Персона: Рябов, Павел Николаевич
Email Address
Birth Date
Результаты поиска
Using Machine Learning to predict survival in patients with brain metastases after Gamma Knife radiosurgery
© 2019 Published under licence by IOP Publishing Ltd.In this work machine learning approach was used to predict the patients overall survival after Gamma Knife radiosurgery. We constructed the regression and multiclass classification models to predict the time interval from the onset of the oncological disease to the unfavourable outcome and the patient's survival class. The models were built on data of 916 patients with 26 different primary features. The train set included patients with known clinical outcomes (445 patients). The median deviation in determining of the time from the onset of cancer to the date of death was 1.4 months. According to the regression model the most significant feature was the largest volume of the lesion by the date of the first radiosurgery. The most important feature was identified as the time interval from the date of birth to the onset of the oncological disease. The mean accuracy, according to the confusion matrix was 0,76. The accuracy of the study can be improved by the increasing of the patients number and completeness of the patient data.
Localization of plastic flow in one-dimensional and two-dimensional problems
© 2021 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.In this paper one-dimensional and two-dimensional models are used for investigation of the processes of adiabatic shear bands (ASB) formation. Significant characteristics of a localization process at different nominal strain-rates are studied in the series of the numerical simulations. The results obtained for one-dimensional and two-dimensional problems are compared.
On collective behavior of shear bands in dipolar HY-100 steel and OFHC copper
© 2019 Author(s).The collective behavior of adiabatic shear bands in dipolar HY-100 steel and OFHC copper is studied. The mathematical model is formulated. The numerical algorithm which is based on the spiting method is suggested. This algorithm allows one to simulate the process of multiple or single band evolution taking into account dipolar effects. Also the method of dynamical adaptation of spatial grid nodes is applied in proposed numerical algorithm. The verification procedure was performed to show the efficiency and accuracy of proposed numerical method. The statistical properties of the processes of multiple shear bands formation in dipolar steel and copper are studied.
Об особенностях численного подхода построенного на нейронных сетях с прямой связью для решения задач для дифференциальных уравнений
На сегодняшний день разработано множество методов численного решения задач, в основе которых лежат обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) и уравнения в частных производных (УЧП). Самые распространенные из них это конечно-разностный метод, метод конечных элементов и метод конечных объемов. В данной работе реализован альтернативный численный подход, базирующийся на аппроксимации функций нейронными сетями с прямой связью. Полученное с использованием такого подхода решение, представляeт собой дифференцируемое аналитическое выражение чем существенно отличается от других методов, предлагающих либо дискретное решение, либо решение с ограниченной дифференцируемостью. В работе проведено исследование влияния параметров нейронной сети (таких, как функции активации и веса в функции ошибок) на скорость сходимости и точность полученной аппроксимации решения для трех типов дифференциальных уравнений: обыкновенные дифференциальные уравнения, интегрируемые дифференциальные уравнения в частных производных и неинтегрируемые дифференциальные уравнения в частных производных. В качестве модельных уравнений в работе рассматривались уравнения в частных производных Кортевега–де Вриза и Кудряшова–Синельщикова, а также обыкновенное дифференциальное уравнений второго порядка. В каждом вышеописанном случае найдены оптимальные соотношения между весовыми коэффициентами. Установлены наиболее эффективные функции активации для каждой задачи.
Statistical features of plastic flow localization in materials
© 2019 Published under licence by IOP Publishing Ltd.We consider the processes of plastic flow localization in dipolar materials undergoing high speed shear deformations. The mathematical model of the processes of plastic flow localization is formulated taking into account dipolar effect. We introduce the numerical algorithm which is based on adaptive mesh refinement technique. We show that this algorithm allows to increase performance of computations. We also studied the statistical properties of shear bands formation. We show that dipolar effect changes average characteristics of the processes considered such as average temperature, stress and etc. Moreover this effect leads to increase in initiation time, changes the widths of localization zones and distances between them.
Numerical simulation of adiabatic shear bands formation processes on two-dimensional eulerian meshes
© Published under licence by IOP Publishing Ltd.In this work we suggest a mathematical model of motion of the elasto-plastic materials with nonlinear plasticity constitutive law; we also propose an effective numerical method for numerical simulations of such tasks on two-dimensional eulerian meshes. Based on the method, we research formation of multiple adiabatic shear bands (ASB) at high-speed shear deformations. We test our approach on two-dimensional problem where the initial heterogeneity of temperature leads to formation of adiabatic shear band.
A finite volume method for numerical simulations of adiabatic shear bands formation
© 2021 Elsevier B.V.The aim of this paper is to develop an effective finite volume method for numerical simulation of the adiabatic shear bands (ASB) formation processes. A formation of ASB happens at high-speed shear strains of ductile materials. A numerical simulation of such problems using Lagrangian approach is associated with some problems, the main one of which is a mesh distortion at large deformations. We use Eulerian approach to describe a motion of the non-linear elasto-plastic material. More specifically, we consider a modification of a well-known hypoelastic Wilkins model. In this paper we suggest a numerical method for modeling of high-speed shear deformations on two-dimensional meshes. The method is verified on the three test problems suggested by other authors.
A Python software to evaluate geometric discrepancies between stereotactic CT and MR images in radiosurgery
© 2020 Elsevier B.V.. All rights reserved.Due to its excellent soft tissue contrast, magnetic resonance imaging (MRI) is widely used for target delineation in stereotactic radiosurgery. However, because of a number of factors (inhomogeneity of the constant magnetic field, nonlinearity of the gradient fields, etc.), MR images are more susceptible to spatial distortion as opposed to Computed tomography (CT) images, which could be considered as the reference studies in terms of the accuracy of target localization. It is crucial to assess the geometric errors in MR images as the accuracy of dose delivery strongly depends on MRI quality. One of the ways of MRI distortion evaluation is to scan a phantom with multiple marker points on both CT and MRI scanner and compare coordinates of the points defined on CT and MR images, respectively. Performing this test as a routine part of MRI quality assurance (QA) program for stereotactic radiosurgery is complicated by lack of a software for the automatic calculations of the discrepancies. The aim of our work was to develop a software to calculate discrepancies between stereotactic coordinates of the phantom's plastic rods defined on the MR and CT images of the Elekta MR phantom. A special Python software was developed and the spatial accuracy of the stereotactic MR images was assessed. The calculated total differences between the coordinates of the CT and T1 weighted MR images, CT and T2 weighted MR images exceeded 1 mm in 3,5%, 0.1% of the points, respectively. Using the software in clinic routines could both speed up the time needed for the test performance and eliminate subjective visual assessment of the discrepancies.
Об особенностях формирования полос локализованной деформации в обедненном уране
Рассматриваются процессы локализации пластической деформации в образцах из обедненного урана DU-0.75Ti, подвергаемых высокоскоростным сдвиговым деформациям. Сформулирована математичеческая модель, описывающая данный процесс в одномерном и двумерном случае. Предложен численный алгоритм, позволяющий проводить математическое моделирование рассматриваемых процессов. Проведена серия вычислительных экспериментов по высокоскоростному нагружению образцов из обеденного урана. Исследована динамика локализационного процесса в зависимости от начальной скорости пластической деформации. Получены значения полей температур, скоростей, напряжеий и деформаций. Исследовано влияние размерности задачи на ряд важнейших характеристик локализационного процесса.
БАЛАНСИРОВКА НАГРУЗКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЗВЕШЕННЫХ ДИАГРАММ ВОРОНОГО
Решение задачи балансировки нагрузки актуально при проведении высокопроизводительных вычислений. Одним из оригинальных методов решения задачи балансировки является использование диаграмм Вороного для декомпозиции области. Сильной стороной данного подхода является возможность применения такой декомпозиции на различных типах данных. Балансировка может использоваться на эйлеровых сетках, лагранжевых сетках, совместно с методикой сглаженных частиц (SPH). Метод также может использоваться для балансировки адаптивных сеток, но в этом случае проявляется его недостаток: из-за сильной неоднородности нагрузки на адаптивных сетках метод динамической балансировки может быть неустойчивым или обладать плохой сходимостью. В работе предлагается усовершенствование алгоритма балансировки за счет перехода от использования обычных диаграмм Вороного к взвешенным диаграммам. Предложенный алгоритм реализован в виде программного комплекса. Тестирование предложенного алгоритма строится на базе ряда модельных задач и задач из области механики сплошной среды. Оценка эффективности балансировки строится на базе исследования поведения величины дисбаланса с учетом балансировки и без. Показано, что предложенный алгоритм успешно справляется со своей задачей, и величина дисбаланса в случае использования взвешенной диаграммы Вороного в 10–100 раз меньше, чем при использовании обычных диаграмм Вороного.