Гиневский А.Ф., Гиневский Д.А., Ижевский П.В. «Моделирование пространственно-временного распределения лекарственного агента в биологической ткани» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 3-17 (2021)

Предложена математическая модель фармакокинетики противоопухолевых препаратов, представляющая биологическую ткань в виде случайно-неоднородной среды. Модель базируется на системе уравнений реакции-диффузии, в которой коэффициенты являются случайными функциями пространства и времени. Коэффициенты модели вычисляются исходя из вероятности протекания процессов в живой ткани. Показаны примеры применения предлагаемого подхода на двух препаратах: «Цисплатин», используемый при химеотерапии рака, и «Бор-фенилаланин», предлагаемый как агент, повышающий дозу при облучении. Модель демонстрирует хорошее совпадение с результатами известных экспериментов. Описанный метод построения моделей фармакокинетики лекарственных препаратов может служить универсальным подходом для моделирования пространственно-временного распределения многих лекарств, в том числе использующих наночастицы. Результаты моделирования позволили предложить оптимизацию существующих протоколов химиотерапевтического и радиологического лечения.

Овчинников М.Ю., Герман А.Д., Маштаков Я.В., Ролдугин Д.С. «Моделирование динамики низколетящего космического аппарата с прямоточным воздушным электрореактивным двигателем» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 18-38 (2021)

Проводится моделирование движения космического аппарата на сверхнизкой орбите высотой 175 км. Аппарат оснащен прямоточным воздушным электрореактивным двигателем, позволяющим компенсировать силу лобового сопротивления. Проведено моделирование управляемого углового движения аппарата с учетом основных возмущающих факторов, включая ошибки в компоновке аппарата и установке двигателя, а также влияние ветра в атмосфере. Получена оценка энергопотребления системы управления в разных режимах движения.

Аманбаев Т.Р., Энтони С.Д. «Развитие математических моделей эпидемии с учетом влияния изоляции особей в популяции» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 39-60 (2021)

Анализируется влияние изоляции особей популяции на динамику эпидемии. На основе SIR модели построена SIRDi модель, где учитывается изоляция особей, а также наличие умерших больных, которую уместно использовать в случаях обширного распространения инфекции, когда число инфицированных сравнимо с числом уязвимых (т.е. тех, кто может быть инфицирован – Susceptible). Предлагаются упрощенные IRD и IRDi модели для изучения распространения инфекционной болезни на начальном этапе эпидемии (или для случая, когда скорость распространения инфекции не велика). Обнаружено, что существует пороговое значение коэффициента (доли) изоляции, которое разграничивает качественно разное поведение эпидемических показателей популяционной системы. Приведено сравнение между разными моделями. Показано, что упрощенная (IRDi) и более сложная (SIRDi) модели на начальном этапе эпидемии дают приблизительно одинаковые результаты.

Бондарев А.Е., Бондаренко А.В., Галактионов В.А., Жуков В.Т., Мануковский К.В., Новикова Н.Д., Феодоритова О.Б. «Численное исследование влияния преграды на обтекание вертикально-осевой ветротурбины» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 61-76 (2021)

Представлены результаты численного моделирования вертикально-осевой ветротурбины на основе решения трехмерных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с моделью турбулентности Спаларта–Аллмареса. Для ветротурбины геликоидного типа с тремя спирально закрученными лопастями приведены результаты параметрических расчетов вязкого сжимаемого обтекания в условиях, моделирующих городскую инфраструктуру.

Сазонов Вас.В. «Восстановление траектории сближения космического корабля с орбитальной станцией при помощи математической модели» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 77-94 (2021)

Рассматривается задача восстановления траектории движения космического корабля при стыковке к орбитальной станции в связанной системе координат орбитальной станции. Траектория движения космического корабля относительно орбитальной станции воссоздается путем восстановления при помощи параметрических математических моделей траектории движения космического корабля и орбитальной станции в гринвичской системе координат. Считается, что двигательная установка станции не работает, а движение корабля корректируется при помощи серии импульсов. В работе предложена оригинальная параметрическая математическая модель возмущенного движения космического корабля, в которой возмущающее ускорение каждого импульса задается кусочно-постоянной вектор-функцией, значения импульсов являются уточняемыми параметрами. Уточнение параметров математических моделей производится методом наименьших квадратов по данным автономных систем навигации, установленных на космическом корабле и орбитальной станции. Предложенный алгоритм и разработанное программное обеспечение использовалось для анализа траекторий сближения на семи стыковках космических кораблей «Союз» и «Прогресс» с Международной космической станцией. В работе приводятся восстановленные траектории и проведена оценка погрешности.

Акопов А.С., Бекларян Л.А., Бекларян А.Л. «Мультисекторная модель ограниченного соседства: сегрегация агентов и оптимизация характеристик среды» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 95-111 (2021)

Представлен подход к исследованию эффектов сегрегации с использованием разработанной мультисекторной модели ограниченного соседства. Предложена модель эволюционной динамики сообщества, состоящего из местного (коренные жители) и внешнего населения (мигрантов), взаимодействующих в искусственной социально-экономической системе, в которой выделены ключевые секторы экономики: добыча сырья (первичный сектор, привлекающей преимущественно мигрантов), производственный сектор (вторичный сектор, привлекающий преимущественно коренных жителей) и сфера низкотехнологичных и высокотехнологичных услуг (третичный и четверичный сектора экономики, привлекающие мигрантов и коренных жителей, соответственно). Формирование рабочих мест в данных секторах экономики осуществляется централизованно с использованием ранее предложенного алгоритма нечёткой кластеризации. Выполнены имитационные эксперименты и исследованы эффекты сегрегации, обусловленные стремлением агентов к поиску наиболее предпочтительных рабочих мест в условиях ограниченного соседства при различных сценарных условиях. Используя предложенный генетический алгоритм, решена важная оптимизационная задача по максимизации темпов роста ВВП и минимизации уровня сегрегации населения.