Conical Indentation of a Viscoelastic Sphere

Instrumented indentation is commonly used for determining mechanical properties of a range of materials, including viscoelastic materials. However, most—if not all—studies are limited to a flat substrate being indented by various shaped indenters (e.g., conical or spherical). This work investigates the possibility of extending instrumented indentation to nonflat viscoelastic substrates. In particular, conical indentation of a sphere is investigated where a semi-analytical approach based on “the method of functional equations” has been developed to obtain the force–displacement relationship. To verify the accuracy of the proposed methodology selected numerical experiments have been performed and good agreement was obtained. Since it takes significantly less time to obtain force–displacement relationships using the proposed method compared to conducting full finite element simulations, the proposed method is an efficient substitute of the finite element method in determining material properties of viscoelatic spherical particles using indentation testing

Column Supported Embankments with Geosynthetic Encased Columns: Validity of the Unit Cell Concept

Abstract: Column supported embankments (CSEs) are used to overcome common problems associated with the construction of embankments over soft compressible soils. The use of granular columns as deep foundation elements for CSEs can be problematic in soft soils due to the lack of adequate lateral confining pressure, particularly in the upper portion of the column. Using a high-strength geosynthetic for granular column confinement forms geosynthetic encased columns (GECs); the confinement imposed by the geosynthetic increases the strength of the column, and also prevents its lateral displacement into the soft surrounding soil. This paper presents the results of finite element analyses of a hypothetical geosynthetic reinforced column supported embankment (GRCSE) (i.e., a CSE underlain by geosynthetic reinforcement) that is constructed with GECs as the deep foundation elements. Full three-dimensional (3-d), 3-d unit cell, and axisymmetric unit cell analyses of the GRCSE were carried out to investigate the validity of the unit cell concept. The effect of the degree of nodal constraint along the bottom boundary when numerically modeling GRCSEs was also studied in this paper. Numerical results show that a full 3-d idealization is required to more precisely determine the tension forces that are produced in the geosynthetic reinforcement that underlies the GRCSE. A number of design parameters such as the average vertical stresses carried by the GECs, lateral displacement of the GECs, and the maximum settlement of the soft foundation soil, however, can be successfully calculated using unit cell analyses

Исследование влияния мощных электромагнитных излучений на приемные антенные системы со сверхпроводящими защитными устройствами

Yeromina, N. S. Investigation of Powerful Electromagnetic Radiation Influence on Receiving Antenna Systems with Superconducting Protective Devices / Yeromina N. S., Kravchenko I. I., Kurylov M. N. and ot. // Problemele Energeticii Regionale. - 2022. - № 3 (55). - P. 140-155. -DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2022.3-55.11.Досліджено вплив потужного електромагнітного випромінювання ультракороткої тривалості на надпровідний пристрій захисту, як навантаження антенно-фідерного тракту радіоелектронних систем, що використовуються в системах моніторингу земної поверхні на користь сільського господарства, геодезії, картографуванні, моніторингу поверхні землі та океану, а також шарів атмосфери, у системах дистанційного керування в машинобудуванні та суміжних галузях промисловості. Найбільш суттєвим результатом є запропонований підхід до визначення зв'язку реакції довільної антени на вплив випромінювання з її характеристиками як випромінювання. Показано, що при визначенні шуканого зв'язку такими характеристиками антенних систем є вхідний імпеданс антени та комплексна діаграма нормованої спрямованості в режимі випромінювання на довільній частоті. Значимість отриманих результатів полягає в отриманні аналітичних співвідношень для оцінки впливу випромінювання, що розглядається, на захисний пристрій, що знаходиться в надпровідному, змішаному і нормальному фазових станах. Особливість отриманих результатів полягає у можливості врахування ступеня узгодження антеної системи з пристроєм захисту на основі надпровідної тонкої плівки, а також перетворення енергії випромінювання в енергію наведених струмів, що є основою для вибору та конструктивного розрахунку пристроїв захисту радіоелектронних засобів від впливу потужного електромагнітного випромінювання на основі мікросмужкових ліній передачі. Новизна роботи полягає в тому, що набула подальшого розвитку теорія захисту радіоелектронних засобів, що використовуються в різних галузях народного господарства та оснащені антенними системами з надпровідними захисними пристроями в умовах впливу потужного електромагнітного випромінювання, практичне застосування якої забезпечить надійність функціонування цих систем.This work is devoted to the problem of the effect of a powerful ultra-short duration electromagnetic radiation on the superconducting protection device as a load of antenna-feeder circuit of radioelectronic systems. The above device is used in the monitoring systems of the land surface to the benefit of agriculture, geodesy, mapping, monitoring of land and ocean surfaces, and, also, the atmospheric layers, remote control systems in engineering and industry related branches. This goal was achieved by substantiation of the approach to the description of the arbitrary antenna response to the electromagnetic radiation, using the antenna system frequency response. The most significant result is the offered approach to the relationship determination between the response of the arbitrary antenna to the radiation influence and its characteristics in a radiation mode. The sought relationship determination showed that, such characteristics of the antenna systems are the antenna input impedance and the complex normalized radiation pattern in the radiation mode at an arbitrary frequency. The significance of the results is in obtainment of the analytical relations to estimate the effect of the radiation under consideration on the device that is in superconducting, mixed and normal phase states. The peculiarity of the obtained results makes it possible to consider the antenna system coordination degree of the protection device based on superconducting thin film. Conversion of the radiation energy into the induced currents’ energy that is the basis for selection and structural calculation of protection devices of the radio electronic facilities against powerful electromagnetic radiation build upon microstrip transmission lines.Исследовано влияния мощного электромагнитного излучения ультракороткой длительности на сверхпроводящее устройство защиты, как нагрузку антенно-фидерного тракта радиоэлектронных систем, используемых в системах мониторинга земной поверхности в интересах сельского хозяйства, геодезии, картографировании, мониторинге поверхности земли и океана, а также слоев атмосферы, системах дистанционного управления в машиностроении и смежных отраслях промышленности. Наиболее существенным результатом является предложенный подход к определению связи реакции произвольной антенны на воздействие излучения с ее характеристиками в режиме излучения. Показано, что при определении искомой связи такими характеристиками антенных систем являются входной импеданс антенны и комплексная нормированная диаграмма направленности в режиме излучения на произвольной частоте. Значимость полученных результатов состоит в получении аналитических соотношений для оценки влияния рассматриваемого излучения на защитное устройство, находящееся в сверхпроводящем, смешанном и нормальном фазовых состояниях. Особенность полученных результатов заключается в возможности учёта степени согласования антенной системы с устройством защиты на основе сверхпроводящей тонкой пленки, а также преобразование энергии излучения в энергию наведенных токов, что является основой для выбора и конструктивного расчета устройств защиты радиоэлектронных средств от воздействия мощного электромагнитного излучения на основе микрополосковых линий передачи. Новизна работы заключается в том, что получила дальнейшее развитие теория защиты радиоэлектронных средств, используемых в разных отраслях народного хозяйства и оснащенных антенными системами со сверхпроводящими защитными устройствами в условиях воздействия мощного электромагнитного излучения, практическое применение которой обеспечит надежности функционирования этих систем

The OpenMolcas Web: A Community-Driven Approach to Advancing Computational Chemistry

The developments of the open-source OpenMolcas chemistry software environment since spring 2020 are described, with a focus on novel functionalities accessible in the stable branch of the package or via interfaces with other packages. These developments span a wide range of topics in computational chemistry and are presented in thematic sections: electronic structure theory, electronic spectroscopy simulations, analytic gradients and molecular structure optimizations, ab initio molecular dynamics, and other new features. This report offers an overview of the chemical phenomena and processes OpenMolcas can address, while showing that OpenMolcas is an attractive platform for state-of-the-art atomistic computer simulations

Cybersecurity of the municipal infrastructure

A modern city is a complex system that requires a unified systematic approach to ensuring public safety, law and order and environmental safety in the face of high levels of both man-made and natural risks. Due to the growing role of information technology in the functioning of a modern city, the threat of cyberattacks on critical municipal infrastructure has increased. The cost of such cyber-attacks can be very high, both for individual victims and for society as a whole. Cyberattacks can lead to the theft of sensitive information, data destruction or the disclosure of personal data. In addition, such attacks can lead to loss of working time and suspension of systems, which can have serious consequences for the city’s viability. The experience of other countries in protecting critical municipal infrastructure from cyber threats has been studied, analysed and summarised. The impact of the latest information technologies (such as the Internet of Things, artificial intelligence, blockchain) on the development of municipal infrastructure, the use of these technologies to protect critical infrastructure from cyberattacks, their advantages and disadvantages compared to classical security technologies have been considered. Particular attention has been paid to the problems of safe automation of modern city management processes such as automation of traffic control systems, environmental monitoring systems, financial systems, power grids, water and gas supply systems, communication systems, and control systems for wastewater treatment plants. The features of cyber attacks and the use of methods for protecting critical infrastructure in the context of hybrid warfare have been examined. Recommendations for a comprehensive increase in the level of protection of municipal critical infrastructure from cyber threats have been provided, taking into account the latest global trends in cybersecurity