Вестник ЮУрГУ. Серия Вычислительная математика и информатика
http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/0001.74/2342
2024-03-28T12:01:18ZЧисленное моделирование взаимодействия газовзвеси с ударной волной континуальными математическими моделями с идеальной и диссипативными несущими средами
http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/46460
Численное моделирование взаимодействия газовзвеси с ударной волной континуальными математическими моделями с идеальной и диссипативными несущими средами
Тукмаков, Д.А.; Tukmakov, D.A.
В данной работе проводится сопоставление компьютерных реализаций численных алгоритмов решения
уравнений математических моделей динамики газовзвесей с вязкой теплопроводной, невязкой теплопроводной и идеальной несущими средами. Математические модели разработаны в рамках континуальной
методики моделирования динамики многофазных сред. В исследовании моделировался часто встречающейся в горной промышленности процесс взаимодействия ударной волны, движущейся из однородного
газа в газовзвесь. Актуальность исследования данного течения неоднородных сред связана с экранированием аэрозольными завесами промышленных взрывов. При моделировании для вязкой среды задавались
однородные граничные условия Дирихле, для невязкой среды однородные граничные условия Неймана.
Уравнения математической модели интегрировались конечно-разностным методом Мак—Кормака. Для преодоления численных осцилляций применялась нелинейная схема коррекции сеточных функций. Программа,
реализующая континуальную методику динамики многофазных сред, состояла из блока задания граничных
условий, блока, реализующего численное решение, блока учета межфазного взаимодействия. В результате
сопоставления численных расчетов математических моделей динамики газовзвеси с идеальной, невязкой
теплопроводной и вязкой теплопроводной несущими средами было выявлено, что в процессе движения газовзвеси наибольшее влияние на интенсивность межфазного обмена импульсом оказывает учет вязкости
несущей среды газовзвеси. This paper compares computer implementations of numerical algorithms for solving the equations
of mathematical models of the dynamics of gas suspensions with viscous heat-conducting, inviscid heatconducting
and ideal carrier media. Mathematical models are developed within the framework of the
continuum technique for modeling the dynamics of multiphase media. In the study, the process of
interaction of a shock wave moving from a homogeneous gas into a gas suspension, which is often
encountered in the mining industry, was modeled. The relevance of the study of this flow of inhomogeneous
media is associated with the shielding of industrial explosions by aerosol curtains. When modeling
for a viscous medium, homogeneous Dirichlet boundary conditions were set, for an inviscid medium,
homogeneous Neumann boundary conditions. The equations of the mathematical model were integrated
by the McCormack finite difference method. To overcome numerical oscillations, a nonlinear scheme
for correcting grid functions was used. The program that implements the continuum method for the
dynamics of multiphase media consisted of a block for specifying boundary conditions, a block that
implements a numerical solution, and a block for accounting for interfacial interaction. As a result of
comparing numerical calculations of mathematical models of the dynamics of a gas suspension with an
ideal, inviscid heat-conducting and viscous heat-conducting carrier media, it was found that during the
movement of a gas suspension, the viscosity of the carrier medium of the gas suspension has the greatest
influence on the intensity of interfacial momentum exchange.
Тукмаков Дмитрий Алексеевич, к.ф.-м.н., н.с., Федеральный исследовательский центр
«Казанский научный центр Российской академии наук» (Казань, Российская Федерация). D.A. Tukmakov
Federal Research Center “Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”
(Lobachevsky 2/31, Kazan, 420100 Russia)
E-mail: tukmakovda@imm.knc.ru
2022-01-01T00:00:00ZDeveloping Intelligent Assistants to Search for Content on Websites of a Certain Genre
http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/46459
Developing Intelligent Assistants to Search for Content on Websites of a Certain Genre
Rublev, V.D.; Sidorova, E.A.; Рублев, В.Д.; Сидорова, Е.А.
This paper discusses an approach to automatic generation of intelligent assistants, which provide information
search on the content of a website. A feature of the approach is to use genre models, developed for a given type of
resource (educational, informational, etc.), on the basis of which the genre structuring and subsequent thematic
clustering of the content of the target website is performed. The resulting genre structures allow us to define
more precisely the boundaries of thematic clusters related to the topic of the user’s search query. The search
quality evaluation for the Russian-language websites showed an F-score of 87.8% and originality of 80.9%, which
exceeds the Yandex search engine results by 1.1% and 9.1%, respectively. In order to predict user information
needs, a method for refining the resulting sample is proposed. It allows a user to get information implicitly, based
on current and previous queries, about what the user was not satisfied with in the previous search results. A
model of user’s search intentions has been developed and its computational component includes a method for
evaluating query closeness based on the FRiS function. Based on the proposed methods, a chatbot was created
on the Telegram messenger platform to search the websites of educational institutions. The experiments showed
that the user needs the average of 1.75 qualifying questions to find the necessary information. В данной работе предлагается подход к созданию интеллектуальных помощников в виде чат-ботов,
поддерживающих информационный поиск на основе модели намерений пользователя, предварительной
жанровой и тематической кластеризации контента веб-сайта. Особенностью подхода является использование жанровых моделей, разрабатываемых для заданного типа ресурса (образовательный, информационный и т.п.), на основе которых осуществляется жанровая структуризация контента конкретного сайта.
Полученные жанровые структуры позволяют более точно определять границы тематических кластеров,
относящиеся к теме поискового запроса пользователя. Оценка качества поиска по сайту НГУ показала
F-меру 87.8% и оригинальность 80.9%, что превосходит результаты поисковой системы Яндекс на 1.1% и
9.1% соответственно. С целью повышения качества информационной поддержки пользователя разработана модель поисковых намерений пользователя, которая позволяет неявно получить информацию о том,
что пользователя не устроило в поисковой выдаче и уточнить новый поисковый запрос. В практической
части работы реализован чат-бот на платформе мессенджера Telegram для информационного поиска по
сайтам образовательных организаций. Проведенные эксперименты показали, что пользователю в среднем
требуется 1.75 уточняющих вопросов для нахождения необходимой информации.
V.D. Rublev, E.A. Sidorova
A.P. Ershov Institute of Informatics Systems,
Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
(Lavrentieva Avenue 6, Novosibirsk, 630090 Russia)
E-mail: rubleffvlad@gmail.com, lsidorova@iis.nsk.su. Рублев Владислав Дмитриевич, аспирант, Институт систем информатики им. А.П. Ершова Сибирского отделения Российской академии наук, Лаборатория ИИ (Новосибирск,
Россия)
Сидорова Елена Анатольевна, с.н.с., к.ф.-м.н., Институт систем информатики
им. А.П. Ершова Сибирского отделения Российской академии наук, Лаборатория ИИ (Новосибирск, Россия).
2022-01-01T00:00:00ZСглаживание ломаных линий составными сплайнами Безье
http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/46458
Сглаживание ломаных линий составными сплайнами Безье
Ромакин, В.А.; Romakin, V.A.
В работе рассматривается новый итеративный метод построения на плоскости гладкого сплайна, состоящего из кубических кривых Безье и повторяющего форму заданной ломаной линии с требуемой точностью.
На каждой итерации метода выполняются следующие операции: выбор количества узлов интерполяции
сплайна, размещение их на заданной ломаной линии по определенному правилу, построение гладкого составного сплайна Безье, проходящего через эти узлы, и оценка точности аппроксимации, то есть, близости
построенного сплайна и заданной ломаной линии. Выбор положения узлов интерполяции сплайна на заданной ломаной линии выполняется с помощью сопоставления мер близости смежных кривых Безье, из
которых состоит сплайн, и участков ломаной линии, которые аппроксимируют эти кривые. Приводятся
примеры сглаживания ломаных линий различной сложности, в том числе ломаных линий с самопересечениями, подтверждающие эффективность предложенного метода. Результаты работы можно использовать в
различных приложениях, например, при построении траектории движения автоматических транспортных
средств и мобильных роботов, при проектировании технических объектов в системах автоматизированного
проектирования, при картографической генерализации линейных картографических объектов, при проектировании шрифтов и др. The paper considers a new iterative method for constructing a smooth spline on a plane, consisting of cubic
Bezier curves and repeating the shape of a given polyline with the required accuracy. At each iteration of the
method, the following operations are performed: choosing the number of spline interpolation nodes, placing them
on a given polyline according to certain rule, constructing a smooth compound Bezier spline passing through
these nodes, and estimating the approximation accuracy, that is, the proximity of the constructed spline to a
given polyline. The choice of the position of the spline interpolation nodes on a given polyline is performed by
comparing the proximity measures of adjacent Bezier curves that make up the spline and the segments of the
polyline that approximate these curves. The examples of smoothing polylines of varying complexity, including
polylines with self-intersections, are given, confirming the effectiveness of the proposed method. The results of the
work can be used in various applications, for example, when constructing the trajectory of automatic vehicles and
mobile robots, when designing technical objects in computer-aided design systems, when performing cartographic
generalization of linear cartographic objects, when designing fonts, etc.
Ромакин Владимир Александрович, к.т.н., лаборатория компьютерной графики, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (Москва, Российская Федерация). V.A. Romakin
V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences
(Profsoyuznaya 65, Moscow, 117997 Russia)
E-mail: insight.ru@gmail.com
2022-01-01T00:00:00ZВыявление устойчивых связей между показателями коннективности ЭЭГ и компонентами интеллекта
http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/46457
Выявление устойчивых связей между показателями коннективности ЭЭГ и компонентами интеллекта
Авдеенко, Т.В.; Тимофеева, А.Ю.; Муртазина, М.Ш.; Разумникова, О.М.; Avdeenko, T.V.; Timofeeva, A.Yu.; Murtazina, M.Sh.; Razumnikova, O.M.
Согласно гипотезе «нейронной эффективности» показатели интеллекта связаны со специфическими
пространственными особенностями оптимальной функциональной активности мозга. Так как имеются исследования, не подтверждающие такой взаимосвязи, актуальным остается исследование вопроса ее устойчивости. Поэтому основная задача исследования заключается в поиске метрик коннективности ЭЭГ в
состоянии покоя, устойчиво коррелирующих с показателями вербального и зрительно-пространственного
компонентов интеллекта. В качестве потенциальных мер взаимосвязи исследуемых параметров выбраны
коэффициенты корреляции Пирсона, Спирмена, полихорический коэффициент корреляции и их устойчивые аналоги, вычисленные на основе усечения, метода MCD, метода знаков. Для оценки устойчивости к
выбросам применялся критерий поэлементного удаления (leave-one-out test, LOOT), на основе которого
рассчитывался взвешенный робастный аналог коэффициентов корреляции. По степени отклонения от его
исходного значения, рассчитанного на всей выборке, можно судить о чувствительности к выбросам. Показано, что коэффициенты корреляции, основанные на рангах и использующие усечение, наиболее устойчивы
к выбросам. В результате выявлены устойчивые значимые корреляции между показателями интеллекта и
коннективностью ЭЭГ в состоянии покоя, свидетельствующие о потенциально эффективной преднастройке функциональных нейронных сетей с объединением локальных и дистантно распределенных нейронных
ансамблей. According to the “neural efficiency” hypothesis, intelligence indicators are associated with specific spatial
features of the optimal functional activity of the brain. Since there are studies that do not confirm such a
relationship, the study of the issue of its stability remains relevant. Therefore, the main task of the study is to
find metrics of EEG connectivity at rest that are stably correlated with indicators of the verbal and visual-spatial
components of intelligence. Pearson’s and Spearman’s correlation coefficients, polychoric correlation coefficient and
their stable analogs calculated on the basis of truncation, the MCD method, and the sign method were chosen as
potential measures of the relationship of the studied parameters. To assess the robustness to outliers, the “leaveone-
out test” (LOOT) procedure was used, on the basis of which a weighted robust analog of the correlation
coefficients was calculated. By the degree of deviation from its initial value, calculated for the entire sample, one
can judge the sensitivity to outliers. It is shown that rank-based correlation coefficients using truncation are the
most resistant to outliers. As a result, stable significant correlations were found between intelligence indicators
and EEG connectivity at rest, indicating a potentially effective pre-tuning of functional neural networks with the
combination of local and distantly distributed neural ensembles.
Авдеенко Татьяна Владимировна, д.т.н., профессор, кафедра теоретической и прикладной информатики, Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, Российская Федерация)
Тимофеева Анастасия Юрьевна, к.э.н., кафедра теоретической и прикладной информатики, Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, Российская
Федерация)
Муртазина Марина Шамильевна, к.ф.н., к.т.н., кафедра автоматизированных систем
управления, Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, Российская Федерация)
Разумникова Ольга Михайловна, д.б.н., доцент, кафедра психологии и педагогики, Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, Российская Федерация). T.V. Avdeenko, A.Yu. Timofeeva,
M.Sh. Murtazina, O.M. Razumnikova
Novosibirsk State Technical University (pr. K. Marksa 20, Novosibirsk, 630073 Russia)
E-mail: tavdeenko@mail.ru, a.timofeeva@corp.nstu.ru,
murtazina@corp.nstu.ru, razumnikova@corp.nstu.ru
2022-01-01T00:00:00Z