Монографии

В монографии излагаются современные методы численного моделирования распространения волн прорыва и развития проранов в грунтовых плотинах. Главное внимание уделено описанию и применению оригинального эффективного алгоритма численного решения уравнений мелкой воды, основанного на методе распада произвольного разрыва с учетом неровного дна, обеспечивающего существование и единственность решения при любых начальных данных, а также применению трёхслойной физико-математической модели транспорта наносов с учетом их неоднородности для расчета проранов в плотинах из грунтовых материалов. Тщательно выполненное тестирование демонстрирует высокую точность, надежность и универсальность предлагаемых методов. Большой практический опыт моделирования позволил насытить книгу множеством примеров решения широкого круга прикладных задач. В свете событий, связанных с разрушением Каховской ГЭС, монография приобретает особую актуальность.

Для научных работников и специалистов в области речной гидродинамики и инженерной гидрологии, проектирования гидротехнических сооружений, численного моделирования течений со свободной поверхностью и деформируемым дном, страховщиков.

Работа выполнена в рамках темы № FMWZ-2022-0003 Государственного задания ИВП РАН.

Сборник рассчитан на специалистов, ведущих активные исследования в области водородной энергетики, которые становятся все более актуальным и популярным научно-технологическим направлением, а также на инженеров, аспирантов и студентов, работающих в разнообразных сферах, так или иначе связанных с получением и применением водорода.

Книга посвящена рассмотрению важнейших проблем катализа благородными металлами при горении; в ней представлены уникальные результаты, полученные авторами в 2014–2022 годах. В данной книге представлены новые данные о процессах горения, имеющих практическое применение, включены вопросы обеспечения пожарной безопасности при использовании благородных металлов в рекомбинаторах водорода для АЭС, а также в технологии каталитически стабилизированного (CS – catalytically stabilized) горения, включая стимулирование горения смесей водород-углеводород, синтез углеродных нанотрубок и определение пределов каталитического воспламенения в системах «благородный металл – водород – углеводород – окислитель». 

Исследования, представленные в каждом параграфе, изложены в общепринятом формате научной статьи, а именно введение, эксперимент и обсуждение результатов. 

Книга полезна для опытных студентов и квалифицированных учёных, работающих в области экспериментальных и численных исследований процессов горения.

Настоящая монография посвящена 80-летию Института озероведения Российской академии наук. Приведено описание наиболее важных этапов развития Института. Представлены основные направления исследований, проводящихся в настоящее время, а также наиболее важные научные и прикладные результаты, полученные за последние десятилетия. К их числу относятся оценка современных водных ресурсов России и мира, достижения в области изучения гидрологических, гидрохимических, гидробиологических и геолого-геоморфологических процессов в крупнейшем пресноводном водоеме Европы – Ладожском озере, а также в малых озерах Северо-Запада и арктической зоны РФ, успехи палеолимнологического направления исследований. Кроме того, представлены результаты работ по изучению метаболомики водных организмов, исследованию причин токсичного «цветения» воды и разработке способов борьбы с ним, оценке загрязнения водных объектов микропластиком и развитию методов математического моделирования процессов тепло- и массопереноса в системе «водосбор-водоток-водоем».

Материалы, содержащиеся в книге, могут представлять интерес для широкой научной общественности, занимающейся вопросами изучения, охраны и рационального использования водных объектов.

Книга, подготовленная под эгидой Совета РАН по проблемам климата Земли, содержит материалы ведущих ученых страны по актуальным вопросам определения влияния метана на климатические изменения, основанные на обширном перечне научных публикаций и исследованиях авторов. Рассмотрены источники и стоки метана, представлены количественные оценки соотношения естественных (природных) и антропогенных выбросов в атмосферу метана в России и в мире. Выполнен анализ роли метана в атмосферных фотохимических процессах с оценкой современных изменений концентрации метана в атмосфере и их причин. Особое внимание уделено выбросам метана в Арктической зоне, включая эмиссию метана из многолетнемерзлых болот России. Представлены результаты сравнительного анализа систем коэффициентов, используемых при определении эмиссии метана в атмосферу в национальных кадастрах. В том числе представлены соответствующие коэффициенты для производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Рассмотрены новые метрики для оценки выбросов парниковых газов. Особое внимание уделено факторам, влияющим на глобальные и региональные изменения климата с оценкой роли антропогенных выбросов метана в атмосферу, в том числе с использованием моделей земной системы Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН. 

 Книга предназначена как для специалистов – представителей профильных ведомств и организаций реального сектора экономики, так и для широкого круга специалистов, научных работников, профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов образовательных учреждений, специализирующихся в данных областях.

Книга о трёх выдающихся учёных – Алексее Николаевиче Северцове, Иване Ивановиче Шмальгаузене и Владимире Евгеньевиче Соколове – академиках - основателях и директорах современного Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова Российской академии наук. Описание жизненного и научного пути академиков проиллюстрировано уникальными материалами из личных архивов учёных, архива РАН и архива ИПЭЭ РАН. Предназначена для широкого круга читателей.

В книге приведены основные этапы жизни и деятельности пионеров отечественной космонавтики, основоположников практической космонавтики - академиков С.П. Королева и М.В. Келдыша, а также сведения о членах Академии наук – основателях отечественной науки и техники в области исследования и освоения космического пространства. Подробно описаны подготовка и хронология полета Ю.А. Гагарина в космос. Представлена информация о деятельности космонавтов - исследователей, о всех отрядах космонавтов и о космонавтах, ставших впоследствии членами Российской академии наук. Приведены сведения о летчиках - космонавтах СССР и России, совершивших космические полеты к моменту выхода настоящей книги, о начальниках центра подготовки космонавтов, командирах отрядов и групп космонавтов. Издание проиллюстрировано документами из Архива РАН и из других источников.
Книга подготовлена Российской академией наук в связи с 60-летием полета первого человека в космос. Она предназначена для специалистов в области исследования и освоения космоса, а также для широкого круга читателей, интересующихся достижениями отечественной науки.

Монография продолжает цикл исследований авторов, посвященный топонимии заговоров Русского Севера. В ней рассматриваются имена собственные камней, которые встречаются в заговорных текстах Восточной Славии, – в первую очередь русских и белорусских. Книга состоит из трех глав. Первая глава посвящена главному мифоорониму восточнославянского фольклора – Алатырю, количество фиксаций которого исчисляется сотнями, вариантов и контаминантов насчитываются десятки, а ареал покрывает Русский Север, северо-запад, запад, юг, центральную часть России, Поволжье, территории вторичного заселения – Урал и Сибирь; за пределами России – Белоруссию и территорию поселения белорусов в Литве. Авторы исследуют функционирование этого онима в фольклоре (жанры и мотивы); предлагают обзор этимологических версий, высказывавшихся для имени Алатырь начиная с XIX в.; анализируют объем и структуру ассоциативно-контаминационного поля этого имени; приводят перечень вариантов и контаминантов с указанием их частотности и географии; разбирают эпитеты Алатыря и устанавливают их имяпорождающий потенциал. Во второй главе анализируются имена собственные камней, не связанные с Алатырем: указываются география и количество их фиксаций, выдвигаются мотивационные версии, выявляются признаки фольклорного образа магического камня, релевантные для мифологической топономинации. Третья глава, озаглавленная «Вместо заключения. Где все-таки стоит искать прообраз Алатыря?», содержит подробную историю изучения Алатыря, а также текстоведческий комментарий относительно времени и путей появления этого онима в письменных источниках. В ней авторы предлагают свое видение этимологии знаменитого мифооронима.

В монографии изложены основные положения многофазной и многозонной теории технологического дробления горных пород взрывом в карьерах. Представлена разработанная схема разделения процесса дробления на множество составляющих его фаз. В рамках данной схемы разработаны модели каждой фазы с учетом симметрии их развития, горно-геологических и технологических факторов, а также с учетом взаимодействия зарядов при их групповом взрывании. Изложено аналитическое описание фаз, разработанных компьютерных программ и направления использования разработанной теории в технологиях ведения горных работ.
Данная монография предназначена для специалистов научно-исследовательских и проектных организаций, инженерно-технических работников горной промышленности, а также для студентов вузов горного профиля.

Доклад Российской академии наук Президенту Российской Федерации и в Правительство Российской Федерации подготовлен Информационно-аналитическим Центром «Наука» РАН с использованием материалов Совета по науке и образованию при Президенте Российской Федерации, Счетной палаты Российской Федерации, Минобрнауки России, РАО, РААСН, РАХ, отделений РАН по направлениям наук, региональных отделений РАН, Института проблем развития науки РАН, Института экономики УрО РАН, Института экономики и организации промышленного производства СО РАН, Высшей школы экономики.
Доклад утвержден решением Общего собрания членов РАН, состоявшемся 23 июня 2020 года.

Предлагаемая книга является первой в России монографией по проблеме диффузного загрязнения природных вод. В работе представлены: типизация и основные признаки источников диффузного загрязнения, особенности его вредного воздействия на водные объекты, приоритетные загрязняющие вещества для основных видов диффузного загрязнения, характеристика его источников по их влиянию на экологическое состояние водных объектов и ряд других теоретических и прикладных результатов. До настоящего времени диффузное загрязнение водных объектов в России остаётся вне сферы государственного регулирования, вне системы мониторинга состояния окружающей среды и антропогенных воздействий на неё, проводившиеся ранее исследования носили частный характер и не давали системного представления о проблеме. В монографии излагаются основные результаты исследований по федеральному проекту «Оздоровление Волги», посвящённые проблеме диффузного загрязнения Волжского бассейна, все теоретические и прикладные результаты иллюстрируются на примерах пилотных объектов этих исследований.
Для научных работников и специалистов в области управления водными ресурсами, исследования качества воды, мониторинга состояния водных объектов и антропогенных воздействий на них, аспирантов и студентов соответствующих специализаций.

Обобщение данных почвенных и агрохимических изысканий прошлых лет показало, что исследования подобного характера проводились нечасто и носили единичный характер. В данной монографии показана концепция изменения динамики плодородия почв в агроэкосистемах во времени. Обсуждается стратегия оптимального использования питательных веществ в будущем. В рамках интегрированного управления питанием растений предлагаются методы повышения эффективности использования питательных веществ и снижения их потерь. Представлены данные о содержании питательных веществ в зерновых культурах, а также о затратах минеральных удобрений и их окупаемости урожаем на разных типах почв, что дает возможность уточнить нормативы выноса, затрат и окупаемости минеральных удобрений урожаем зерновых культур в различных природно-сельскохозяйственных зонах.
Книга предназначена для научных работников, преподавателей, а также аспирантов и студентов высших и средних сельскохозяйственных заведений.

Математические финансы представляют собой основной источник современных количественных методов моделирования и расчетов в финансовой экономике, которая сегодня характеризуется широкой вовлеченностью инновационных инструментов, называемых производными ценными бумагами. Для обеспечения профессионального уровня развития и использования таких продуктов необходимы высоко классные специалисты в теоретической и прикладной частях этой науки с ее нынешними математическими сложностями и абстракциями, которым уже трудно придать краткую форму либо без ущерба для математической корректности, либо без потери широты освещения тематики. Данная книга представляет собой шаг именно в этом направлении как попытка изложить достаточно сложные факты и подходы современных математических финансов в упрощенной математической форме. В книге изучаются, в основном, две классические модели финансового рынка: биномиальная и диффузионная. В рамках этих моделей дается изложение многих принципиальных результатов по расчету и хеджированию производных ценных бумаг и по теории оптимального инвестирования. В книге показывается, как техника совершенного хеджирования преобразуется в технику частичного (среднеквадратического, квантильного и эффективного) хеджирования, применяемую далее к расчетам инновационных схем гибкого страхования жизни. При этом вскрывается связь вычислительных формул и техники, характерных для современных математических финансов и актуарной науки. Включение в книгу указанного материала, безусловно, отличает ее от других изданий по этой тематике. Книга содержит большое количество адаптированных к тексту примеров и список задач с решениями и указаниями, и в этой связи может рассматриваться как университетский курс современных математических финансов со всем многообразием их моделей, понятий, фактов, методов и взаимосвязей. Это предопределяет ее направленность на студенческую, исследовательскую и преподавательскую аудиторию экономико-математических специальностей университетов, что не исключает ее полезность для профессионалов финансово-страховой индустрии.

В коллективной монографии излагаются физические процессы и механизмы, приводящие к снижению эффективности преобразования неэлектрических величин в электрический ток. Изучается природа возрастания обратных токов р-п-переходов и диодов Шоттки, связанная с образованием рекомбинационных центров в областях пространственного заряда этих приборов. Разработана модель переноса носителей заряда, которая объединяет и обобщает известные механизмы формирования обратных токов, а именно диффузионный, прыжковый и туннельный, а также формулирует критерии преобладания конкретного механизма. В работе рассчитана вероятность электронных переходов с учетом электрон-фононного взаимодействия, которая объясняет быстрое нарастание обратных токов с ростом приложенного напряжения. В монографии развиваются методики определения параметров рекомбинационных центров и электрон-фононного взаимодействия, рассчитываются обратные токи и эффективность преобразователей. На конкретных примерах показаны причины снижения эффективности приемников рентгеновского излучения, ядерных батареек, регистраторов частиц высоких энергий.
Книга содержит материалы как обучающего, так и научного характера. Она будет полезна ученым и инженерам, работающим в полупроводниковой отрасли, а также студентам и аспирантам, обучающимся в этом направлении.

В том 1 Избранных трудов академика РАН Т.Я. Хабриевой вошли работы, посвященные развитию отечественной теории толкования права: «Телеологическое (целевое) толкование советского закона» (1988 г.) и «Толкование Конституции Российской Федерации» (1998 г.), «Венецианская комиссия как субъект интерпретации права» (2018 г.).
Впервые обоснованы понятие и содержание телеологического толкования как способа толкования права, средства и приемы установления целей нормы в свете теоретического и практического развития теории толкования, соотношение целевого толкования с иными способами и видами интерпретации, дано обобщенное представление о его роли в различных сферах правовой деятельности, в правоприменении и правотворчестве.
Предложено определение толкования Конституции как самостоятельного вида интерпретационной деятельности, установлены причины и принципы ее толкования, выявлены специфические способы и стадии толкования, даны анализ актов толкования Основного Закона, варианты совершенствования субъектной стороны толкования Конституции, авторское понимание пределов толкования Основного Закона.
Исследованы формы, значение и перспективы интерпретационной деятельности Европейской комиссии за демократию через право (Венецианской комиссии Совета Европы), ее современный статус. Уточнены современные методы и принципы правовой интерпретации, направления модернизации концепций развития международного права и взаимодействия «транснационального» и национальных правопорядков.
Монографии восполнили пробелы в отечественной доктрине и получили свое применение в работе высших судебных и иных государственных органов, дали импульс новым научным поискам.

Экспериментально исследованы температурные переходные процессы в акустооптических дефлекторах. Изучена спектральная зависимость углов сканирования дефлектора в зависимости от частоты управляющего сигнала при изменении температуры устройства. Показано, что происходит изменение угла дифракции при повышении рабочей температуры дефлектора.

Представлено современное состояние теории спинового обмена в разбавленных растворах парамагнитных частиц. Приведены кинетические уравнения для одночастичных спиновых матриц плотности с учетом гейзенберговского обменного взаимодействия при бимолекулярных столкновениях частиц. Кратко суммированы результаты расчетов эффективного радиуса спинового обмена для ряда модельных ситуаций. Описаны характерные проявления спинового обмена в форме спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Особое внимание уделено формированию коллективных мод эволюции квантовой спиновой когерентности в разбавленных парамагнетиках благодаря спиновому обмену.

В работе рассматривается перспективный вариант решения проблемы раннего обнаружения роста трещин усталости валов и лопаток вращающегося оборудования критически и стратегически важных объектов техносферы по уменьшению значений собственных частот крутильных колебаний в процессе эксплуатации. Разработана прецизионная система мониторинга собственных частот крутильных колебаний валопровода мощного турбоагрегата, реализующая метод измерения временных интервалов прохождения валом фиксированных угловых положений с помощью оптического энкодера. Система надежно регистрирует до 20 гармоник собственных частот крутильных колебаний в диапазоне частот до 470 Гц во всех режимах работы, в том числе наиболее сложных стационарных. Предложен способ повышения точности оценки собственных частот, учитывающий влияние режимных параметров работы. Проведена оценка его эффективности по данным мониторинга крутильных колебаний валопровода мощного турбоагрегата 350 МВт за два года наблюдений. Подтверждена возможность повышения точности оценки собственных частот на два порядка и более, что позволяет обнаруживать трещины усталости валов 2―5% сечения вала. Для предупреждения коротких замыканий в цепи статора работающего турбогенератора, способных разрушить валопровод турбоагрегата с трещинами усталости, предложен метод и система виброакустического мониторинга дефектов статора. На примерах показана возможность реализации ресурсосберегающей технологии эксплуатации турбогенераторов.

Рассматривается постановка и возможное решение задачи социально-экономической адаптации населения к негативному влиянию загрязненной атмосферы в условиях изменяющегося климата, подразумевающей, в том числе, адресную поддержку граждан. Предложена стратегия риск-менеджмента, в основе которой лежит медико-экологическое страхование риска для здоровья жителей экологически неблагополучных территорий в результате проживания в условиях постоянного загрязнения атмосферного воздуха на основе хеджирования. Предложены методические подходы к долгосрочному прогнозу риска для здоровья от загрязнения атмосферы с учетом изменения климата, а также идентификации источников загрязнения атмосферы.

Представлены результаты численного моделирования возбуждения лазера на парах меди (ЛПМ) импульсно-периодическим индукционным (безэлектродным) разрядом. Исследован вариант ЛПМ с коаксиальной разрядной камерой. Показано, что коаксиальная камера в большей степени удовлетворяет особенностям индукционного способа накачки, чем обычная цилиндрическая камера. В численных экспериментах достигнуты высокие выходные характеристики лазера, что свидетельствует о возможности эффективной накачки ЛПМ новым для него индукционным методом.

В статье реконструируется биография австрийского дипломата, венгерского графа Миклоша (Николаса) Эстерхази, представлявшего Австрийский дом при европейских дворах, в том числе в Санкт-Петербурге. В отсутствие личного архива реляции посла становятся источником реконструкции биографии, сбора и систематизации сведений о семье, образовании, карьере, перемещениях по континенту, амбициях, достижениях, оценках современников.

Исследована структура и определены условия формирования однопучкового излучения с дифракционной расходимостью и высокой стабильностью положения оси диаграммы направленности. В лазерах на парах меди (ЛПМ) и лазерной системе на парах меди (ЛСПМ) с таким качеством излучения с применением промышленных отпаянных активных элементов (АЭ) серий «Кулон» мощностью излучения 10-20 Вт и «Кристалл» мощностью 30-50 Вт плотность пиковой мощности в сфокусированном пятне диаметром 10-20 мкм достигает значений 10 11 -10 12 Вт/см 2 , достаточной для многочисленных и разнообразных применений в науке, технике и медицине. При этом обеспечивается на порядок и более высокая производительность по сравнению с традиционными способами.

В обзоре представлен сравнительный анализ параметров импульсных лазеров и лазерных систем на парах меди (ЛПМ и ЛСПМ) с другими типами газовых и твердотельных лазеров и их возможности промышленного использования в области обработки материалов. Показано, что ЛПМ с длинами волн излучения 510,6 и 578,2 нм, наносекундной длительностью импульсов и световым пятном диаметром 10...20 мкм с плотностью пиковой мощности 10 9 -10 11 Вт/см2 являются уникальными инструментами для эффективной и качественной микрообработки практически любых металлических и большого круга неметаллических материалов. Разработанный промышленный ЛПМ «Кулон-06» со средней мощностью излучения 6-8 Вт и частотой повторения импульсов (ЧПИ) 15 кГц стал основой для создания современных автоматизированных лазерных технологических установок (АЛТУ) «Каравелла-2» и «Каравелла-2М» с рабочим полем 100х100 и 200х200 мм для производительной прецизионной микрообработки фольговых материалов (0,01-0,2 мм). На основе ЛСПМ моделей «Кулон-10»и «Кулон-20», работающих по эффективной схеме ЗГ – УМ, мощностью излучения 10-15 и 20-25 Вт и ЧПИ 14 кГц созданы современные АЛТУ «Каравелла-1» и «Каравелла-1М» с рабочим полем 150х150 мм для микрообработки тонколистовых материалов (0,3-0,5 мм и 0,6-1 мм). Лазерный способ микрообработки импульсным излучением с наносекундной длительностью обеспечивает на порядок большую производительность по сравнению с традиционными способами, включая и ЭЭО, малые шероховатость поверхности реза (≤ 1...2 мкм) и зону термического влияния (≤ 3...5 мкм) и нет расслоения и микротрещин в таких металлах как молибден и вольфрам.