Основные научные результаты, полученные при выполнении проектов в рамках базовой... государственного задания Минобрнауки РФ в 2014 г.

Основные научные результаты, полученные при выполнении проектов в рамках базовой и проектной части
государственного задания Минобрнауки РФ в 2014 г.
на 14.08.2015 г.
№
п/п
Наименование НИР
Научный руководитель НИР
Основные полученные результаты
Сведения о публикациях, защитах диссертаций, полученных патентах, поданных заявках
на ОИС
1
2
3
4
5
Базовая часть
1. СГТУ-138 «Синтез композитных метаматериалов для использования в
качестве активных сред накопителей и
преобразователей энергии и информации»
Гороховский А.В.
д.т.н., проф., зав. каф.
«Химия»
Получены:
1) Методика синтеза нанокомпозитных порошков
состава полититанат калия - соли серебра - нанокристаллы серебра
2) Методика синтеза нанокомпозитных порошков на
основе полититаната калия декорированного слоистыми двойными гидроксидами переходных металлов.
3) Методика синтеза нанокомпозитных порошков на
основе полититаната калия декорированного различными модификациями наноуглерода.
4) Полимерматричный нанокомпозитный твердый
электролит и способ его получения.
5) Способ получения телпоизоляционного нанокомпозитного материала.
6) Методика получения тонких пленок композитных
наноматериалов, на основе водных и неводных растворов полититанатов калия, в т.ч. модифицированных различным образом.
Количество диссертаций на соискание ученой
степени кандидата наук, подготовленных в
рамках реализации проекта - 1. Публикаций –
30, 1 научно-технический отчет.
2. СГТУ-139 «Разработка микро- и
наноструктурированных биосовместимых покрытий остеоинтеграционного типа для медико-технических
изделий, применяемых в имплантологии»
Родионов И.В.
д.т.н., проф., зав. каф.
«Сварка и металлургия»
Изготовлены экспериментальные образцы чрескост- Публикаций – 20, 1 научно-технический отчет,
ных и внутрикостных имплантатов из технически
получено патентов – 2.
чистого титана ВТ1-0, ВТ1-00, биоинертных титановых сплавов ВТ6, ВТ16 и нержавеющей стали
12Х18Н9Т. 3.На образцах имплантатов сформированы композиционные тканезамещающие покрытия на
основе биосовместимых металлооксидных матриц,
модифицированных гидроксипатитовой керамикой с
высокими биорезорбируемыми свойствами и химическими элементами (лантаном, медью, серебром) с
бактерицидными свойствами.
3. СГТУ-140 «Разработка научных основ
Устинова Т.П.
Изучены кинетические особенности процесса отвер- Количество диссертаций на соискание ученой
создания полимерматричных композитов с регулируемыми свойствами на
основе нанообъектов, приоритетных
наполнителей и высокоэффективных
технологических решений»
4. СГТУ-141 «Разработка междисциплинарных инновационных методов анализа и диагностики сложных нелинейных процессов и их приложения»
д.т.н., проф., зав. каф.
«Химическая технология» Энгельсского технологического
института
ждения фенолформальдегидных и эпоксидных связующих в присутствии модифицированных базальтовых волокон и субмикроразмерных наполнителей полититанатов калия, дисперсного базальта и графита, при получении композитов на их основе. Установлено, что введение в полимерное связующее гетерофазных компонентов оказывает активное влияние на процессы формирования структуры полимерной матрицы. Однако характер этого влияния зависит от химической природы связующего и вводимых
компонентов, а также величины активной поверхности дисперсно-волокнистого наполнителя: введение
термо- и СВЧ-обработанных базальтовых волокон
оказывает инициирующее действие при формировании фенолформальдегидного катионита, в то время
как немодифицированные базальтовые волокна и
субмикроразмерные компоненты ингибируют процесс отверждения эпоксидной матрицы. Выявлены
физико-химические особенности направленного регулирования структуры и свойств термопластов введением субмикроразмерного наполнителя - полититаната калия как на стадии синтеза полиамида 6, так
и в процессе наполнения гранулированного полиэтилена, заключающиеся в установлении структурирующего влияния вводимой в полимер малой добавки,
что обеспечивает повышение физико-механических
свойств модифицированного материала. Введение на
стадии переработки полиэтилена дисперсного базальта в виде наполнителя также обеспечивает создание полимера с заданным комплексом свойств,
что проявляется в повышении физико-химических и
механических характеристик разработанных полимерматричных композитов на его основе.
степени кандидата наук, подготовленных в
рамках реализации проекта - 2. Количество
монографий - 1. Количество учебных пособий 1. Количество статей в научных журналах индексируемых в базе данных Web of Science - 2.
Количество статей в научных журналах индексируемых в базе данных Scopus - 5. Количество тезисов докладов конференций - 6. Количество созданных в рамках реализации проекта
результатов интеллектуальной деятельности,
имеющих государственную регистрацию и
(или) правовую охрану в Российской Федерации - 5. Количество научно-технических отчетов -1.
Яшков И.А.
к.геогр.н., доц. каф.
«Геоэкология и инженерная
геология»
В рамках выполнения проекта в отчетном году разработаны методы анализа и моделирования техногенных и природных сетевых структур. Проведенные в этом направлении исследования можно подразделить на три категории:
(1) разработка методов анализа и их апробация на модельных системах и сетях; (2) построение моделей техногенных, урбанистических и природных сетевых структур с
последующим применением разработанных методов и
подходов к таким системам; (3) комплексный анализ цикличности строения карбонатных толщ геологогеоморфологического субстрата с выявлением астрономо-
1 научно-технический отчет, 1 защита кандидатской диссертации; публикация 3 статей в
зарубежных журналах, входящих в Web of
Science; публикация 6 статей в журналах, входящих в SCOPUS и рекомендованных ВАК;
публикация 2 монографий; публикация 2 учебников и учебных пособий; публикация 7
охранных документов. Результаты НИР апробированы и доложены на 6 конференциях
международного и всероссийского уровня и
климатических циклов Миланковича. В рамках первой
опубликованы в 21 тезисах и докладах.
категории в качестве объекта исследования выбрана модельная сеть фазовых осцилляторов Курамото [Kuramoto
Y. Lect. NotesinPhys. 1975. Vol. 30. N 420], активно используемая в настоящее время для анализа процессов кластеризации и синхронизации в системах различной природы
[Gutierrez R., Amann А., Assenza S., Gomez-Gardenes J.,
Latora V., Boccaletti S. Phys. Rev. Lett. 107 (2011) 234103]. В
отличие от классической модели сети со стационарными
связями для учета особенностей, присущих техногенным и
урбанистическим сетевым структурам, в исследуемую модель были добавлены адаптивные механизмы: предполагалось, что топология связей между элементами сети меняется в процессе ее эволюции, при этом сила межэлементных
связей зависит от степени синхронизации элементов сети,
усредненной на определенном временном интервале. Принимая во внимание тот факт, что анализ реальных сетей
зачастую основан на рассмотрении интегральных характеристик, для рассматриваемой сети в качестве анализируемого сигнала выступал суммарный сигнал взаимодействующих фазовых осцилляторов. Анализируя такой сигнал,
можно установить, что включение адаптивного механизма
приводит к резким качественным изменениям сигнала, что,
может быть связано с изменениями топологии сети. Для
подтверждения сделанного предположения был проведен
анализ суммарного сигнала при помощи непрерывного
вейвлетного преобразования с материнским вейвлетом
Морле. Установлено, что в начальный момент времени
энергия вейвлетного спектра равномерно распределена по
рассматриваемому диапазону частот, что обусловлено
начальным разбросом частот осцилляторов и ихфаз. После
включения механизма адаптации синхронизация между
отдельными группами элементов начинает усиливаться, но
при этом под действиемадаптивных механизмов ослабевает их связь с другимиэлементами, что приводит кразбиению сети на отдельные кластеры (внутри которых элементы сети находятся в режиме фазовой синхронизации), каждому из которых соответствует наличие максимума на
вейвлетной поверхности. При помощи программного пакета Cytoscape [Smoot М., Опо К., Ruscheinski J.etal.
Bioinformatics. 2011.Vol. 27. N 3. P. 431] проанализирована
динамика структуры рассматриваемой сети в различные
моменты времени. Показано, что до активации адаптивного механизма сеть не является упорядоченной: ее структура определяется изначальной (случайной) топологией связей рассматриваемой сети. При включении адаптации
структура сети начинает эволюционировать во времени,
что в конечном итоге приводит к ее разбиению на кластеры
(области сети со значительной амплитудой связи между
элементами, входящими в кластер). Из сопоставления результатов визуализации и результатов применения непрерывного вейвлетного преобразования, которое характеризуется возможностью выделения особенностей поведения
сигнала во времени, к анализируемому нестационарному
сигналу можно заключить, что изменение структуры сети и
образование кластеров могут быть успешно детектированы
при помощи вейвлетного анализа интегральной характеристики сети. Из анализа поведения модельной сети несомненно следует, что подобные адаптивные механизмы
могут наблюдаться и в реальных сетях в процессе их эволюции. В частности, например, современная сеть городских и сельских поселений представляет собой совокупность отдельных кластеров, объединенных сильными связями (например, некоторый районный центр, сильно связанный с городами-спутниками и ближайшими городами и
поселками), слабо взаимодействующих или вообще не
взаимодействующих с другими кластерами сети (другими
районными центрами). Понятно, что такая урбанистическая сеть образовалась в процессе длительной эволюции
сети поселений, при этом адаптивные механизмы оказывали свое влияние на установление связей. Проанализировать
целиком и полностью процесс эволюции урбанистической
сети представляется затруднительным в связи с недостаточностью статистических данных, доступных для анализа.
Поэтому, в качестве модельных были выбраны статистические данные Всесоюзных переписей населения за 1970 и
1979 гг., а также последней Всероссийской переписи населения 2010 г. Кроме того, в этом направлении возникает
еще и отдельная задача, связанная с построением моделей
таких структур. Именно на решение этой задачи и был
направлен настоящий проект в отчетном году. В рамках
второй задачи «Построение моделей техногенных, урбанистических и природных сетевых структур с последующим
применением разработанных методов и подходов к таким
системам» коллективом исполнителей НИР на примере
сети поселений Саратовской области были изучены результаты Всероссийской переписи населения, проведенной
в 2010 году. Для всех населенных пунктов области были
получены также географические координаты с помощью
картографической системы Google Maps, а в некоторых
случаях, применительно к сельским и, редко, городским
поселениям при помощи крупномасштабных топографических карт на разные временные интервалы. Для моделирования и анализа сети поселений Саратовской области, как
отмечалось выше, был использован сетевой подход. Каждое поселение (город, поселок городского типа, село, де-
ревня и т.д.) представлялось как узел (элемент) общей поселенческой сети Саратовской области. Связи между элементами устанавливались по двум различным методикам.
Во-первых, использовался принцип административного
подчинения поселений Саратовской области. Очевидно,
что головным элементом сети является город Саратов,
которому подчиняются центры муниципальных районов
области, которым в свою очередь подчиняются остальные
городские и сельские поселения области. Таким образом,
сеть поселений Саратовской области может быть представлена как иерархическая сеть, центральным элементом
которой является город Саратов. При помощи свободно
распространяемого пакета Pajek [http://vlado.fmf.unilj.si/pub/networks/pajek/] была визуализирована структура
такой сети и показано, что она действительно является
иерархической. Во-вторых, использовался подход, основанный на физических принципах. Предполагалось, что
сила связи между элементами сети устанавливается в соответствии с гравитационным законом: сила связей между
двумя элементами сети (поселениями) прямо пропорциональна произведению численностей населения этих элементов сети и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Расстояние между элементами сети рассчитывалось по их географическим координатам, численность населения бралась из переписи. В ходе проведения
исследования было установлено, что структура сети в данном случае сильно зависит от выбора порогового значения,
при превышении которого элементы сети считаются связанными. Если оно выбрано достаточно малым, практически все административные единицы будут связаны между
собой. При больших значениях порога останутся только
связи районных центров и крупных городских и сельских
поселений с городом Саратов. В то же самое время, независимо от выбора порога был выявлен иерархический характер межэлементных связей. По мере превышения порогом некоторого критического значения заметно существование отдельных кластеров. К анализу этих кластеров были
применены методы и алгоритмы, разработанные в рамках
первого направления выполнения проекта к исследуемой
задаче. В рамках решения третьей задачи в течение первого этапа выполнения работ был проведен комплексный
анализ цикличности строения карбонатных толщ геологогеоморфологического субстрата с выявлением астрономоклиматических циклов Миланковича. Исследования последних лет показывают, что для понимания современных
и палеогеографических процессов в конкретном типе геолого-геоморфологического субстрата имеют значение
представления о детальной литостратиграфии разреза.
Особое значение имеет наличие бронирующих горизонтов,
а также циклическое чередование разностей пород разной
плотности по разрезу. Поэтому были поставлены исследования цикличности разреза мел-мергельных отложений
верхнемелового возраста на Вольском полигоне. В итоге
проведенного комплексного исследования впервые с
большой долей вероятности детально реконструирована
обстановка седиментации разреза отложений в окрестностях г. Вольска. Для визуально ацикличного туронконьякского интервала разреза по комплексу новых геохимических данных выявлены эвстатические флуктуации и
вариации газового режима. В циклично построенной кампан-маастрихтской толще выделены типы циклитов и
предложены механизмы их генерации, тесно связанные с
астрономо-климатическими циклами Миланковича. Впервые для разреза в окрестностях г. Вольск типы циклов Миланковича определены тремя методами - ручным подсчетом, спектральным и вейвлетным анализами. Результаты
этих методов скоррелированы между собой. Для зоны
Belemnella sumensis с большой долей вероятности установлены циклы наклонения эклиптики (0-циклы) и циклы эксцентриситета второго порядка (Е2-циклы). Очевидна и
установлена связь циклических закономерностей с распределением пород разной плотности, которая заметна в разрезе, особенно в выветрелых частях обнажений [Габдуллин
P.P. и др. Астрономо-климатические циклы в разрезе верхнемеловых отложений Саратовского Поволжья. Вестник
Московского университета. Серия 4, Геология. 5 (2014) 5571]. На последующем этапе выполнения проекта планируется более полно задействовать полученные данные для
анализа особенностей развития природных процессов в
циклических мел-мергельных толщах.
5. СГТУ-142 «Разработка методов дискретного анализа семантики слабоструктурированных систем»
Сытник А.А.
д.т.н., проф., зав. каф.
«Информационные системы и
технологии»
Осуществлена интеграция известных методов и алгоритмов анализа неструктурированных текстов с
технологиями семантической разметки в рамках
концепции семантического веба. Предложены подходы для семантической сегментации образовательных ресурсов. Разработан программный комплекс
Лего-машина Тьюринга. Разработано программное
обеспечение для семантически размеченных данных,
включая RDF-редактор MakeSense, SPARQLтренажер. Рассмотрены методы поиска и извлечения
связанных данных. Рассмотрены паттерны автоматного программирования с целью автоматизации создания онтологии в перспективе дальнейших исследований. Издано учебно-методическое пособие
Результаты НИР представлены в научнотехническом отчёте по первому этапу, в учебно-методическом пособии «Введение в язык
запросов к семантическим данным SPARQL»,
статьях в зарубежных и российских изданиях,
в материалах конференций: Innovation
Information Technologies I2T - 2014, Praha,
2014, 21-25 apr.; XXVII Международной научной конференции «Математические методы в
науке и технологиях, ММТТ-27», Тамбов, 3-5
июня 2014 г.; Международной научной конференции «Информационно-коммуникационные
технологии в науке, производстве и образовании, ICIT 2014», Саратов, 27-29 января 2014 г.;
"Введение в язык запросов к семантическим данным
SPARQL". Полученные результаты готовы в практическому использованию для прикладного научного
исследования и экспериментальной разработки.
6. СГТУ-143 «Исследование распространения электромагнитных волн в
гиперболических, фотоннокристаллических средах и в устройствах нанофотоники и нелинейного
взаимодействия атомов и молекул с
сильным электромагнитными полем в
таких средах»
Разработана теоретическая модель для расчета вероМельников Л.А.
д.ф.-м.н., проф., зав. каф. «При- ятности спонтанного излучения атомов или молекул
боростроение»
в гиперболических средах с учетом магнитных подуровней состояния, потерь в гиперболической
среде. Модель основана на уравнениях для матрицы
плотности в представлении поляризационных моментов. Получены оценки вероятностей переходов.
Впервые показано, что тепловое излучение от асимметричных гиперболических сред может существенно превышать тепловое излучение в вакууме не
только в ближней зоне, но и в дальней зоне излучения. Разработана численная схема для моделирования динамики беззеркального ВКР длинного волоконного лазера, показано впервые, что особенности
его динамики связаны с возбуждением релаксационных колебаний из-за генерации встречных стоксовых
волн. Разработаны методы расчета волноведущих
свойств фотонно-кристаллических структур с анизотропным диэлектриком, в том числе с жидкокристаллическим заполнением. Эти методы применены
для анализа волноводных свойств волноводов из модифицированного лазерным излучением UNb03, и
сред, вмещающих решетку металлических нитей
нанометрового диаметра расположенных также на
расстояниях в десятки нм. Показано, что такие среды
могут обладать гиперболической дисперсией в определенном спектральном диапазоне. Теоретически
исследована возможность построения генератора
ТГц излучения на основе устройств генерирования
X Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы управления в социальноэкономических и технических системах», Саратов, 10-11 апреля 2014 г.; XXI Всероссийская
научно-методическая конференция «Телематика-2014», Санкт-Петербург; 23-2G июня 2014
г.; 17 Российская научно-практическая конференции «Инжиниринг предприятий и управление знаниями», Москва, 24-25 апреля 2014 г.
Результаты исследований по НИР также обсуждались на научном семинаре кафедры
«Информационные системы и технологии»
СГТУ имени Гагарина Ю.А. «Инженерия знаний и технологии семантического веба».
По результатам работы опубликовано 7 статей
в зарубежных журналах, индексируемых в базах WoS, Scopus, 2 работы в российском журнале из списка ВАК, приняты к печати 3 публикации в российских журналах из списка
ВАК, сделано 5 докладов на международных и
1 на всероссийских конференциях, опубликован учебник "Современная лазерная спектроскопия" (перевод с англ.)
пар импульсов с заданной разностью несущих частот
импульсов.
7. СГТУ-144 «Теория и использование
нелинейных явлений в ансамблях осцилляторов со сложными связями
применительно к телекоммуникационным системам и сетям»
Астахов В.В.
Построена модель взаимодействующих генераторов
д.ф.-м.н., проф., зав. каф. «Ра- с инерционной нелинейностью с запаздыванием в
диоэлектроника и телекоммуканале связи в виде дифференциально-разностных
никации»
уравнений. Построена модель взаимодействующих
генераторов
с инерционной нелинейностью с запаздыванием в
канале связи в виде обыкновенных дифференциальных уравнений для случая малого запаздывания. В
результате комплексного исследования неидентичных генераторов с запаздывающими обратными связями обнаружено явление мультистабильности, построены карты динамических режимов с учетом
мультистабильности, проведен бифуркационный
анализ. Показано наличие мультистабильности в
предложенных генераторах с инерционной нелинейностью с запаздыванием в канале связи. Выявлено,
что введение запаздывающей диссипативной связи
приводит к тому, что явление синхронизации наблюдается только для малых значений коэффициента
связи. Показано, что увеличение запаздывания в канале связи между генераторами с инерционной нелинейностью приводит к расширению и перекрытию
областей амплитудной смерти, подавление колебаний при этом может происходить при отсутствии
расстройки по собственным частотам. Представлена
модель диссипативно связанных противофазно возбуждаемых осцилляторов Тоды, для которой установлено, что при разрушении тора в результате каскада бифуркаций удвоения периода резонансных
циклов на торе рождается хаос с одним положительным показателем Ляпунова, а в результате разрушения инвариантной кривой после вторичной бифуркации Неймарка-Сакера резонансного цикла на торе
рождается гиперхаос. Предложена модель кольцевого генератора из однонаправленно связанных осцилляторов Тоды, автоколебательные режимы в которой
могут быть реализованы только при наличии нелинейной связи. При линейной связи между осцилляторами в системе наблюдается субкритическая бифуркация Андронова-Хопфа и автоколебательные режи-
Монографии - 2, учебники и учебные пособия 3, статьи в российских изданиях - 11, статьи в
зарубежных изданиях -10, патенты - 1, диссертации - 2, заявки на получение охранных документов на результаты интеллектуальной деятельности - 3.
мы отсутствуют. Структура основной области вынужденной синхронизации модели кольцевого генератора однонаправленно связанных осцилляторов
Тоды имеет сушественные особенности. На левой
границе данной области наблюдаются гистерезисные
переходы между предельным циклом и тором. Внутри области синхронизации сосуществуют устойчивые периодический и квазипериодический режимы,
либо два устойчивых периодических режима. Построена аналитическая модель многомодовой системы применительно к коротковолновому амплитрону
повышенной мощности. Получены условия параметрического резонанса и условия возбуждения высокочастотных автоколебаний в многомодовой системе,
представляющей собой электронный пучок в скрещенных электрических и магнитных полях.
8. СГТУ-145 «Разработка методологии
исследования и научное обоснование
ресурсоэффективных технологий и систем энергообеспечения энергоемких
промышленных комплексов»
Предложен принципиальный подход и сформулироСеменов Б.А.
д.т.н., проф., зав. каф.
ваны теоретические положения и разработана мето«Промышленная теплотехника» дология системного анализа энергоэффективности
энергоемких промышленных предприятий и комплексов, позволяющие решать задачи синтеза их рациональной структуры и оптимизировать энергопотребление за счет рационального подбора оборудования и оперативного регулирования эксплуатационных режимов на основе созданного комплекса специальных компьютерных программ для составления
нормализованных энерготехнологических балансов,
учитывающих внутренние и внешние взаимосвязи с
технологическими процессами и внешними системами энергоснабжения в условиях изменяющихся технологических, эколого-климатических, экономических факторов и характеристик внешних источников
обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами.
Научно-технический отчет-1; монография-1;
учебное пособие-1; научные статьи в российских изданиях- 21; научные статьи в зарубежных изданиях- 4; патенты РФ -3; свидетельства
на программные продукты-4; кандидатская
диссертация-1.
Проектная часть
1. СГТУ-157 «Анализ и выделение паттернов в нелинейных системах и активных средах, лежащих в сфере интересов интегрированных технологий
(наноустройства для генерации ТГц
излучения и их использование в информационно-телекоммуникационных
Храмов А.Е.
д.ф.-м.н., проф. каф.
«Геоэкология и инженерная
геология»
Разработаны:
1) Метод выделения временных паттернов в экспериментально регистрируемых сигналах с применением вейвлет-анализа. Метод предусматривает автоматизацию выбора параметров вейвлет-преобразования
для повышения надежности выделения характерных
осцилляторных паттернов.
Полученные в ходе работы результаты были
опубликованы в ряде статей в зарубежных и
российских научных журналах:
1. Сельский А.С., Осипов Г.В. Исследование
спектральной плотности мощности колебаний
тока в полупроводниковой сверхрешетке в
присутствии наклонного магнитного поля при
системах, биологические и нейрофизиологические системы)»
2) Метод уменьшения влияния помех и шумов на
выделение паттернов во временных реализациях и
редуцирования влияния артефактов. Метод предусматривает последовательное применение дискретного комплексного (дуального) вейвлетпреобразования для фильтрации помех и непрерывного вейвлет-преобразования участков сигнала, содержащих артефакты.
3) Метод анализа частотно-временных характеристик
паттернов. Важной особенностью эпилептических
паттернов ЭЭГ является меняющаяся во времени
частота осцилляции.
4) Метод расчета старшего показателя Ляпунова для
полупроводниковых гетероструктур. В рамках выполнения проекта был разработан метод расчета
старшего показателя Ляпунова, позволяющий оценивать устойчивость состояния пространственнораспределенных полупроводниковых наноструктур,
описываемых при помощи уравнений сплошной среды.
различных температурах. Письма в ЖТФ. 41, 2
(2015) 96-103;
2. Moskalenko O.I., Koronovskii А.А., Hramov
A.E., Zhuravlev М.О., Levin Ju.I. Cooperation of
deterministic and stochastic mechanisms resulting
in the intermittent behavior. Chaos, Solitons &
Fractals. 68, (2014) 58-64;
3. A.N. Pavlov, O.V. SemyachkinaGlushkovskaya, Y. Zhang, O.A. Bibikova, O.N.
Pavlova, Q. Huang, D. Zhu, P. Li, V.V.
Tuchinand. Q. Luo. Multiresolution analysis of
pathological changes in cerebral venous dynamics
in nevk^born mice with intracranial hemorrhage:
adrenorelated vasorelaxation. Physiol. Meas. 35
(2014) 1983-1999;
4. Макаров В.В., Осипов Г.В., Максименко
В.А., Харченко А.А. Синхронизация элементов
сложной сети при различных размерах их ансамблей. Письма в ЖТФ. 41, 2 (2015) 34-40;
5. V. V. Makarov, А. Е. Hramov, А. А. Koronovskii, V. А. Maximenko, А. G. Balanov. Transition to chaos in semiconductor superlattice coupled to external resonator. Proceedings of 2014
24th Int. Crimean Conference "Microwave & Telecommunication Technology" (CriMiCo'2014). 713 September, p. 147-148;
6. Грубов В.В., Короновский А.А., Ситникова
Е.Ю., Храмов А.Е. Частотно-временной анализ
характерных паттернов активности
нейронных ансамблей головного мозга при
помощи непрерывного вейвлетного преобразования. Изв. РАН. Сер. физическая. 78, 12
(2014) 1525-1529;
7. Харченко А.А., Макаров В.В., Храмов А.Е.
Исследование синхронизации в сети нелинейных осцилляторов со сложной топологией связей по интегральным регистрируемым характеристикам. Изв. РАН. Сер. физическая. 78, 12
(2014) 1616-1620;
8. Максименко В.А., Макаров В.В., Короновский А.А., Храмов А.Е., Москаленко О.И.
Связь между макроскопическими параметрами
многослойной сети с микроскопическими
характеристиками отдельных элементов, входящих в ее состав. УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА. 4, (2014)
144320;
9. Москаленко О.И., Короновский А.А., Журавлев М.О., Храмов А.Е. Модельная система с
дискретным временем, демонстрирующая "перемежаемость перемежаемостей". Письма в
ЖТФ, 41, 1 (2015) 36-42.
Также в ходе работы опубликована монография под ред. Ильина И.В., Трубецкова Д.И.,
Иванова А.В., Алешковский И.А., Иванов А.В.,
Ильин И.В., Короновский А.А., Страхова Л.М.,
Трубецков А.Д., Трубецков Д.И., Храмов А.е.,
Яшков И.А. «Нелинейная динамика глобальных процессов в природе и обществе» М.: Издательство Московского университета 2014.
456 с. ISBN: 978-5-19-010838-5.
Защищена кандидатская диссертация Сельского Антона Олеговича на тему "Формирование
и эволюция пространственно-временных
структур в модельной нелинейной активной
распределенной среде, содержащей носители
заряда" (01.04.03 - Радиофизика, 01.04.04 - Физическая электроника).
Полученные результаты в области распознавания нестационарных временных паттернов во
временных реализациях и физиологических
сигналов представлены на ряде всероссийских
и международных научных конференций и
школ: Международном симпозиуме «Saratov
Fall Meeting -SFM'14», Optics and BiophotonicsII, 23-26 сентября 2014 г., Саратов, Саратовский государственный университет имени Н.Г.
Чернышевского. Сделанные доклады: 1. V.V.
Makarov, V.A. Maksimenko, A.N. Pavlov, A.A.
Koronovskii, M.V. Khramova, A.E. Hramov,
«Study of relation between neural ensembles involved in different types of oscillatory brain activities» 2. V.V. Grubov, E.Yu. Sitnikova, A.E.
Hramov, A.N. Pavlov, M.V. Khramova, A.A. Koronovskii, «Time-frequency dynamics during
sleep spindles on the EEC in rats with a genetic
predisposition to absence epilepsy (Wag/Rij)» 3.
V.V. Grubov, E.Yu. Sitnikova, A.E. Hramov,
A.N. Pavlov, M.V. Khramova, A.A. Koronovskii,
«Time-frequency analysis of epileptic EEC patterns by means of empirical modes and wavelets»
Всероссийская школа-семинар "Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине" 5-7 ноября 2014 г., Саратов, Саратовский
государственный университет имени Н.Г. Чернышевского. Сделанные доклады: 1. В.В. Макаров, В.А. Максименко, А.А. Короновский,
А.Е. Храмов «Разработка интерфейса мозгкомпьютер для предсказания и подавления
эпилептических приступов» 2. В.А. Максименко, В.В. Макаров, А.А. Короновский, А.Е.
Храмов «Пространственно-временной анализ
эпилептической активности на основе многоканальных записей МЭГ» Всероссийская научная конференция «Современные проблемы
моделирования и анализа эволюции геосистем», 1-4 октября 2014 г., СГТУ им. Гагарина
Ю.А. Сделанный доклад: 1. А.Н. Павлов,
«Вейвлеты в науках о жизни и экологии». Результаты работы в области анализа пространственных паттернов, возникающих в полупроводниковых наноструктурах (полупроводниковых сверхрешетках) доложены на 24 Международной Крымской конференции «СВЧтехника и телекоммуникационные технологии»
(КрыМиКо'2014) 7-13 сентября 2014 года, Севастополь, Крым, Украина. Сделанный доклад:
1. В.В. Макаров, А.Е. Храмов, А.А. Короновский, В.А. Максименко, А.Г, Баланов, «Переход к хаосу в полупроводниковой сверхрешетке, связанной с внешним резонатором». В ходе
выполнения задания поданы следующие заявки
на регистрацию программ для ЭВМ: 1. Программа для расчета индекса синхронизации в
сети нелинейных осцилляторов со сложной
топологией связей (SoCN). Авторы: Храмов
А.Е., Журавлев М.О., Харченко А.А. 2. Программа для моделирования электронного
транспорта в полупроводниковой нанострук-
туре с учетом влияния температуры и конечной ширины запрещенной зоны (SuperlatticeWithTemperaturaAndTunnehng). Авторы: Москаленко О.И., Короновский А.А., Храмов А.Е.,
Сельский А.О. 3. Программа расчета динамических характеристик хаотических режимов
колебаний по двум временным реализациям.
Авторы: Павлов А.Н., Короновский А.А., Храмов А.Е. 4. Программу для ЭВМ для выделения ламинарных и турбулентных фаз в реализации осциллятора Ван дер Поля под внешним
гармоническим воздействием при наличии
шума. Авторы: Короновский А.А., Куровская
М.К., Храмов А.Е. 5. Программу для ЭВМ для
выделения участков синхронной динамики в
реализации однонаправлено связанных осцилляторов. Короновский А.А., Журавлев М.О.,
Храмов А.Е.
2. СГТУ-158 «Разработка сенсорных систем на основе полисахаридных матриц
для люминесцентного определения полициклических углеводородов в жидких
средах»
Шиповская А.Б.
Изучены реологические свойства исходных и модифицированных растворов ДАЦ и ХТЗ в широком
интервале концентраций, составов, температур,
напряжений сдвига и др. Определены оптимальные
параметры растворов для формования полисахаридсодержащих матриц разных морфологических форм.
Показано, что для ТФЛ наиболее предпочтительны
полимерные матрицы из ДАЦ и ХТЗ в морфологической форме пленки и волокна. Изучены морфологические, физико-химические и физико-механические
характеристики новых (для метода ТФЛ) полисахаридных материалов: пленок и волокон ДАЦ, волокон
ХТЗ в С- и О- химических формах. Оптимизированы
условия получения пленок ДАЦ. Установлено, что
лучшими эксплуатационными свойствами обладают
пленки, сформованные из 3 мас.% раствора ДАЦ в
смеси ацетон : вода при соотношении компонентов
95 : 5. Показано, что используемые полисахаридные
материалы имеют различные характеристики (морфология поверхности, размер пор, диаметр волокон,
разрывное напряжение, относительное удлинение,
потенциал поверхности), которые влияют на их взаимодействие с органическими субстратами и количественные характеристики люминесцентного анализа.
Впервые показана возможность твердофазного кон-
Аннотированный отчет, научно-технический
отчет по ГОСТ 7.32-2001, 4 статьи, из них 3
статьи в зарубежных изданиях (1 статья из базы данных Web of Science, 2 статьи из базы
данных Scopus) и 1 статья в российском издании (база данных Web of Science), доклады на
конференциях, 1 патент РФ, 1 заявка на изобретение РФ.
центрирования и люминесцентного определения пирена в водно-этанольных и водно-мицеллярных средах на матрицах из ДАЦ и ХТЗ. По индексу полярности и степени извлечения пирена установлено, что
сорбция пирена на матрицах происходит более эффективно из растворов ПАВ по сравнению с сорбцией из водно-этанольных растворов. Разработанные
матрицы можно использовать также для флуоресцентного определения органических красителей
ксантенового и акридинового рядов. Пленочные и
волокнистые матрицы ДАЦ в большей степени сорбируют катионный краситель трипафлавин (R = 70%
и 24.2%), волокно ХТЗ в С- и 0-форме -анионный
краситель эозин (R = 31.8% и 95.5%). Использование
разработанных полисахаридных матриц перспективно для целей экологического мониторинга. Сорбенты
доступны, поскольку получены из сравнительно дешевого и ежегодно возобновляемого природного
сырья, практически не набухают в воде, а сорбированные пирен и красители интенсивно люминесцируют в твердой фазе полимеров. Данные матрицы
могут быть использованы при разработке сенсорных
систем для определения поллютантов в водных средах.
3. СГТУ- 159 «Кинетические закономерности и механизмы процесса извлечения
поллютантов из сточных вод и почв с
помощью природных и модифицированных сорбентов и энергии внешних
физических полей»
Ольшанская Л.Н.
Изучены закономерности процессов сорбции нефтепродуктов и тяжелых металлов высшими растениями
и сорбентами, эффекты воздействия физических
факторов (магнитное, ультрафиолетовое поля) на
данные процессы. Выявлены условия дополнительной активации (сила и длительность физического
воздействия: постоянного магнитного поля и ультрафиолетового излучения) для фитосорбентов.
Установлены оптимальные режимы активации отходов (температура, время обработки, состав,
соотношение компонентов) и условия их использования для очистки почв (рН и температура, время
адсорбционного равновесия и параметры обработки
в постоянном магнитном поле и ультрафиолетового
облучения) - параметры адсорбционной емкости
высших растений, исходных и модифицированных
отходов АПК (скорлупа абрикосовой косточки). Разработаны технологии получения сорбентов и изготовлена установка для производства сорбционных
Научно-технические отчеты (2 отчета), монография (подготовлена к печати, прорецензирована ведущими специалистами из г. Пермь, г.
Иваново), статьи в российских изданиях (9
статей), статьи в зарубежных изданиях (1 статья), доклады (3 доклада), методические рекомендации (2 методических указания), патент (2
патента), экспонаты выставок (2 наименования), поданы заявки на патент, защищена диссертация, готовятся к защите 2 диссертации на
соискание ученой степени кандидата наук.
материалов на основе отходов агропромышленного
комплекса. Предложены технологии использования
отходов пищевой промышленности и сельского хозяйства в виде скорлупы абрикосовой косточки для
изготовления высокоэффективных сорбционных материалов. Выбраны высокоэффективные фитосорбенты для извлечения тяжелых металлов и нефтепродуктов из загрязненных почв, позволяющие восстановить их плодородие.
4. СГТУ-160 «Исследование мультиэлектродных чипов на основе наноструктур в качестве газоаналитических устройств»
Сысоев В.В.
д.т.н., проф. каф. «Физика»
В работе проведены исследования углеродных двумерных решеток {графена и восстановленного оксида графена) как чувствительного элемента мультиэлектродных газо-аналитических чипов, изготовленных в рамках технологий микроэлектроники. Проведен краткий обзор литературы по современному состоянию исследований в области разработки газовых
сенсоров на основе графена и его производных.
Предложена методика формирования мультисенсорного чипа на основе графенового слоя. Проведены
исследования электрических свойств графена в составе мультисенсорного чипа и показано, что естественные или индуцированные неоднородности в
графена, образуемые в процессе изготовления чипа,
существенно влияют на электропроводность последнего. Проведены исследования хеморезистивных
свойств слоев графена и его оксида в атмосфере различных газов в условиях атмосферного давления и
вакуума. Показано, что чувствительность графеновых сегментов является достаточной для построения
векторного мультисенсорного сигнала, который после обработки методами распознавания образов, позволяет селективно определить вид тестового газа, в т.
ч. близкой химической природы (спирты). Предложены механизмы хеморезистивного эффекта в графеновом слое. Развитый мультисенсорный чип демонстрировался на выставке 16 Всероссийского форума «Образовательная среда- 2014», 21-24 октября
2014 г., ВДНХ, г. Москва, где был удостоен золотой
медали. Результаты исследований позволяют развить
технологические подходы к изготовлению методами
микро- и наноэлектроники новых газоаналитических
мультисенсорных чипов на основе двумерных решеток из углерода и его производных.
Опубликованы 1 монография, 21 статья, в т. ч.
9 - из баз данных Scopus и ISI Web, 11 тезисов
докладов на научно-технических конференциях, получены 4 охранных свидетельства на
РИД, из которых 2 патента на изобретение, 1
патент на полезную модель, 1 свидетельство на
программное обеспечение.
5. СГТУ-161 «Исследование возможности создания новых типов наноструктурных вакуумных микроволновых интегральных схем с матричными автоэлектронными катодами и миниатюрными резонансными системами, выполненными на основе печатных плат»
Царев В.А.
д.т.н., проф. каф.
«Электронные приборы и
устройства»
Исследован многолучевой монотрон с 19-лучевым
электронным потоком, с тремя призматическими
резонаторами, работающий в К-диапазоне, имеющий
следующие выходные параметры: рабочая частота 18 ГГц, ускоряющее напряжение Uo=2,7 кВ, выходная мощность около 1 кВт с техническим КПД около 40%. Исследована возможность разработки подобного прибора для работы на частоте промышленного нагрева (24,15 ГГц).
Исследованы возможности использования многозазорного многолучевого резонатора в автогенераторе
в режиме умножения частоты и режиме несинусоидальной скоростной модуляции. Предложена конструкция резонатора и проведена оптимизация его
параметров при работе одновременно на двух кратных частотах (1,18 ГГц и 3,54 ГГц). Такие резонаторы могут быть использованы в генераторных приборах пролетного типа, работающих в длинноволновой
части СВЧ диапазона (монотрон, клистрон, клистрод).
Проведено численное 3D моделирование и синтез
двухмодового двухзазорного резонатора 36-лучевого
клистрона, работающего на основной (2,45 ГГц) и
удвоенной (4,9 ГГц) частотах. Достигнуто уменьшение неравномерности параметров взаимодействия
как на основном (противофазном), так и на высшем
(синфазном) видах колебаний за счет оптимального
выбора длин зазоров в разных кольцевых слоях, в
результате чего достигнуто увеличение выходной
мощности прибора.
Исследована возможность создания 3-х секторного
54-лучевого СВЧ прибора пролетного типа с выходной импульсной мощностью около 750 кВт, двухзазорные резонаторы которого, возбуждаются одновременно на двух рабочих частотах (2,45 ГГц и 4,9
ГГц). Проанализированы полуволновая и четвертьволновая конструкции электродинамических
систем прибора.
Исследована четырехствольная резонаторная система для 28-лучевого прибора клистронного типа, который рассчитан на выходную мощность 70-80 кВт
при работе на двух кратных частотах (2,45 ГГц и
4,95 ГГц).
Патент (свидетельство) на полезную модель «Двухзазорный выходной клистронный резонатор», №2014142657, дата приоритета 22.10.2014.
Публикации:
1. Нестеров Д.А. Выходной двухзазорный
резонатор многопучкового клистрода с
бигармоническим полем / Д.А. Нестеров,
Д.В. Ким, В.А. Царев// Актуальные проблемы электронного приборостроения:
материалы Междунар. науч.-техн. конф.
Саратов: Буква, 2014. Т.1. С. 90-93.
2. Исследование процессов в генераторе
тормозящего поля с виртуальным катодом
/ А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, Н.А.
Акафьева, Д.А. Волошкин // Актуальные
проблемы электронного приборостроения:
материалы Междунар. науч.-техн. конф.
Саратов: Буква, 2014. Т.1. С. 150-155.
3. Царев В.А. Современное состояние и перспективы развития миниатюрных электровакуумных приборов, работающих в
коротковолновой части микроволнового
диапазона / В.А. Царев, А.Ю. Мирошниченко, Н.А. Акафьева // Актуальные проблемы электронного приборостроения:
материалы Междунар. науч.-техн. конф.
Саратов: Буква, 2014. Т.1. С. 160-168.
4. Мирошниченко А.Ю. Двухчастотный
двухзазорный резонатор с асимметричной
высокодобротной полосковой линией на
подвешенной керамической подложке /
А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, Н.А.
Акафьева // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы
Междунар. науч.-техн. конф. Саратов:
Буква, 2014. Т.1. С. 333-337.
5. Чигуров И.О. Сравнение характеристик
двухчастотных секторных резонаторов
многолучевых приборов клистронного
типа / И.О. Чигуров, В.А. Царев // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.1.
Появление многолучевых монотронов (МЛМ) радикально изменяет ситуацию в области создания мощных источников СВЧ энергии: MJIМ превосходят 6.
магнетроны по выходной мощности, особенно в сантиметровых диапазонах, по долговечности (более
чем на порядок), надежности, характеристикам электромагнитной системы и при этом требуют более
низких питающих напряжений, чем магнетроны.
Кроме того, они имеют не меньший КПД и могут при
наличии буферного каскада надежно работать на 7.
рассогласованную нагрузку.
Получены новые знания в области физики нелинейного взаимодействия многолучевых электронных
потоков с многозазорными электродинамическими
системами. Получены рекомендации, необходимые
для создания опытных образцов многолучевых монотронов К, S и Х диапазонов.
8.
техн. конф. Саратов: Буква, 2014. Т.1. С.
337-341.
Чигуров И.О. Синтез выходного двухчастотного секторного резонатора многолучевого прибора клистронного типа / И.О.
Чигуров, В.А. Царев // Актуальные проблемы электронного приборостроения:
материалы Междунар. науч.-техн. конф.
Саратов: Буква, 2014. Т.1. С. 341-345.
Мучкаев В.Ю. Исследование многолучевого монотрона К-диапазона с трехзазорным резонатором / В.Ю. Мучкаев, В.А.
Царев // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Саратов: Буква,
2014. Т.1. С. 345-349.
Мирошниченко А.Ю. Новый тип миниатюрного резонатора с асимметричной высокодобротной полосковой линией для
СВЧ приборов с автоэмиссионными катодами / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев,
Н.А. Акафьева // Актуальные проблемы
электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Саратов:
Буква, 2014. Т.1. С. 363-366.
9. Нестеров Д.А. Выравнивание параметров
взаимодействия в двухзазорном двухмодовом резонаторе низковольтного многолучевого клистрона/Д.А. Нестеров, В.А.
Царев // Радиотехника. 2014. № 10. С. 5356.
10. Царев В.А. Теоретическое исследование
путей увеличения выходной мощности
многолучевого микроволнового генератора монотронного типа К-диапазона, выполненного на основе трехзазорного
сплит - резонатора с неоднородным полем
/ В.А. Царев, В.Ю. Мучкаев // Журнал
технической физики (в печати).
6. СГТУ-162 «Создание научнотехнической основы, обеспечивающей
научно обоснованное проектирование
опор качения сложных транспортных,
Королев А.В.
д.т.н., каф. «Технология
машиностроения»
Аналитический обзор информационных источников
и патентные исследования по теме проекта показали
пристальное внимание ученых и разработчиков к
решению проблемы повышения работоспособности
Опубликованы научно-технический отчет по
первому этапу проекта-1шт; - монография-1шт
- статьи в российских изданиях-11шт; - статьи
в зарубежных изданиях-4шт; -доклады-5шт; -
космических и других технических систем с повышенным ресурсом работы с
использованием разработанного на ее
базе прикладного программного обеспечения»
7. СГТУ-163 «Теоретикоэкспериментальное обоснование методологии получения наноструктурированных биосовместимых покрытий
с контролируемыми топографией, пористостью и составом поверхности на
основе металлических и металлокерамических материалов»
Лясников В.Н.
д.т.н., проф., зав. каф.
«Физическое материаловедение
и технология новых материалов»
опор качения. Выполненные патентные исследования свидетельствуют о том, что за последние два
года наблюдается значительный рост количества патентных публикаций, направленных на совершенствование конструкций опор качения и технологии
их изготовления. Показано, что лидерами по количеству опубликованных патентных документов являются США, Китай и Евросоюз. Россия существенно
от них отстает. Обоснование направлении исследовании показал значительные технические и экономические преимущества повышения эксплуатационных
свойств опор качения за счет оптимизации их геометрических параметров по сравнению с широко
используемыми в ведущих мировых подшипниковых
корпорациях методами. Развитие этого направления
позволит российским подшипниковым фирмам занять лидирующее положение на мировом рынке и
обеспечить отечественные машиностроительные
предприятия, в том числе предприятия ВПК, опорами качения высокого качества. Построена математическая модель упруго-деформационного состояния
рабочей зоны опор качения с обобщенной геометрической формой рабочих поверхностей. При построении модели предложен метод малых приращений,
позволивший впервые решить контактную задачу в
обобщенном виде при условии, что начальный зазор
между контактирующими телами в главных сечениях
описывается степенными функциями с произвольными значениями показателей степеней больших
нуля. Показано, что от значения показателей степеней в функции начального зазора между контактирующими телами существенно зависит вид эпюры
контактных напряжений, а, следовательно, опорная
способность контакта и работоспособность опор качения.
другие публикации-1; получены заявки на объекты промышленной собственности - 6 шт;
защищены диссертации - 2шт; экспонаты выставок -3шт.
1. Научные и технологические основы получения
наноструктурированных биосовместимых покрытий
при комбинировании различных электрофизических
и электрохимических методов модифицирования
поверхности. 2. Результаты комплексных экспериментальных исследований структуры и состава покрытий.
Получено 7 патентов на полезную модель и
подано 4 заявки на изобретение и полезную
модель. Опубликовано 5 научных статьи в
журналах, входящих в перечень Scopus и Web
of Science, 2 научных статьи в журналах, входящих в перечень ВАК, 2 монографии, 1 учебник и 4 учебных пособия.
8. СГТУ-164 «Разработка научных и
Седелкин В.М.
технологических основ получения
д.т.н., проф., гл.н.с.
хитозановых фильтрационных мемлаборатории «Машины и аппабран с регулируемыми функциональраты пищевых производств и
ными свойствами для промышленных
теплотехники»
биотехнологий»
Энгельсского технологического
института
Разработаны и апробированы новые способы физико-химической модификации хитозана как полимерного сырья для изготовления фильтрационных мембран (механо-химический, переосаждение из раствора, набухание в воде с последующей лиофильной
сушкой). Опытным путем проведено сравнение воздействия различных способов модификации хитозана
на его структуру и свойства. На основе экспериментальных результатов создана база данных по кинетическим, термодинамическим, порометрическим и
биоцидным параметрам хитозана до и после модифицирования. Предложены модели наиболее эффективных процессов модификации и управления структурой исходного полимерного сырья.
Аннотированный отчет, промежуточный научно-технический отчет. По результатам этапа
подана одна заявка на изобретение; опубликованы 3 статьи в российских и зарубежных изданиях; сделан 21 доклад на всероссийских и
международных конференциях; получен патент на изобретение; защищена одна диссертация на соискание ученой степени кандидата
технических наук.