологии COM. Технология ASP в данном случае является
связующим звеном между этими компонентами и интерфейсом Web-приложения. Использование
Active Server Pages не требует специфичных браузеров. Все ASP-скрипты запускаются и
выполняются на Web-сервере, причем брaузер получает только результирующие HTML-файлы.
Microsoft Internet Information Server, начиная с версии 3.0, поддерживает Active Server Pages. Клиент
запрашивает ASP-страницу на Web-сервере. Сервер принимает запрос и начинает его обрабатывать.
По расширению файла (.asp) определяет, что данный файл содержит ASP-скрипт, и начинает
анализировать его содержимое, последовательно интерпретируя и выполняя вставки ASP-кода. ASP-
код, в свою очередь, может содержать обращения к различным источникам данных, осуществлять
обработку полученных данных и добавлять содержимое генерируемой страницы. В результате
формируется обычная HTML-страница (уже не содержащая ASP-кода), которая и отправляется
обратно клиенту. Говоря о технологии ASP.NET, подразумеваем языки семейства .NET; среду
исполнения общих языков (Common Language Runtime — CLR); библиотеку классов .NET; службы
ASP.NET; среду разработки Visual Studio .NET. Технология ASP.NET может быть использована для
решения совершенно разных задач реализации интерфейса [3].
В ASP.NET заложено все, для того, чтобы сделать весь цикл разработки Web -приложения более
быстрым, а поддержку проще. Платформа .NET и технология ASP.NET предоставили новые
возможности по разработке Web - систем. Они отвечают всем современным требованиям и
позволяют значительно ускорить и упростить разработку сложных приложений. Недостатками
ASP.NET остаются стоимость платформы и сложность изучения.
Производительность Web-приложения на ASP.NET зависит от опыта разработчика и лишь
частично — от производительности аппаратной составляющей системы [4]. Разработчики ASP.NET
остаются востребованными на рынке труда. Существует множество технологий, и сделать
правильный выбор позволяет только достаточное знание возможностей, преимуществ и недостатков
рассматриваемых технологий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. W3Techs - World Wide Web Technology Surveys. [Электронный ресурс] – Режим доступа:
www.W3Techs.com
2. April 2014 Web Server Survey. [Электронный ресурс] – Режим доступа: news.netcraft.com
3.Иванов Артем. Перспективы ASP.NET. [Электронный ресурс] – Режим доступа:
http://www.xakep.ru/magazine/xs/067/008/1.asp
4. Допира Р.И., Попова Н.В., Базикова К.М. Разработка Web-приложения с применением технологии
ASP.NET //Молодой ученый. - 2014. - № 2 (6). – С. 84-87.
83
БІЛІМ БЕРУ ЖҮЙЕСІНДЕ ISPRING ПРОГРАММАСЫНЫҢ ҚОЛДАНЫЛУЫ
Жетимекова Г.Ж.
Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті, Қазақстан
e-mail: jetimekova@mail.ru
Оқыту жүйесінде заманауи сандық технологиялар қолданылуда. Оқыту жүйесінің сапалы болуы
заманауи технологияларды қолдану арқылы іске асырылуда. Сондай жүйелердің бірі – iSpring
программасы болып табылады.
iSpring программасының конвертерлері қазіргі таңда кеңінен қолданысқа ие. Көбінен
қолданылатын конвертерлер келесілер болп табылады: (Сурет 1)
Сурет 1. iSpring программасының конвертерлері
iSpring Presenter 7.0 прогаммасының көмегімен HTML5 жəне Flash электрондық курстары
құрылады.
iSpring Pro 7.0 көмегімен PowerPoint программасында онлайн презентациялар құруға
болады. Flash + HTML5 комбинирланған форматтарының көмегімен түрлендіруге болады. iSpring Pro
7 программасы мобильді құрылғылармен жұмыс жасауға бейім презентацияларды құру үшін
қолданылады. Десек те, презентацияны дайындау кезінде оның рəсімделуіне көп көңіл бөлу қажет.
Презентацияның дизайнын жобалау кезінде мобильді құрылғылардың ерекшеліктерін: экранның
кішкейтайлығы, жылдам емес интернеттің болмауын ескеру қажет.
iSpring QuizMaker 7.0 программасының көмегімен электрондық курстарды құруға болады.
HTML5 жəне Flash комбинирланған файлдық түрлермен қашықтықтан оқыту жүйсінің студенттері
үшін тестілеу тапсырмаларын құруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар iSpring Suite, iSpring Pro жəне
iSpring QuizMaker программасының көмегімен AICC, SCORM 1.2, SCORM 2004 (все редакции)
стандарттарын қолдайтын электрондық оқу курстарын құруға болады.
Сонымен қатар кəсіби тестілерді Drag-and-drop, баллдарды есептеудің тиімді нұсқасы, тармақ
сценарилерінің мүмкіндіктерін пайдалан отырып құрастыруға болады. Аталған программа
интерктивті тестілерді құру үшін де тиімді құрал болып табылады.
iSpring Free программасының көмегімен PowerPoint программасындағы презентацияны
Flash-қа түрлендіругі программа болып табылады. iSpring Free – қолданыста қарапайым жəне тегін
конвертор болып табылады. iSpring Free программасын қолдана отырып Flash-презентацииялардығ
кəсіби түрін құруға жəне электронды оқу курстарын жасауға болады.
ƏДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Қaшықтықтaн бiлiм бepy жaғдaйындa бiлiмдi бaқылay// Бiлiм бepyдeгi мeнeджмeнт- Aлмaты, №2(53), Б. 79-
83, 2009.
2. Жoғapы oқy opны oқытyшылapының қaшықтықтaн oқытy бoйыншa кəciби қызығyшылықтapы//Қaзaқcтaн
кəciпкepi- Aлмaты, №9(76), Б. 11-12, 2009.
3. http://www.ispring.ru/articles.html
84
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ВЫРОЖДЕНИЕ
ОДНОРОДНОЙ МГД ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СВОЙСТВ
ПРОВОДИМОСТИ СРЕДЫ
Жумагулов Б.Т., Жакебаев Д.Б., Абдибекова А.У.
Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан
dauren.zhakebaev@kaznu.kz, a_aigerim@inbox.ru
На основе решения трехмерного уравнения Навье-Стокса, уравнения неразрывности, уравнения
Максвелла и закона Ома для движущихся сред представлены результаты численного моделирования
вырождения МГД-турбулентности. Определена закономерность взаимного влияния кинетической и
магнитной энергии для жидкостей с разными электропроводящими свойствами.
Настоящая работа посвящена выявлению закономерностей указанного влияния в большом
диапазоне изменения числа Rem. Практически для всех технических устройств Rem << 1, этот
процесс достаточно полно изучен. Исследование процесса вырождения турбулентности в случае,
когда Rem > 1 носит фрагментарный характер, хотя представляет большой практический интерес. В
связи с чем существует необходимость в изучении указанного процесса в широком диапазоне
изменения числа Rem с целью определения закономерностей влияния магнитного поля на
вырождение турбулентности для жидкостей с разной электропроводностью [1]. Известно, что при
маленьком числе Rem влияние магнитного поля на кинетическую энергию оказывается
существенным, поскольку вырождение турбулентности происходит быстрее, чем, например, в случае
большого числа Rem, когда влияние оказывается несущественным и процесс аналогичен случаю
изотропной турбулентности. Также показана динамика процесса при разных числах Альвена, что
тоже определяет новизну настоящего исследования.
Численное моделирование задачи осуществляется на основе решения нестационарных
отфильтрованных фильтром уравнений магнитной гидродинамики совместно с уравнением
неразрывности. Для решения задачи несжимаемой однородной МГД турбулентности используется
схема расщепления по физическим параметрам, где на первом этапе решается уравнение Навье-
Стокса без учета давления. Для аппроксимации конвективных и диффузионных членов уравнения
используется компактная схема повышенного порядка точности. На втором этапе решается
уравнение Пуассона, полученное из уравнения неразрывности с учетом поля скоростей первого
этапа. Для решения трехмерного уравнения Пуассона разработан оригинальный алгоритм решения –
спектральное преобразование в комбинации с матричной прогонкой. Полученное поле давления на
третьем этапе используется для пересчета окончательного поля скоростей. На четвертом этапе по
найденному полю скоростей решается уравнение для получения компонентов напряженности
магнитного поля, которые входят в исходное уравнение. Указанный алгоритм был разработан для
случая вырождения изотропной турбулентности без учета влияния магнитного поля Жумагуловым и
Абдибековым [1]. Оригинальный параллельный алгоритм реализации трехмерного уравнения
Пуассона был показан в работе Данаева и Жакебаева [2].
Главной целью настоящей работы было определение законов изменения кинетической и
магнитной энергии однородной МГД турбулентности, рассматриваемой в широком диапазоне
изменения магнитного числа Рейнольдса тейлоровского микро масштаба и числа Альвена на основе
численного решения трехмерного уравнения Навье-Стокса, уравнения неразрывности, уравнения
Максвелла и закона Ома для движущихся сред методом крупных вихрей. Предложена
модифицированая модель замыкания, в которой коэффициент для вязкостной модели, не является
постоянным, а вычисляется на определенном временном слое. Определены характеристики
изменения кинетической энергии однородной МГД турбулентности, скорости потока
электропроводящей жидкости и продольно-поперечных корреляционных функций по времени.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Batchelor, G. K. 1950 On the spontaneous magnetic field in a conducting liquid in turbulent motion. Proc. Roy.
Soc. A201, 405-16.
2. Жумагулов Б. Т., Абдибеков У. С., Жакебаев Д. Б., Жубат К. Ж. 2013 Моделирование вырождения
изотропной турбулентности на основе метода крупных вихрей. Матем. Моделирование 25, 1, 18–32.
3. Danaev N. T., Zhakebaev D. B., Abdibekov A. U. 2011 Algorithm for solving nonstationary three-dimensional
Navier-Stokes equations with large Reynolds numbers on multiprocessor systems. Notes on Numerical Fluid Mechanics
and Multidisciplinary Design. 115, 313–326.
85
FTP-СОЕДИНЕНИЕ КАК СРЕДСТВО ДИАЛОГА КЛИЕНТ-СЕРВЕРНЫХ ОТНОШЕНИЙ В
ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ
Жумагулова С.К., Нурланова Б.М.
Карагандинский государственный университет им. академика Е.А. Букетова, Караганда, Казахстан
E-mail: saulesha_81@mail.ru, b.nurlanova@mail.ru
Каждая государственная либо коммерческая организация заинтересовано в том, чтобы
сохранить информацию, которая в случае попадания в руки атакующих хакеров будет удалена или
может нанести вред. Для государственных предприятий такого рода информация хранится под
грифом “Секретно”, для фирм - “Коммерческая тайна” или “Ценная информация”.
В связи с вышесказанным предлагается усовершенствовать систему безопасности локальной
сети путем создания дополнительного FTP-соединения. FTP-соединение предназначено для
соединения сервера с клиентом на основании авторизации и предусматривает возможность работы
клиента с данными сервера в случае благополучного соединения (открытие, закрытие, создание
директорий на сервере). Данное FTP-соединение должно реализовывать алгоритм соединения,
поддерживать использование шифрованного канала передачи данных по протоколу SSL, а также
обеспечивать поддержку процедуры авторизации. Для того, чтобы проанализировать поставленную
задачу, необходимо подробнее рассмотреть принцип работы FTP-соединения.
FTP-соединение – это соединение между сервером и клиентом локальной сети [1]. Благодаря
тому, что каждый клиент имеет свой логин и пароль для установления FTP-соединения, снижается
вероятность присоединения к серверу компьютеров с целью нанесения вреда.
При установлении FTP-соединения клиент может выбрать режим работы с данными сервера –
пассивный или активный. При пассивном режиме клиент может лишь просматривать данные, при
активном – создавать на сервере свои директории, удалять или копировать имеющиеся. Интерфейс
программы FTP-клиент показан на рисунке 1.
Ключевыми требованиями к разрабатываемому программному продукту являются:
- открытость, то есть совместимость со всеми современными стандартами;
- масштабируемость, как ключевое требование с точки зрения экономии вложений;
- переносимость, или способность работать на различных аппаратных платформах,
операционных системах;
- адаптируемость, то есть возможность легкой настройки на нужды конкретной организации;
- локализация, то есть поддержка национальных требований и стандартов в области управления
и организации [2].
Рисунок 1. Интерфейс программы FTP
Таким образом, разработанное FTP-соединение действует, и как сервер и как клиент. Он
выступает в качестве сервера при установлении соединения, и клиентом по отношению к удалённому
серверу, с которыми он устанавливает связь.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Середа С., «Анализ средств преодоления систем защиты программного обеспечения».
2. Милославская Н.Г., Толстой А.И., Интрасети: обнаружение вторжений: Учеб. пособие для вузов. — М.:
ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 587 с.
3. http://www.kaspersky.ru/
|