О МЕТОДЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОПЕРАТОРА ВНУТРЕННЕГО ВРЕМЕНИ В ЗАДАЧАХ ОБОСНОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СЛОЖНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 

Острейковский Владислав Алексеевич, доктор технических наук, профессор, кафедра информатики и вычислительной техники, Сургутский государственный университет (Россия, г. Сургут, ул. Ленина, 1), E-mail: ova@surgu.ru
Лысенкова Светлана Александровна, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра информатики и вычислительной техники, Сургутский государственный университет (Россия, г. Сургут, ул. Ленина, 1), E-mail: lsa1108@mail.ru
Шевченко Елена Николаевна, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра информатики и вычислительной техники, Сургутский государственный университет (Россия, г. Сургут, ул. Ленина, 1), E-mail: elenan_27@mail.ru 

519.2:621.0.039+517.98 

DOI

10.21685/2307-4205-2020-4-4 

Актуальность и цели. Вполне возможно, что одной из важных причин большого числа аварий и катастроф является неполный учет при проектировании структурно и функционально сложных систем (СФСС) условий их жизни и в том числе недостатками в расчетах долговечности с учетом неустойчивости и необратимости процессов, протекающих в оборудовании динамических систем. При этом особого внимания заслуживают вопросы одновременного учета существования разнообразных факторов конструктивного и эксплуатационного характера в условиях асимметрии времени в модусах «прошлое–настоящее–будущее». Без знания влияния комплекса факторов внешней среды и их разнообразия невозможно с требуемой точностью предсказывать будущее поведение сложной системы и тем более без знания ее прошлого и значений начальных условий.
Неустойчивость и необратимость процессов приводят к разрушению траектории поведения оборудования СФСС и, следовательно, к возможному появлению многообразия структурированных коллективных состояний. А это грозит появлением отказов, аварий и катастроф оборудования сложных комплексов. Исследования неустойчивостей и необратимых процессов в сложных системах привели к образованию стройной теории использования понятия второго (внутреннего) времени, как на микроскопическом, так и на макроскопическом уровнях описания СФСС. Так как из-за случайного поведения траекторий оборудования динамических систем внутреннее время существенно отличается от астрономического времени, оно является оператором, соответствующим величинам в квантовой механике. И вследствие этого оно приводит к глубоким изменениям на функциональном уровне пространственно-временного континуума. Сильно неустойчивые системы с большим числом возможных необратимых процессов являются источником когерентности явлений техногенной безопасности. Если в равновесии или вблизи него состояние оборудования СФСС по крайней мере в течение достаточно долгого периода времени полностью определяется краевыми условиями, то вдали от равновесия возможно появление множества диссипативных структур. Именно поэтому в последние три десятилетия XX и начале XXI в. в качестве обобщенного параметра СФСС используются понятия детерминистического хаоса и аттрактора. В силу сказанного целью данной статьи является анализ структуры и содержания концепции оператора внутреннего времени в теории долговечности сложных динамических систем.
Материалы и методы. Концептуальной основой методологии в статье является закон возрастания энтропии и возникновение на его базе асимметрии времени в модусах «прошлое–настоящее–будущее». При этом анализируется новое понятие «внутреннее время», характеризующее необратимые процессы в неустойчивых динамических системах. Такой подход позволил получить аналитические выражения показателей долговечности на базе новой структуры пространства-времени: непротиворечивые средние значения «возраста» систем.
Результаты. Сформулирована и раскрыта концепция применения понятия «внутреннее время» в теории долговечности структурно и функционально сложных систем, в том числе и специального назначения. 

Ключевые слова

операторы микроскопической энтропии, Лиувилля и внутреннего времени, долговечность 

 Скачать статью в формате PDF

1. Больцман, Л. Лекции по теории газов : пер. с нем. / Л. Больцман. – Москва, 1956. – 554 с.
2. Пригожин, И. Р. От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках : пер. с англ. / И. Р. Пригожин ; под ред. Ю. Л. Климонтовича. – Изд. 2-е, доп. – Москва : Едиториал УРСС, 2002. – 304 с.
3. Пригожин, И. Р. Конец определенности. Время, хаос и новые законы природы / И. Р. Пригожин. – Ижевск : Ижевская республиканская типография, 1999. – 208 с.
4. Пригожин, И. Р. Время. Хаос. Квант: к решению парадокса времени : пер. с англ. / И. Р. Пригожин, И. Стенгерс ; под ред. В. И. Аршинова. – Москва : Книжный дом «Либроком», 2009. – 240 с.
5. Ляпунов, A. M. Собрание сочинений / A. M. Ляпунов. – Москва – Ленинград, 1956. – Т. 2. – 472 с.
6. Ляпунов, A. M. Общая задача об устойчивости движения / A. M. Ляпунов. – Москва : Изд. АН СССР, 1950. – 470 с.
7. Колмогоров, А. Н. Теория вероятностей и ее применения / А. Н. Колмогоров // Математика и естествознание в СССР. – Москва ; Ленинград : ГОНТИ, 1938. – С. 51–61.
8. Арнольд, В. И. Математические методы классической механики / В. И. Арнольд. – Москва : Едиториал УРСС, 2017. – 416 с.
9. Мозер, Ю. К. Регулярная и стохастическая динамика / Ю. К. Мозер. – Москва : Мир, 1984. – 536 с.
10. Острейковский, В. А. Старение и прогнозирование ресурса оборудования атомных станций / В. А. Острейковский. – Москва : Энергоатомиздат, 1994. – 288 с.
11. Антонов, А. В. Ресурс и срок службы оборудования энергоблоков атомных станций (на примере энергоблоков Смоленской АЭС) / А. В. Антонов, В. А. Острейковский. – Москва : Инновационное машиностроение, 2017. – 536 с.
12. Острейковский, В. А. Математическое моделирование эффекта асимметрии внутреннего времени в теории долговечности структурно и функционально сложных критически важных систем / В. А. Острейковский, Е. Н. Шевченко // В книге: Итоги науки. Выпуск 37. Избранные труды Международного симпозиума по фундаментальным и прикладным проблемам науки. – Москва : РАН, 2018. – С. 69–111.