Models of shifts and correlation links of hematological and immunological parameters of patients with chronic generalized periodontitis

The goal of this study is to examine and to evaluate hematological and immunological parameters of patients with chronic generalized periodontitis based on the models of shifts and correlations. At that, the assessment of carried-out modeling and correlations allows to identify the leading parameters of diagnostics and intrasystemic blood parameters and cell-mediated immunit

The results of orthodontic treatment using computer design of structures

The article deals with the use of mathematical background and computer modeling in the process of treatment dental apparatus engineering. Drawing on mathematical calculations, veracity of which is validated by the results of experimental research, there in the clinic it has been used treatment appliance made of elastic polymer with set-up parameter

Алгоритм и программный комплекс оптимального технологического проектирования простых ректификационных колонн

Objectives. The formalized problem of the optimal design of distillation column systems belongs to the class of mixed integer nonlinear program problems. Discrete search variables are the number of trays in the rectifying and stripping sections of columns, whereas the continuous ones are the operating modes of columns. This study aimed to develop an algorithm and a software package for the optimal technological design of a system of simple distillation columns based on the criterion of total reduced capital and energy costs using rigorous mathematical distillation models.Methods. The solution to this problem is based on the branch and bound method. A computer model of the distillation column system was developed in the environment of the Aspen Hysys software package. The Inside–Out module was used as the distillation model. The developed algorithm is implemented in the software environment of the Matlab mathematical package. To solve the conditional optimization problem, a sequential quadratic programming method-based model was used. The interaction between software add-ins in Matlab and Aspen Hysys is implemented using a Component Object Model interface.Results. Approaches to obtain the lower and upper bounds of the optimality criterion and the branching method for the implementation of the branch and bound method have been developed. In addition, an algorithm for the optimal design of a distillation column of a given topology based on the branch and bound method has been developed. Furthermore, using Matlab, a software package that implements the developed algorithm and is integrated with the universal modeling software AspenHysys has been created.Conclusions. An algorithm and a software package have been developed and implemented that allows automating the design process of distillation column systems and integration with advanced mathematical programming packages, respectively. The performance of the algorithm and software package has been evaluated using the optimal design of the debutanization column as an example.Цели. Формализованная задача оптимального проектирования систем ректификационных колонн относится к классу задач дискретно-непрерывного нелинейного программирования. Дискретными поисковыми переменными являются число тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонн, а непрерывными – режимы работы колонн. Цель работы – разработать алгоритм и программный комплекс оптимального технологического проектирования системы простых тарельчатых ректификационных колонн по критерию суммарных приведенных капитальных и энергетических затрат на основе строгих математических моделей ректификации.Методы. Решение поставленной задачи базируется на методе ветвей и границ. Компьютерная модель системы ректификационных колонн построена в среде программного комплекса Aspen Hysys. В качестве модели ректификации использован модуль Inside-Out. Разработанный алгоритм реализован в программной среде математического пакета Matlab. Для решения задачи условной оптимизации использован модуль, основанный на методе последовательного квадратичного программирования. Взаимодействие программной надстройки, построенной в Matlab, c Aspen Hysys реализовано c помощью COM-интерфейса.Результаты. Разработаны подходы к получению нижних и верхних границ критерия оптимальности и способ ветвления при реализации метода ветвей и границ. Разработан алгоритм оптимального проектирования ректификационной колонны заданной топологии на основе метода ветвей и границ. В математическом пакете Matlab создан программный комплекс, реализующий предложенный алгоритм и интегрированный с универсальной моделирующей программной AspenHysys.Выводы. Разработан алгоритм и реализован программный комплекс, позволяющий автоматизировать процесс проектирования систем ректификационных колонн и интеграцию с передовыми пакетами математического программирования. Работоспособность алгоритма и программного комплекса апробирована на примере оптимального проектирования колонны дебутанизации

Efficiency of antinocyceptive support of patients with endodontic interventions for acute periodontitis

It is known that periodontitis is an inflammatory disease ofthe connective tissue anatomical formation located in the space between the compact plate of the dental alveoli and the cement of the tooth root. It has been proven that endodontic treatment for complicated forms of carious lesions is based on invasive interventio

Novel Trimethine Cyanine Dye as Potential Amyloid Marker

The applicability of the novel cyanine dye AK 3-1 to the detection and characterization of pathogenic protein aggregates, amyloid fibrils, was tested using the absorption spectroscopy technique. In an organic solvent dimethyl sulfoxide (DMSO), absorption spectra of AK3-1 exhibits vibrational structure with the relative intensity of 0-0 sub-band being higher than that for the 0-1 sub-band. In an aqueous phase the dye absorption band undergoes hypsochromic shift relative to DMSO due to H-aggregation of the dye. The interaction of AK3-1 with the native and fibrillar insulin was followed by the decrease of monomer band and the enhancement of H-dimer band. To evaluate the relative contributions of the monomeric and aggregated forms, the absorption spectra of the protein-bound dye were deconvoluted using the asymmetric log-normal (LN) function. The analysis of the set of fitting parameters provides evidence for the protein-induced AK3-1 self-association into the head-to-head dimers, with the magnitude of this effect being much more pronounced for fibrillar protein form. The molecular docking studies showed that the AK3-1 monomer tends to associate with the specific arrangement of side chains in the β-sheet formed by L17 leucine residues (of the insulin B-chain), located on the dry steric zipper interface of the fibril, while the dye dimers form stable complexes with the amyloid groove formed by the residues Q15 and E17 of the A-chain, and located on the wet interface of the fibril. The latter binding site is more easily accessible and is additionally stabilized by the electrostatic interactions between the positively charged dye and the E17 residue. This binding mode seems to be prevailing over that for the AK3-1 monomers. Based on the results obtained, AK3-1 may be recommended as a prospective amyloid marker complementary to the classical amyloid reporters Thioflavin T and Congo Red

Comparative evaluation of the effectiveness of methods of alveolar bone preservation before dental implantation

This article presents comparative results of the developed concept with the use of a direct immediate prosthetics and a group where the postoperative period was managed without it. The concept of bone preservation before implantation allows not only to preserve the volume of its own tissues, but also prevents the development of complications characteristic of traditional methods of bone augmentatio

Моделирование процессов возникновения и роста фрактальных структур и дефектов камер теплоэнергетических установок. Часть 1

The paper considers modeling the emergence and growth of possible fractal structures and defects on the inner surface of the chambers of thermal power units, which allow control and regulation of the development of such stochastic dynamic processes. We are talking about the use of modeling procedures for the given analysis, which are quite universal in the framework of certain approaches. A general qualitative consideration of the modeling of processes such as the deposition of materials on a solid surface of various complex configurations, and the occurrence of its fracturing and defects of fractal types, is given. In the first part, we consider an analogy between the processes of the emergence and growth of fractal structures and chamber defects with laser processes of controlled deposition of substances on the surface of a solid body and the growth of its fracturing. A number of models have been developed for the emergence and growth of fractal inhomogeneities of various types and configurations on a solid surface with identification of the possibility of their preliminary monitoring at the initial stage of their appearance. At the same time, both various surfaces in the form of coatings and the formation of fracturing and cluster zones of inhomogeneities and defects have been analyzed. The emphasis in the course of research has been made both on the analysis of their regulated structure, and also on the dynamics of the growth of fracturing and cluster zones of heterogeneities and defects in a certain direction. At the initial stage, the indicated process of formation of fractures and cluster zones of inhomogeneities and defects in space was monitored with different scaling: nano- and microscales. This study has been carried out within the framework of an analogy under the following conditions: firstly, given control over the cha-racteristics of similar objects in the corresponding laser experiment; secondly, the presence of a real possibility of ensuring their formation on the inner surfaces of the chambers in contact with the working substance; thirdly, the possibility of such structures influencing on the efficiency of various types of thermal power units in the context of achieving the desired direction and/or undesirability of changing the indicators and characteristics of units taking into account the laws of technical thermodynamics.Рассматривается моделирование возникновения и роста возможных фрактальных структур и дефектов на внутренней поверхности камер тепловых энергетических установок, допускающих контролирование и регулирование развития таких стохастических динамических процессов. Речь идет об использовании процедур моделирования для приводимого анализа, имеющих достаточно универсальный характер в рамках определенных подходов. Приведено общее качественное рассмотрение моделирования процессов как осаждения материалов на твердую поверхность различных сложных конфигураций, так и возникновения ее трещиноватости и дефектов фрактальных типов. В первой части проводится аналогия процессов возникновения и роста фрактальных структур и дефектов камер с лазерными процессами управляемого осаждения веществ на поверхность твердого тела и роста ее трещиноватости. Развит ряд моделей возникновения и роста фрактальных неоднородностей разного типа и конфигураций на твердой поверхности с выявлением возможности их предварительного мониторинга на начальном этапе появления. При этом проанализированы как различные поверхности в виде покрытий, так и образование трещиноватости и кластерных зон неоднородностей и дефектов. Акцент в ходе исследований сделан на анализе регулируемой их структуры, а также на динамике роста трещиноватости и кластерных зон неоднородностей и дефектов в определенном направлении. На начальном этапе осуществлялся мониторинг указанного процесса образования в пространстве трещиноватости и кластерных зон неоднородностей и дефектов с различным масштабированием: нано- и микромасштабами. Данное исследование проведено в рамках аналогии в условиях: во-первых, заданного управления характеристиками подобных объектов в соответствующем лазерном эксперименте; во-вторых, наличия реальной возможности обеспечения их образования на внутренних поверхностях камер при контакте с рабочим веществом; в-третьих, возможности влияния таких структур  на эффективность работы тепловых энергетических установок разного типа в контексте достижения нужной направленности и/или нежелательности изменения показателей и характеристик установок с учетом закономерностей технической термодинамики

Моделирование процессов возникновения и роста фрактальных структур и дефектов камер теплоэнергетических установок. Часть 2

The paper describes further development of model studies with the purpose to draw analogies of the occurrence  of possible inhomogeneities and defects of the fractal type on the surface of various objects under the action of laser radiation for different conditions and schemes of a laser simulation experiment in comparison with real processes in the chambers of thermal machines due to the contacts of the working substances with their surface. The subject of this consideration is related to the fact that in laser schemes one can relatively easily and in a controlled manner to study their topology in various modifications (in the range of 0D–3D structures formed on surfaces of various geometric shapes of the fractal type). This provides great opportunities for studying various frequently occurring undesirable random defects and inhomogeneities of  complex configuration with the development of unexpected processes in the dynamic modes of operation of various types of power units in their actual operation. This is determined by geometric analysis within the framework of the correspondding non-linear models with different  non-linear fractal images. In this aspect, we have used two models to consider the development of emerging fractal fractured structures: first, diffusion propagation/growth of cracks of different geometry with a set of local segments and fragments in different directions; secondly, with diffusely limited aggregation of their distribution (Diffusion-Limited Aggregation – DLA) using the formalism of cellular automata in percolation approximation for different algorithms for the formation of fractal structures. We present only the final results of calculations without details of their procedure, which is sufficient for a visual and qualitative determination of the process of growth of fracturing and defects. In this case, the final goal of consideration is to study the emergence of possible and controllable local areas / collectors, starting from surface structures, and their association with real objects on the surface of chambers with a working substance in power systems. The possible practical significance of such modeling and analysis is discussed to forecast their working conditions.В данной статье находят дальнейшее развитие модельные исследования по проведению аналогий возникновения возможных неоднородностей и дефектов фрактального типа на поверхности различных объектов под действием лазерного излучения в разных условиях и схемах лазерного имитационного эксперимента в сравнении с реальными процессами в камерах тепловых машин из-за контактов рабочего вещества с их поверхностью. Предмет такого рассмотрения связан с тем, что в лазерных схемах можно относительно легко и регулируемым образом управлять их топологией в разных модификациях (в диапазоне 1D–3D структур, образующихся на поверхностях разной геометрической формы фрактального типа). Это дает большие возможности для изучения различных часто возникающих нежелательных случайных дефектов и неоднородностей сложной конфигурации с развитием неожидаемых процессов при динамических режимах работы энергетических установок разного типа в условиях их реальной эксплуатации и определяется с помощью геометрического анализа в рамках соответствующих нелинейных моделей с различными нелинейными фрактальными образами. Нами использовались в данном аспекте две модели для рассмотрения развития возникающих фрактальных трещиноватых структур: во-первых, диффузионное распространение/рост трещин разной геометрии с совокупностью локальных отрезков и фрагментов в различных направлениях; во-вторых, с диффузно-ограниченной агрегацией их распространения (Diffusion-Limited Aggregation – DLA) с использованием формализма клеточных автоматов в перколяционном приближении для разных алгоритмов образования фрактальных структур. Приведем только итоговые результаты расчетов без деталей их процедуры, что достаточно для наглядного и качественного определения процесса роста трещиноватости и дефектов. При этом конечной целью рассмотрения является изучение возникновения возможных и контролируемых локальных областей/коллекторов, начиная с поверхностных структур, и их ассоциация с реальными объектами на поверхности камер с рабочим веществом в энергосистемах. Обсуждается возможная практическая значимость подобного моделирования и анализа

Numerical Analysis of the Characteristics of the Heat Treatment Process of Multilayer Composite Products in Heat Technology Installations

Приведены результаты численных исследований, выполненных на основе разработанной авторами статьи математической модели, посвященных изучению влияния различных факторов на характеристики процесса тепловой обработки композитных изделий в промышленных теплотехнологических установках при наличии внутренних тепловыделений, распределенных по объему отдельных слоев изделия. Предложена формулировка граничных условий для этой модели с учетом многослойной структуры изделий и особенностей организации процесса их тепловой обработки в теплотехнологической установке. Подробное описание математической модели представлено в предыдущих работах. В данном исследовании в качестве характеристик процесса тепловой обработки изучены функции распределения температуры и коэффициента (степени) гидратации в пространственных областях, составляющих изделие. Рассмотрены модельные композитные изделия одинаковой формы и структуры, но разного объема, состоящие из двух слоев материала, в которых протекает экзотермическая реакция гидратации, разделенных слоем пенополистирола. Температурно-временной режим тепловой обработки принимался близким к используемому в промышленных условиях при производстве трехслойных наружных стеновых панелей. Граничные и начальные условия соответствовали режиму тепловой обработки на плоских стендах с водяным подогревом и укрытием изделий сверху. Установлено, что наличие теплоизоляционного слоя в середине изделия, разделяющего слои c внутренним источником тепловыделений, существенным образом изменяет распределение значений температуры и коэффициента гидратации в верхнем и нижнем слоях. Увеличение характерного объема изделия ведет к существенному возрастанию влияния внутренних объемных тепловыделений на процессы нагрева и гидратации, обусловленные протеканием реакции гидратации

Analysis of the feasibility of reducing fuel consumption and carbon-dioxide emissions and obtaining carbon credits with the use of sverdlovskaya-oblast factories as an example

This article discusses aspects of improving the efficiency of heating and heat-treatment furnaces from the standpoint of the fuel savings that can be realized by the use of different methods to modernize such furnaces. © 2013 Springer Science+Business Media New York