Search

Проблема устойчивого управления лесами должна основываться на знании законов динамического состояния леса как проявление общей закономерности фазового развития природных пространственно-временных структур (начало, структуризация, асимптотическое состояние, деструктуризация). Линейные и нелинейные уравнения колебаний (волн), описывающие фазовую динамику различных явлений, раскрывают единство явлений природы и их универсальность (механические, электромагнитные, химические, биологические, экономические и др.). Нелинейность является неотъемлемым свойством любой системы, эволюционирующей во времени. Особое место в теории нелинейных колебаний занимают солитоны. Солитонами называются устойчивые фазовые динамические структуры, которые получаются в результате решения нелинейных уравнений колебаний (и волн). Согласно современным представлениям солитоны играют важную роль в процессе эволюции природы. Поэтому возможный анализ естественного роста древостоев лесной структуры с позиции теории нелинейных колебаний покажет их общность с множеством природных явлений. Известно, что росту насаждений как динамическому процессу соответствуют три основных момента: имеет место начало, развитие и асимптотическое значение таксационных параметров (диаметр, высота, запас биомассы). Именно такими свойствами обладают солитоны, у них есть начало, фазовое развитие и асимптотическое состояние во времени. Солитоны, получаемые в результате решения нелинейного уравнения колебаний, достаточно достоверно обобщают имеющиеся опытные таксационные параметры (высота, запас биомассы) и раскрывают фазовую картину динамики роста деревьев леса. Построенная солитонная модель фазового представления динамики роста лесных насаждений вписывает её в общую закономерную картину формирования природных структур и может стать элементом основ реализации принципа гармонии при управлении лесными ресурсами., The problem of sustainable forest management should be based on knowledge of the laws of the dynamic state of the forest, as a manifestation of the General pattern of the phase development of natural space-time structures (beginning, structuring, asymptotic state, destructuration). Linear and nonlinear equations of vibrations (waves) describing the phase dynamics of various phenomena reveal the unity of natural phenomena and their universality (mechanical, electromagnetic, chemical, biological, economic, etc.). Nonlinearity is an inherent property of any system evolving over time. A special place in the theory of nonlinear oscillations is occupied by solitons. Solitons are stable phase dynamic structures, which are obtained by solving nonlinear equations of oscillations (and waves). According to modern concepts, solitons play an important role in the evolution of nature, so a possible analysis of the natural growth of forest stands from the perspective of the theory of nonlinear oscillations will show their commonality with a variety of natural phenomena. It is known that the growth of plantations, as a dynamic process, correspond to three main points: there is a beginning, development and asymptotic value of the inventory parameters (diameter, height, biomass). These are the properties of solitons, they have a beginning, phase development and asymptotic state in time. The solitons resulting from the solution of nonlinear equations of oscillations, enough to accurately summarize the available experimental forest (diameter, height, biomass) and reveal the dynamics of phase growth of forest trees. The constructed soliton model of the phase representation of the growth dynamics of forest stands fits it into the General logical picture of the formation of natural structures and can become an element of the foundations of the principle of harmony in the management of forest resources., №225 (2018)

В рамках неравновесной эволюционной термодинамики описан процесс фрагментации металлов при интенсивной пластической деформации (ИПД), который изучается в приближении двухдефектной модели с учётом плотностей границ зёрен и дислокаций. Построены фазовые портреты кинетики неравновесных переменных в процессе формирования стационарных субмикрокристаллических или нанокристаллических структур. Изучено влияние времён релаксации на фазовую динамику неравновесных переменных системы. Показано, что с приближением как к прямому, так и к обратному адиабатическому приближению система демонстрирует универсальное кинетическое поведение. Выявлено формирование особых участков, которые имеют притягивающий характер и определяются как «русло большой реки». Обнаружено, что процесс фрагментации металла или сплава во время ИПД осуществляется в два этапа, представляющие быструю релаксацию к особым участкам и медленное движение по ним. В рамках нерівноважної еволюційної термодинаміки описано процес фраґментації металів за інтенсивної пластичної деформації (ІПД), який вивчається в наближенні дводефектного моделю з урахуванням густин меж зерен і дислокацій. Побудовано фазові портрети кінетики нерівноважних змінних у процесі формування стаціонарних субмікрокристалічних або нанокристалічних структур. Вивчено вплив часів релаксації на фазову динаміку нерівноважних змінних системи. Показано, що з наближенням як до прямого, так і до зворотнього адіабатичного наближення система демонструє універсальну кінетичну поведінку. Виявлено формування особливих ділянок, які мають притягальний характер і визначаються як «русло великої річки». Виявлено, що процес фраґментації металу або стопу під час ІПД здійснюється у два етапи, що представляють швидку релаксацію до особливих ділянок і повільний рух по них. The process of metals’ fragmentation during severe plastic deformation (SPD) is described within the scope of the nonequilibrium evolutional thermodynamics. It is investigated using two-defect’ approach, which takes into account the densities of both grain boundaries and dislocations. The phase portraits, which represent the kinetics of nonequilibrium variables in the process of formation of stationary submicrocrystalline or nanocrystalline structures, are constructed. The influence of relaxation times on phase dynamics of system nonequilibrium variables is studied. As shown, with approaching the direct or inverse adiabatic approximation, the system demonstrates universal kinetic behaviour. The formation of singular sections called as ‘mainstreams’ is revealed. As found out, the process of metals’ fragmentation or alloys’ one during SPD is carried out in two stages, which represent the fast relaxation to singular sections and the slow movement over them.

Построена частотная характеристика кольцевого лазера со знакопеременной частотной подставкой. Особенность частотной подставки позволяет использовать упрощающее расчеты приближение. Такое приближение делалось и в более ранних работах, посвященных кольцевым лазерам с частотной подставкой простого вида. Однако результаты этих работ не могли быть использованы в настоящей статье, поскольку исследован принципиально другой тип сложной частотной подставки. Соответственно, потребовалось принципиально изменить подход к расчету частотной характеристики: специфическим образом преобразовать уравнение, описывающее динамику фазы сигнала биений, к системе связанных уравнений. Результатом применения этого метода стал алгоритм, по которому приближенно можно вычислить частоту биений в функции измеряемой разности собственных частот резонатора. Компьютерная реализация дала возможность построить статическую частотную характеристику кольцевого лазера с частотной подставкой сложного типа. Для контроля правильности полученных результатов построена частотная характеристика кольцевого лазера с простой частотной подставкой типа меандра, исследованной ранее другими способами, The purpose of this work was to build the frequency response (FR) of a ring laser with an alternating frequency pedestal (FP). FP characteristic feature allows us to use the approximation that simplifies calculations. We used this approximation method in earlier works devoted to ring lasers with FP of a simple type, however, the results of the previous research could not be used in this paper because this time we examined FP of a completely different type. Consequently, we had to change the approach tothe FR calculation: in a specific way we converted the equation describing the phase dynamics of the beat signal, to a system of coupled equations. The result of applying this method allowed us to obtain an algorithm for approximate calculation of the beat frequency in the function of the measured difference of the natural frequencies of the resonator. Computer implementation gave an opportunity to build the static FR ring laser with FP of a complex type. To control the accuracy of the obtained results, we built FR ring laser with simple FP of meander type, previously investigated in other ways

На основе использования рекуррентного подхода исследования циклических процессов доказано, что современное инновационное развитие может рассматриваться двояко и как «инструмент» достижения некоторого уровня общественного развития, в нашем случае неоиндустриального, и как порождение определенного уровня развития общества в целом и экономики в частности как на уровне страны в целом, так и ее регионов. Далее было доказано, что современный инновационный цикл, начавшись в последней четверти ХХ в., может завершиться в первой трети XXI в. Такие временные границы позволяют выделить не только индикаторы инновационного цикла в региональных экономических системах, но и представить их пофазовую динамику для конкретизации фазы, в которой он находится. На примере статистической базы Пермского края был осуществлен комплексный анализ по трем группам показателей: первая группа показатели, непосредственно характеризующие инновационное развитие экономической системы; вторая группа («обеспечивающая») показатели, позволяющие оценить качество создания и прогрессивного развития инновационной составляющей экономического развития региона; третья группа результирующие показатели, отражающие степень завершенности инновационных преобразований в экономике. На основании анализа был сделан общий вывод: современный инновационный цикл характеризуется тесным переплетением регрессивных и прогрессивных тенденций как по динамике инновационного развития экономики Пермского края в целом, так и дифференцированно по каждой группе показателей. Общий и дифференцированные выводы стали основой авторской методики разработки направлений и методов государственного регулирования инновационного развития в экономике края на основе рекуррентного подхода., Based on the application of the recurrent approach to studying cyclic processes, the article proves that modern innovative development can be considered in two ways both as a "tool" to achieve a certain level of social development (neo-industrial, in this case,) and as a product of a particular level of development of society in general and economy in particular within the country as a whole as well as at the level of its regions. Furthermore, it is proved that the modern innovation cycle, which began in the last quarter of the 20th century, can be completed in the first third of the 21st century. Such time limits make it possible not only to distinguish indicators of the innovation cycle in regional economic systems but also to present their phase-by-phase dynamics in order to specify the phase in which the cycle is. The statistical base of the Perm region was taken as an example to perform a comprehensive analysis within three groups of indicators: the first group contains indicators that directly characterize innovative development of the economic system; the second group ("providing") includes indicators that allow one to assess the quality of creation and progressive development of the innovation component of the regional economic development; the third group consists of resulting indicators which reflect to what degree innovative transformations in the economy are completed. A conclusion is drawn that the modern innovation cycle is characterized by intertwining of progressive and regressive trends, which is seen both in the dynamics of innovative development of the economy of the Perm region as a whole and in each group of indicators. The general and differentiated conclusions have become the basis for the author's techniques for development of directions and methods of the state regulation of innovative development in the region's economy on the basis of the recurrent approach.

Целью исследования было изучение особенностей координации движений при выполнении удара внутренней частью стопы по мячу у футболистов с такими видами нарушений опорно-двигательного аппарата, как сколиоз III степени и плоскостопие III степени. Полученные результаты позволяют сделать выводы и определить основные отличия при ударе внутренней частью стопы у футболистов с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Серьезные различия наблюдаются при исследовании перемещений. Несомненно, выделяются перемещения при ударе в голеностопном суставе. И это касается большинства фаз удара. Динамика изменений показателей в верхней части тела не столь выражена как в нижних конечностях, но несмотря на это разница остается заметна. И еще одним характерным и важным показателем различия двух групп являются перемещения головы по горизонтали. Значения перемещений головы основной группы существенно ниже на протяжении выполнения удара. Более яркие отличия мы можем видеть при наблюдении за скоростью. При выполнении удара у здоровых футболистов изменение показателей скорости является постепенным. В свою очередь значения скорости у футболистов с нарушениями опорно-двигательного аппарата данный показатель меняется резко. Формирование такого «патологического» динамического стереотипа у спортсменов с нарушениями ОДА является результатом трудностей с поддержанием равновесия и координацией движений. В тренировочном процессе футболистов данной группы необходимо больше внимания уделять развитию равновесия и координации, а также контролю вестибулярной чувствительности., The aim of the study was to examine the features of coordination in making a stroke the inside of the foot on the ball and the players with these types of disorders of the musculoskeletal system, as scoliosis degree III and III level flat. The results allow to draw conclusions and to identify the main differences when hitting the inside of the foot in football with disorders of the musculoskeletal system. Serious differences observed in the study of movement. Undoubtedly, the distinguished travel when struck in the ankle joint. This applies to the majority of the impact phase. Dynamics of changes in the values in the upper part of the body is not as pronounced in the lower limbs, but remains visible in spite of this difference. One more characteristic and important indicator of differences between the two groups are moving the head horizontally. The values of the core group of the head movement is significantly lower for the kick. More striking differences we can see by observing the speed. When making a stroke in healthy players the change of speed is gradual. Speed values in turn the players with disorders of the musculoskeletal system, this indicator varies dramatically. The formation of such "pathological" dynamic stereotype in athletes with locomotor impairment is a result of difficulties with balance and coordination of movements. The training process of this group of players need to pay more attention to the development of balance and coordination, as well as control of vestibular sensitivity.

Методами рентгенофлуоресцентного анализа и атомно-силовой микроскопии изучена способность бактерий рода Bacillus аккумулировать металлы Co, Pb, Cd, Zn. Установлены минимально подавляющие концентрации поглощаемых металлов Co, Pb, Cd, Zn, Mn, Fe для каждого штамма микроорганизмов. Определены фазы роста бактерий рода Bacillus без металлов и в присутствии их солей. При культивировании с металлами в некоторых случаях происходило увеличение времени выхода бактерий на стационарную фазу роста. Динамика накопления металлов клетками микроорганизмов изучена методом рентгенофлуоресцентного анализа. Для изучения изменения морфологии бактерий при накоплении тяжелых металлов использовался метод атомно-силовой микроскопии. Измерены основные морфометрические показатели клеток в присутствии солей металлов и их отсутствии. Показано, что действие солей металлов на микроорганизмы приводит к уменьшению размеров клеток, замедлению их роста и образованию спор., An ability of the Bacillus bacteria to accumulate heavy metals (Co, Pb, Cd, Zn) were studied by X-ray fluorescence analysis (XRF) and atomic force microscopy (AFM) methods. Minimal inhibitory concentrations of absorbed metals (Co, Pb, Cd, Zn, Mn, Fe) for each strain of microorganisms were established. Growth phases of Bacillus bacteria without metals and in the presence of their salts were defined. At cultivation with metals in certain cases there was an increase of time of bacteria outcome on a stationary growth phase. Dynamics of metals accumulation by microorganisms was studied by a method of the X-ray fluorescence analysis. Atomic force microscopy was used for study of bacteria morphology during heavy metals accumulation. The main morphometric parameters of cells in the presence of salts of metals and their absence were measured. It is shown that effect of salts of metals on microorganisms leads to reduction of cell sizes, deceleration of their growth and spores formation.

Показано, что использование известной интервальной оценки времени запаздывания связи между осцилляторами, основанной на эмпирическом моделировании фазовой динамики и формализме максимального правдоподобия, может давать ошибочные выводы о величине запаздывания. Это имеет место, когда на фазы существенно влияет динамика амплитуд, что типично для нелинейных автоколебательных систем, находящихся под действием сильных шумов или в хаотических режимах. Предложен эмпирический критерий для диагностики таких ситуаций и модифицированная оценка запаздывания, позволяющая устранить ошибочные выводы. Оба подхода использованы для оценки связей между климатическими процессами Эль-Ниньо – Южное колебание и Северо-Атлантическое колебание по данным наблюдений., An established interval estimator of a time delay in coupling between oscillators, which is based on empirical modeling of phase dynamics and maximum likelihood formalism, is shown to give sometimes erroneous conclusions about the value of the time delay. It occurs when the dynamics of amplitudes affects phases, which is typical of nonlinear oscillatory systems under the influence of strong noises or in chaotic regimes. We suggest an empirical criterion to diagnose such situations and a modified estimator of time delay which allows one to avoid erroneous conclusions. Both approaches are applied to the estimation of couplings between climate processes El-Nino/Southern Oscillation and North Atlantic Oscillation from observational data.

Исследованы показатели кардиореспираторной системы у студентов с различным уровнем устойчивости к транзиторной гипоксии-гиперкапнии. Выявлены различия в параметрах внешнего дыхания, вегетативного обеспечения сердечного ритма и центральной гемодинамики у молодых людей в зависимости от результатов пробы Штанге. Установлено, что студенты с низкой устойчивостью к гипоксии обладают сниженными параметрами лёгочной вентиляции и спектральных характеристик сердечного ритма. Изучена вариабельность гемодинамических характеристик в различных фазах произвольного порогового апноэ. В результате проведённого исследования установлено, что более половины студентов в возрасте от 18 до 23 лет обладают высоким уровнем устойчивости к транзиторной гипоксии-гиперкапнии. Отмечены более низкие значения адаптивных резервов у молодых людей с низким уровнем толерантности к гипоксии. У 51% обследованных студентов наблюдаются неудовлетворительные адаптационные резервы, 3% контингента демонстрируют срыв адаптации. В ходе исследования установлены компенсаторные перестановки в системе лёгочной вентиляции у лиц с низким пороговым апноэ. Впервые изучена фазовая динамика параметров центральной гемодинамики у лиц с различным уровнем устойчивости к транзиторной гипоксии в условиях Европейского Севера России. Разрозненность и дезорганизованность факторной структуры взаимодействий исследуемых параметров у лиц с низким уровнем устойчивости к гипоксии отражает несовершенство механизмов регуляции, неспособных обеспечивать должный уровень устойчивости. У студентов с высоким пороговым апноэ ведущим компонентом является состояние модулирующей системы, звеньев гемодинамики и системы лёгочной вентиляции., The parameters of cardiorespiratory system of students with different levels of resistance to transient hypoxia-hypercapnia were studied. Differences in the lung function indices, heart rate variability and central hemodynamic in young people depending on the results of Shtange's respiratory test were identified. It was found out that students with low resistance to hypoxia had reduced ventilation indices and heart rate spectral characteristics. The variability of hemodynamic characteristics in different phases of arbitrary apnea was studied. The study found that more than a half of students aged 18 to 23 years old have a high level of resistance to transient hypoxia-hypercapnia. Lower values of adaptive reserves in young people with low tolerance to hypoxia were found. 51% of the examined students had unsatisfactory adaptation reserves, 3% demonstrated the failure of adaptation. The study established the compensatory changes in the pulmonary ventilation in patients with a low threshold of apnea. Phase dynamics of central hemodynamics parameters in patients with various degrees of resistance to transient hypoxia in the European North of Russia was studied first time. Inconsistency and disorganization of factor structure of correlations of the studied quantities in people with the low level of resistance to hypoxia reflects the imperfection of regulation mechanisms which cannot provide the necessary level of tolerance. In students with the high threshold apnea the state of modulating system, hemodynamics elements and the systems of pulmonary ventilation play the most important role.

В условиях лабораторного эксперимента изучено влияние 2 ‰, 4 ‰ и 6 ‰ растворов морской соли на рост и размножение накопительной культуры Eichornia crassipes (водный гиацинт) в условиях высокой стартовой биогенной нагрузки карбамида (1,0 г/л) и гидрофосфата калия (0,4 г/л). Выделены 4 фазы динамики биомассы. В начальный постстрессовый период 22 суток обнаружен стимулирующий эффект морской соли в 2 ‰ и 4 ‰ на рост. В последующие 10 суток наблюдались: угнетение, отмирание листьев и гибель растений в среде 4 ‰, 6 ‰. В период 32-45 сутки в контроле и в среде 2 ‰ происходило восстановление культуры, при этом продукция и размножение были значимо выше в контроле. Период 46–55 сутки характеризовался замедлением роста и размножения по причине исчерпания запаса биогенных элементов в среде. Динамика биомассы коррелирует с изменением активной реакции среды, отражающей увеличение скорости фотосинтеза., In laboratory experiments studied the effect of 2 ‰, 4 ‰ and 6 ‰ solutions of sea salt on the growth and reproduction of cumulative culture Eichornia crassipes (water hyacinth) in conditions of high initial nutrient loading of urea (1.0 g/l) and potassium hydrogen phosphate (0.4 g/l). Selected 4 phase dynamics of biomass. In the initial post-stress period of 22 days discovered the stimulating effect of sea salt for growth in 2 ‰ and 4 ‰. In the next 10 days were observed: depression, death of leaves and plants in the medium of 4 ‰, 6‰. During 32-45 day was a recovery culture in the control and 2‰, while the production and reproduction were significantly higher in the control. Period 46-55 day was characterized by slow growth and reproduction due to the exhaustion of the stock of nutrients in the environment. Dynamics of biomass correlates with pH variation reflecting the increase rate of photosynthesis.

С использованием методического инструментария, разработанного Центром исследований модернизации Китайской академии наук (ЦИМ КАН), исследуются уровень и динамика модернизации ПФО в целом и его регионов, дается общая характеристика эволюции комплексных состояний модернизированности регионов (2000 – 2010 гг.), разработаны и анализируются группировки их фазовой динамики., With the use of methodological tools, developed by the Center for Modernization Studies of the Chinese Academy of Sciences (CAS CIM) examines the level and dynamics of modernization of the PFD in general and its regions, provides an overview of the evolution of complex states modernized regions (2000 – 2011 year.), developed and analyzed their group phase dynamics.

Проанализированы изменения мощностей волн электрогиппокампограммы (ЭГпГ) крыс и ее спектральной композиции при усилении на протяжении длительного стресса активности ГАМК-эргических механизмов мозга с помощью гидазепама и пирацетама относительно значений показателей ЭГпГ при изолированном стрессовом воздействии. Установлена двухфазная динамика указанных изменений, характер которой свидетельствует об адаптогенном действии указанных препаратов. Модуляция центральных процессов при длительном стрессе и усилении на его фоне ГАМК-эргических механизмов мозга сопровождалась изменениями поведенческих реакций животных., The changes of waves’ power and spectral composition of electrohippocampogram (EHpG) were analyzed in rats which brain GABA-ergic mechanisms increased by gidazepam and pyracetam during prolonged stress comparatively to the indices of EHpG under isolated affective influence. The nature of two-phase dynamics of the changes could indicate an adaptogenic action of drugs. It’s shown that modulation of central processes during prolonged stress and amplification of brain GABA-ergic mechanisms are accompanied by the changes of the animals’ behavioral reactions.

В фазовом приближении исследуется синхронизация внешней силой двух связанных фазовых осцилляторов. Рассмотрены и сравниваются режимы, когда автономные осцилляторы демонстрируют захват частот и биений с несоизмеримыми частотами. Представлены карты Ляпунова, обсуждаются возможные типы режимов возбуждаемой системы. Выявлены и классифицированы различные типы двухчастотных торов. Предложена модификация метода карт динамических режимов для определения областей существования различных резонансных двухчастотных торов., Synchronization phenomena are studied in phase dynamics approximation in the periodically driven system of two coupled oscillators. The cases are discussed when the autonomous oscillators demonstrate phase locking or beats with incommensurate frequencies. Lyapunov charts are presented, the possible regimes of dynamics of the driven system are discussed. Different types of two-dimensional tori are revealed and classified. The modification of computer generated charts of dynamical regimes method is suggested to identify the domains of existence for different two-dimensional tori.

В статье раскрывается специфика кругооборота опекаемых благ в пофазной динамике воспроизводства. Выявлены особенности деятельности государства, направленной на реализацию социального интереса. Определены наиболее наиболее эффективные инструменты материального вмешательства государства., The article deals with circulation of merit goods in phase-by-phase dynamics of reproduction. The author reveals characteristic features of state intervention aimed at protecting public interests. The most effective tools of state intervention in merit goods are given in the article.

Исследована хаотическая динамика в кольцевом асимметричном биллиарде с отражением и преломлением лучей. Фазовая динамика характеризуется разнообразием динамических режимов, что связано как с проявлением традиционных механизмов хаотизации лучей, так и со сложностью допустимых законов движения. В многолистном симметричном фазовом пространстве проанализированы фазовые перестройки кольцевого биллиарда при изменении степени его асимметрии., The paper studies the chaotic dynamics in circular asymmetric billiard with beams reflection and refraction. Phase dynamics is characterized by a variety of dynamics modes, which is connected with the e-ect of traditional chaotization mechanisms as well as with the complicacy of allowable motion laws. In the multisheet symmetric phase space, the circular billiard reconstructions have been analysed its asymmetry degrees changes