Active Brownian Particles. From Individual to Collective Stochastic Dynamics

We review theoretical models of individual motility as well as collective dynamics and pattern formation of active particles. We focus on simple models of active dynamics with a particular emphasis on nonlinear and stochastic dynamics of such self-propelled entities in the framework of statistical mechanics. Examples of such active units in complex physico-chemical and biological systems are chemically powered nano-rods, localized patterns in reaction-diffusion system, motile cells or macroscopic animals. Based on the description of individual motion of point-like active particles by stochastic differential equations, we discuss different velocity-dependent friction functions, the impact of various types of fluctuations and calculate characteristic observables such as stationary velocity distributions or diffusion coefficients. Finally, we consider not only the free and confined individual active dynamics but also different types of interaction between active particles. The resulting collective dynamical behavior of large assemblies and aggregates of active units is discussed and an overview over some recent results on spatiotemporal pattern formation in such systems is given.Comment: 161 pages, Review, Eur Phys J Special-Topics, accepte

Electron accelerator for energy up to 5.0 MeV and beam power up to 50 kW with Х-ray converter

The paper describes the industrial electron accelerator ILU-10 for electron energy up to 5 MeV and beam power up to 50 kW specially designed for use in industrial applications. The ILU-10 accelerator generates the vertical electron beam. The beam line turns the beam through an angle of 90° and transports the beam to the vertically posed Xray converter to generate the horizontal beam of X-rays.Приводиться опис прискорювача електронів ІЛУ-10 на енергію 5 МеВ потужністю 50 кВт, спеціально розробленого для таких комплексів. Для спрощення конструкції конвеєрної системи подачі оброблюваної продукції в зону опромінення використовується випускний пристрій з поворотом пучка на 90 градусів інаступною конвертацією електронного пучка в гамма-випромінювання на вертикально розташованій мішені.Приводится описание ускорителя электронов ИЛУ-10 на энергию 5 МэВ мощностью 50 кВт, специально разработанного для таких комплексов. Для упрощения конструкции конвейерной системы подачи обрабатываемой продукции в зону облучения используется выпускное устройство с поворотом пучка на 90 градусов и последующей конвертацией электронного пучка в гамма-излучение на вертикально расположенной мишени

Specific features of the ecological functioning of urban soils in Moscow and Moscow oblast

Urban soils (constructozems) were studied in Moscow and several cities (Dubna, Pushchino, and Serebryanye Prudy) of Moscow oblast. The soil sampling from the upper 10-cm-thick layer was performed in the industrial, residential, and recreational functional zones of these cities. The biological (the carbon of the microbial biomass carbon, Cmic and the microbial (basal) respiration, BR) and chemical (pHwater and the contents of Corg, heavy metals, and NPK) indices were determined in the samples. The ratios of BR to Cmic (the microbial respiration quotient, qCO2) and of Cmic to Corg were calculated. The Cmic varied from 120 to 738 µg C/g soil; the BR, from 0.39 to 1.94 µg CO2-C/g soil per hour; the Corg, from 2.52 to 5.67%; the qCO2, from 1.24 to 5.28 µg CO2-C/mg Cmic/g soil per h; and the Cmic/Corg, from 0.40 to 1.55%. Reliable positive correlations were found between the Cmic and BR, the Cmic and Cmic/Corg, and the Cmic and Corg values (r = 0.75, 0.95, and 0.61, respectively), as well as between the BR and Cmic/Corg values (r = 0.68). The correlation between the Cmic/Corg and qCO2 values was negative (r = -0.70). The values of Cmic, BR, Corg, and Cmic/Corg were found to correlate with the ammonium nitrogen content. No correlative relationships were revealed between the determined indices and the climatic characteristics. The principal component analysis described 86% of the variances for all the experimental data and clearly subdivided the locations of the studied soil objects. The ANOVA showed that the variances of Cmic, Corg, and BR are controlled by the site location factor by 66, 63, and 35%, respectively. The specificity of the functioning of the anthropogenic soils as compared with their natural analogues was clearly demonstrated. As shown in this study, measurable biological indices might be applied to characterize the ecological, environmental-regulating, and productive functions of soils, including urban soil

Carbonate reservoirs of subsalt deposits of the Caspian syneclise

The Caspian syneclise is one of the most promising hydrocarbon regions in Russia and Kazakhstan, which is confirmed by the discovery in recent years of large oil and gas fields within its borders. The presence in the Caspian syneclise at several stratigraphic levels of clay-carbonate deposits enriched with dispersed organic matter, a sufficiently high degree of their catagenetic transformation, the passage of the so-called «oil window» – all indicates a favorable situation for the generation of hydrocarbons in the region under consideration. The spread of possible accumulations of oil and gas in the subsalt sediments of the syneclise is mainly controlled by the quality of the reservoirs and impermeable layers. The proposed article illustrates the authors’ attempt to create a generalized model for the formation of subsalt strata and to develop a scheme for the interrelationship between the processes of accumulation of carbonate sediments and their hydrocarbon productivity. The application of the obtained results to the practice of oil and gas prospecting can be of great importance, since the evaluation of the hydrocarbon productivity of the subsoil is impossible without the prediction of the spatial distribution of differentfacial deposits playing the role of accumulating and preserving strata. The revealed regularities of the space-time relationships of the formation of the main elements of natural reservoirs responsible for the oil and gas content in the subsalt sediments can serve to some extent as a base for the growth of hydrocarbon reserves, which is so necessary for the Caspian region

The analysis of frequency properties of the multidot purposes

Работа посвящена анализу зависимости эффективной отражающей поверхности (ЭОП) многоточечной цели и ее автокорреляционной функции от частоты сигналов облучения. Такой анализ выполнен методом расчета ЭОП и автокорреляционной функции на основе упрощенной модели цели и уточнения зависимостей по результатам расчета. Необходимость такого анализа обусловлена тем, что в литературе и справочниках по теории радиолокации недостаточно конкретизируется зависимость характеристик ЭОП цели от частотного разноса сигналов одновременного облучения. В результате выполнения работы удалось конкретизировать рекомендации по частотному разносу сигналов в РЛС с многочастотным зондирующим сигналом для решения типовых задач первичной радиолокации.Робота присвячена аналізу залежності ефективної поверхні відбиття (ЕПВ) багатоточкової цілі та її автокореляційної функції від частоти сигналів опромінення. Такий аналіз виконаний методом розрахунку ЕПВ та авто кореляційної функції на основі спрощеної моделі цілі і уточнення залежностей за результатами розрахунку. Необхідність такого аналізу обумовлена тим, що в літературі та довідниках з теорії радіолокації недостатньо конкретизується залежність характеристик ЕПВ цілі від частотного рознесення сигналів одночасного опромінення. В результаті виконання роботи вдалось конкретизувати рекомендації щодо частотного рознесення сигналів в РЛС з багаточастотним зондуючим сигналом для рішення типових задач первинної радіолокації..Work is devoted the analysis of dependence of an effective reflecting surface (ERS) to the multidot purpose and its autocorrelation function from frequency of signals of an irradiation. Such analysis is executed by a method of calculation ERS and autocorrelation function on the basis of the simplified model of the purpose and specification of dependences by results of calculation. Necessity of such analysis is caused by that in the literature and directories under the radar-location theory dependence of characteristics ERS of the purpose on a frequency rating of signals of a simultaneous irradiation is insufficiently concretised. As a result of work performance it was possible to concretise recommendations of a frequency rating of signals in radar station with a multifrequency probing signal for the decision of typical problems of a primary radar-location

Landings radar adaptive tuning coherent drive

В статті пропонується впровадження в посадковий радіолокатор (ПРЛ) цифрових методів допплерівської фільтрації, виявлення, обробки й відображення відбитих цілями імпульсів, з метою підвищення коефіцієнта придушення пасивних завад і точності виміру координат. Розроблена методика розрахунку часових параметрів сигналу зондування для адаптивного настроювання когерентного накопичувача (КН) посадкового радіолокатору з метою забезпечення накопичення відбитих імпульсів у фільтрах з мінімальним накопиченням відбиттів від пасивних завад.В статье предлагается внедрение в посадочный радиолокатор цифровых методов доплеровской фильтрации, обнаружения, обработки и отображения отраженных целями импульсов, с целью повышения коэффициента подавления пассивных помех и точности измерения координат. Разработана методика расчета временных параметров зондирующих сигналов для адаптивной настройки когерентного накопителя посадочного радиолокатора с целью обеспечения накопления отраженных импульсов в фильтрах с минимальным накоплением отражений от пассивных помех.The article proposes the introduction of digital methods of planting radar Doppler filtering, detection, processing and display purposes reflected pulses in order to increase the coefficient of clutter suppression and accuracy of the coordinates. A method for calculating time parameters of probing signals for the adaptive adjustment of the coherent drive landing radar to ensure the accumulation of reflected pulses in the filters with minimal accumulation of reflections from clutter

Principles and conditions for measuring elevations target in a radar station phased array signals on the relationship neighbor petals partial pattern of

В статті уточнені вирази для обчислення помилок дискретизації при вимірюванні кута місця цілі по азимутальній ширині пачок імпульсів сусідніх пелюсток парціальної діаграми спрямованості (ПДС) і обґрунтована доцільність пошуку шляхів зменшення цих помилок. Для підвищення точності такого вимірювання пропонується амплітудний метод вимірювання кута місця цілі (по співвідношенню амплітуд сигналів сусідніх пелюсток ПДС), який можна реалізовувати в комплексі з методом вимірювання по азимутальній ширині пачок імпульсів.В работе уточнены выражения для вычисления ошибок дискретизации при измерении угла места цели по азимутальной ширине пачек импульсов соседних лепестков парциальной диаграммы направленности (ПДН) и обоснована целесообразность поиска путей уменьшения этих ошибок. Для повышения точности такого измерения предлагается амплитудный метод измерения угла места цели (по соотношению амплитуд сигналов соседних лепестков ПДН), который можно реализовывать в комплексе с методом измерения по азимутальной ширине пачек импульсов.We refined expression to compute the sampling error in measuring elevation targets azimuthal width of the adjacent petals burst partial pattern and the expediency of finding ways to reduce these errors. To improve the accuracy of this measurement is proposed a method for measuring the amplitude elevation target (the ratio of the amplitudes of the signals of adjacent petals of the partial radiation pattern), which can be implemented in conjunction with the measurement method for the azimuthal width of the burst