Вестник Башкирского университета

Анализ собственных значений матрицы реагентов для процесса безобрывной полимеризации диенов

2026-02-24T19:40:49+00:00

Статья посвящена анализу собственных значений матрицы реагентов для процесса безобрывной полимеризации диенов. Согласно законам химической кинетики, выписана кинетическая модель процесса в виде соотношений для скоростей реакций. Анализ соотношений позволил выписать матрицу реагентов, собственные значений которой дают возможность оценить вклад различных веществ в скорость процесса и выявить его важные характеристики. В работе приведен ряд подобных матриц реагентов, для которых получены собственные значения, как в действительной, так и в комплексной областях.

doi:10.33184/bulletin-bsu-2026.3.1

Касательное напряжение в задаче о колебаниях столба жидкости в скважине

2026-04-09T17:14:41+00:00

В работе исследуется природа касательного напряжения, возникающего при моделировании собственных колебаний столба жидкости в скважине. Показано, что данное напряжение обусловлено силами вязкого трения на стенке и описывается законом Ньютона. На основе уравнений Навье–Стокса в приближении тонкого пограничного слоя и с использованием метода преобразования Лапласа получено аналитическое выражение для касательного напряжения. Установлено, что в нестационарном режиме напряжение определяется не локальным значением градиента скорости, а интегральной зависимостью от предыстории движения жидкости, что приводит к эффекту «памяти» системы. Полученное выражение согласуется с классическими результатами гидродинамики (задача Стокса) и может быть использовано для уточнения математических моделей колебаний жидкости в скважинах.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.2

Расчёт напряжений в трёхмерных невыпуклых областях сложной геометрии с использованием метода конечных элементов и адаптивной триангуляции

2026-10-07T12:04:53+00:00

Предложен и реализован алгоритм адаптивного разбиения трехмерных невыпуклых многосвязных областей на тетраэдральные конечные элементы с автоматическим сгущением сетки вблизи границ и концентраторов напряжений на основе характеристического множества опорных точек и триангуляции Делоне. Для задания трехмерной геометрии используется растровое представление сечений объекта, это позволяет автоматически учитывать сложную форму области. Введен количественный критерий качества конечных элементов. В качестве прикладного примера реализована трехмерная модель нижней челюсти и височно-нижнечелюстного сустава. На основе этой модели методом конечных элементов (МКЭ) в трехмерной постановке рассчитаны поля главных напряжений в височно-нижнечелюстном суставе при центральной, передней и боковой окклюзиях. Полученные результаты согласуются с клиническими данными о зонах концентрации напряжений и подтверждают повышенную нагрузку на балансирующую сторону при боковой окклюзии. Предложенный алгоритм может быть использован в расчетах биомеханики, где требуется дискретизация объектов неправильной формы.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.3

Экспериментальное исследование влияния высокочастотных и сверхвысокочастотных электромагнитных полей на формирование донных отложений

2026-03-09T16:43:05+00:00

Исследовано влияние высокочастотного и сверхвысокочастотного электромагнитного воздействия на процесс формирования донных асфальто-смолистых отложений (АСПО) в модельных системах «нефть–глина» при низкой температуре. Эксперименты выполнены на семи образцах нефтей месторождений РФ с различным содержанием асфальтенов, смол и парафинов. Установлено, что эффективность обработки определяется содержанием полярных асфальтенов и наличием резонансного пика тангенса угла диэлектрических потерь в области высокочастотных частот. Высокочастотная обработка обеспечивает максимальное снижение отложений для нефтей с выраженным резонансным откликом. Сверхвысокочастотное воздействие в исследованных условиях показало меньшую эффективность, а для высокосмолистых нефтей зафиксировано увеличение отложений. Для нефтей со средним содержанием асфальтенов оба метода демонстрируют умеренную эффективность. Высокое содержание парафинов значительно снижает чувствительность к электромагнитному воздействию. Выявлена корреляция между эффективностью снижения отложений и изменением температуры застывания. Результаты позволяют рекомендовать комплексный предварительный анализ диэлектрических характеристик и компонентного состава для выбора параметров электромагнитной обработки с целью уменьшения количества асфальто-смоло-парафиновых отложений в резервуарных парках и нефтепроводах.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.4

Распределение электронной плотности в силициде ванадия по данным прецизионных рентгенодифракционных экспериментов

2026-02-25T07:50:19+00:00

Прецизионным рентгенодифракционным методом рассчитаны распределение электронной плотности и заселенности атомных орбиталей V₃Si при комнатной и низких температурах. Полученные данные указывают на отсутствие квазиодномерного характера электронного распределения, что противоречит моделям невзаимодействующих линейных цепочек атомов переходного металла, обуславливающих аномальные свойства фаз А-15. Результаты исследования особенностей теплового движения атомов, распределения электронной плотности и параметров электронной структуры свидетельствуют о ковалентном межцепочечном взаимодействии и о ковалентной составляющей связи между атомами переходного металла и непереходного компонента.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.5

Экстракционное разделение лантаноидов и иттрия реагентом на основе неодекановой кислоты и диэтилентриамина

2026-04-22T11:12:02+00:00

Изучено экстракционное извлечение и разделение лантана(III), празеодима(III), эрбия(III)
и иттрия(III) из хлоридных растворов смесевым реагентом, содержащим N,N′-(иминодиэтан2,1-диил)-ди(неононанамид), 1-(2-неонониламидоэтил)-2-неононил-2-имидазолин и неодекановую кислоту в мольным соотношении 1:1:2 соответственно (разбавитель – 15 об.% раствор
н-деканола в толуоле). Исследовано влияние кислотности водной фазы на эффективность извлечения лантаноидов и иттрия в органическую фазу. Определены коэффициенты разделения пар редкоземельных металлов. Показана возможность применения реагента для концентрирования редкоземельных металлов на стадиях экстракции и реэкстракции.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.6

Электрохимическое окисление эдаравона: исследование методом циклической вольтамперометрии

2026-06-19T21:35:46+00:00

Методами циклической и дифференциально-импульсной вольтамперометрии изучено электрохимическое окисление антиоксиданта эдаравона на стеклоуглеродном электроде. Обнаружен необратимый анодный пик при 0.439 В (Ag/AgCl), соответствующий EC-механизму с последующей химической реакцией радикального интермедиата. Диффузионный контроль процесса подтверждён линейной зависимостью тока от квадратного корня скорости сканирования. Наклон зависимости потенциала пика от pH в кислой области (52 мВ/ед. pH) указывает на протон-сопряжённый перенос электрона (1e⁻/1H⁺). Методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии продемонстрирована линейная корреляция между током пика и концентрацией эдаравона в интервале 0.016–0.5 мМ с пределом обнаружения 8×10^-6 М.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.7

Разработка и параллельная генерация диверсифицированного синтетического датасета кинетических кривых для задач машинного обучения в химической кинетике

2026-07-13T13:30:59+00:00

Цель работы − разработка программного генератора синтетических кинетических кривых, пригодных для обучения и тестирования алгоритмов машинного обучения при решении задач структурной идентификации механизмов химических реакций. Предложенный подход основан на стохастическом варьировании кинетических параметров, начальных условий, температурных характеристик и уровня экспериментального шума с последующим численным интегрированием систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Реализован набор типовых механизмов, включающий реакции первого порядка, параллельные и последовательные схемы, обратимые, бимолекулярные и автокаталитические превращения. Для ускорения формирования больших выборок разработана параллельная архитектура генерации на основе модуля multiprocessing языка Python. Показано, что разделение задач между независимыми процессами и предварительное назначение уникальных случайных seed-значений обеспечивают воспроизводимость данных и практически линейное ускорение на многоядерных рабочих станциях. Разработанный генератор позволяет получать десятки и сотни тысяч размеченных траекторий, включая чистые и зашумлённые кривые, а также метаинформацию о механизме и параметрах модели.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.8

Влияние границы зерна Σ7 на работу выхода в Zn: первопринципное моделирование

2026-07-29T09:27:01+00:00

В работе выполнено первопринципное моделирование влияния границы зерна Σ7 на электронные свойства гексагонального цинка, рассматриваемого как базовый компонент биодеградируемых сплавов. Исследована адсорбция молекулы кислорода на поверхности (10-10) для идеальной структуры и модели с границей зерна. Показано, что кислород существенно сильнее адсорбируется в окрестности границы зерна по сравнению с дефект‑свободной поверхностью, что указывает на повышенную химическую активность данной области. Также нами была рассчитана работа выхода для поверхностей с адсорбированным кислородом и без него. Установлено снижение работы выхода на границе зерна относительно чистого цинка, что позволяет рассматривать такие границы как предпочтительные сайты электрохимической активности и возможные центры локальной деградации. Полученные результаты демонстрируют важность явного учета структуры границ зерен при моделировании коррозионного поведения цинковых биодеградируемых сплавов.

doi: 10.33184/bulletin-bsu-2026.3.9