Методами численного моделирования изучен процесс развития модуляционной неустойчивости в волновой среде в условиях, когда система находится вблизи порога нестабильности. Найдены зависимости энергии возбуждаемого спектра и его спектральной ширины от уровня поглощения энергии в среде в режиме развитой неустойчивости. Обсуждены характер формирования волнового пакета и процесс сужения спектра неустойчивых колебаний.

Рассмотрены проблемы классических и квантовых вычислений, простейшие приемы программирования в среде Delphi. Описаны принципы проектирования операционных систем и даны основы системного программирования в среде операционных систем UNIX, Linux, Windows. Изложены основы построения и проектирования баз данных, а также принципы создания интеллектуальных систем. Приведена практика применения языка CLIPS для построения экспертных систем. Рассмотрены искусственные нейронные сети, математические методы исследования операций, основы инженерной и компьютерной графики.

Рассмотрено применение математических моделей, описывающих нелинейные явления неустойчивости волн большой амплитуды в антиферромагнитных фильтрах и плазменных волноводах. Показаны условия применимости математических моделей, приведены выражения для перевода безразмерных параметров моделей в размерные величины для реальных технических систем. Найдены характерные времена развития процесса модуляционной неустойчивости для плазменных волноводов.

Представлены на современном уровне достижения в отечественном и зарубежном производстве прокатных валков различного назначения (сортового, листового, тонколистового проката). Рассмотрены вопросы изготовления валков из различных материалов, способы их упрочнения. Описаны технологии производства литых и кованых валков, указаны области их применения. Приведены характеристики дисперсионно-твердеющих сталей и чугунов для прокатных валков. Даны рекомендации по контролю качества, в том числе и неразрушающими методами, а также по организации валкового хозяйства на металлургических предприятиях.

Рассмотрены процессы развития модуляционной неустойчивости волн большой амплитуды. Обсуждено поведение огибающей интенсивного волнового поля для модели, которая описывается уравнением Лайтхилла с учетом поглощения и внешнего источника. Приведена подобная модель, которая описывает появление волн аномальной амплитуды на поверхности океана в условиях существования волнения конечной амплитуды. Обсуждены результаты упрощенного описания на основе модифицированной S-теории, которая учитывает взаимодействие мод спектра, волновые вектора которых симметрично располагаются относительно волнового вектора основной волны конечной амплитуды. Особенностью модифицированной S-теории является возможность явно выделить механизмы модуляционной неустойчивости и пояснить природу возникновения волн аномальной амплитуды с малым временем жизни. Приведены результаты расчетов без использованных упрощений, что позволило провести верификацию приближения, основанного на S-теории. Показано, что многие характеристики обоих описаний оказываются достаточно близки, по крайней мере, на начальной стадии нелинейного режима неустойчивости. Подобными оказываются также достигаемые максимальные амплитуды как модуляции, так и отдельных волн, а также характерные времена их появления и времена их жизни. Отмечено, что огибающая волнового поля в начале нелинейного режима неустойчивости в модели Лайтхилла почти в 3 раза превосходит среднюю амплитуду волн. Показано, что частоты появления аномальных волн в статистике по ансамблю и по времени в обеих моделях описания океанского волнения практически не отличаются. На начальной стадии нелинейного режима неустойчивости возможно появление волн и всплесков огибающей с весьма большой амплитудой значительно чаще, чем это следует из статистически обоснованных оценок.

Предложена методика оценки характера растяжения насосно-компрессорных труб в эксплуатации. За основу расчётов была принята методика, приведенная в монографии Васидзу К. Для получения достоверной и наиболее полной информации эксперименты следует производить на оборудовании по растяжению и разрыву образцов различной длины (не только стандартные).

Выполнены исследования степени структурной неоднородности металла ножей из сталей 65Г и 20Х13 до и после эксплуатации при помощи оптико-математического метода. Проведен сравнительный анализ особенностей структурообразования в различных зонах (лезвия и основной части) режущего инструмента в процессе всего жизненного цикла. С помощью предложенного метода выявлены дефекты, влияющие на срок службы и надежность ножей.

Проведена оценка степени локальной неоднородности методом оптико-математического анализа металлографических изображений различных фаз серого феррито-перлитного чугуна, формируемой в результате процесса кристаллизации, пластической деформации, путем выявления и исследования изменения дислокационной структуры, определения ее плотности с оценкой величины дисперсности фаз, а также с учетом изменения энергетических параметров: функций мощности диссипации энергии и напряжений.

С помощью математических методов проведен сравнительный анализ перераспределения углерода в ножах, используемых в кондитерском производстве, на основе изображений микроструктур и данных микрорентгеноспектрального анализа. Исследованы особенности перераспределение углерода в карбидах сталей 65Г и 20Х13 в процессе эксплуатации. Предложена модель процесса диффузии углерода в различных зонах ножей.

Рассмотрен характер растяжения длинных стрежней, что позволило определить степень и области их пластической деформации при эксплуатации.

Разработаны оценочные параметры, позволяющие при исследовании структур гетерогенных сплавов учитывать значительный разброс по концентрации компонентов (степень неоднородности), в выявленных соответствующих фазах, отличающихся концентрацией компонентов.

Выполнен анализ скорости кристаллизации в различных зонах отливки двухслойных хромоникелевых валков, полученных центробежным способом. Расчетами показано, что повышение скорости кристаллизации металла рабочего слоя способствует формированию значительных остаточных напряжений в двухслойных валках из хромоникелевых чугунов.

Проведены разработка и усовершенствование новых методов исследования структур, формируемых в хромсодержащих углеродистых сплавах, позволяющих прогнозировать изменения локальной неоднородности структурных составляющих для использования в различных технологических процессах, чтобы достигнуть необходимых свойств. Применение новых подходов предусматривает и использование более быстрых операций по компьютерной оптико-математической оценке этих показателей. Методика применяемого компьютерного анализа металлографического изображения структуры основана на гидродинамических аналогиях с применением уравнений Навье - Стокса, описывающих формирование фаз (за счет диссипации энергии в результате диффузионного процесса изменения плотности анализируемого объекта). Оценку производили на основе вычисляемых значений, расположенных на оцифрованных в формат bmp анализируемых изображениях. В результате проведенных исследований оценена неоднородность высокохромистых чугунов по распределению степени дисперсности условного цвета определяемых фаз. Проведено моделирование локальной неоднородности структурных составляющих, включающее в себя использование новых оценочных параметров - M-троек, представляющих собой упорядоченный набор, состоящий из трех действительных целых чисел, вычисляемых через дивергенцию и лапласиан в рассматриваемой точке металлографического изображения, через которые выражали мощность диссипации энергии. Моделирование проводили, используя инвариантные преобразования M-троек при повороте металлографического изображения на различные углы. Ввод их в анализ позволил, изменяя и задавая определенные энергетические параметры (поворотом, перестановкой пикселов на исследуемом изображении), проводить моделирование и оценку изменения локальной неоднородности структурных составляющих в результате задаваемых различных параметров. При помощи моделирования, в качестве примера, выполнена оценка влияния неоднородности структурных составляющих на их твердость. Установлено, что хотя твердость сплава возрастает с повышением степени дисперсности, однако значимость этого параметра в обоих направлениях (вертикальном и горизонтальном) ниже, чем в случае углов поворота. Это свидетельствует о том, что дисперсность структурных составляющих не оказывает определяющего влияния на твердость такого сплава. Эти результаты требуют более детального анализа, включающего и роль других факторов, таких как скорость кристаллизации, степень плотности дислокационной структуры, в том числе и в формируемых границах субзерен. В этом случае моделирование углов поворота позволит установить наиболее тесную их взаимосвязь со всеми параметрами, входящими в состав M-троек, через которые можно как оценить неоднородность структурных составляющих, так и выявить особенности их формирования в гетерогенных сплавах. Данный методический подход и полученные результаты анализа позволят также оценивать влияние различных эксплуатационных факторов на свойства материала. На основании выявленной анизотропии свойств металла рабочего слоя, в том числе и при центробежном литье, рекомендовано оценивать связь структуры со свойствами на поперечных шлифах (поперек осей нечетко выраженных дендритов).