<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Bryansk state technical university</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Bryansk state technical university</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Брянского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1999-8775</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">44321</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/1999-8775-2021-6-11-22</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">NATURE-LIKE CURVE MODELING</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИРОДОПОДОБНЫХ КРИВЫХ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Короткий</surname>
       <given-names>Виктор Анатольевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Korotkiy</surname>
       <given-names>Viktor Anatol'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>ospolina@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Витовтов</surname>
       <given-names>Игорь Георгиевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vitovtov</surname>
       <given-names>Igor' Georgievich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>vitovtovig@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат физико-математических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of physical and mathematical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Южно-Уральский государственный университет</institution>
     <city>Челябинск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">South Ural State University</institution>
     <city>Chelyabinsk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Челябинский институт путей сообщения</institution>
     <city>Челябинск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Chelyabinsk Institute of Railway Transport</institution>
     <city>Chelyabinsk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2021</volume>
   <issue>6</issue>
   <fpage>11</fpage>
   <lpage>22</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/44321/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/44321/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Разработана методика моделирования упругой кривой, инцидентной набору n компланарных точек и обладающей минимальной средней кривизной, характерной для естественных (природоподобных) кривых. Предложен упрощенный способ расчета коэффициентов аппроксимирующего сплайна, позволяющий заменить решение системы 2n нелинейных уравнений (условий гладкости) последовательным решением n систем двух уравнений.      &#13;
Для моделирования природоподобных кривых с большими прогибами предложено использовать кубический сплайн Фергюсона, проходящий через заданные точки и касающийся в этих точках заданных прямых.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>A physical spline is called an elastic rod the cross- section dimensions of which are rather small as compared with the length and radius of its axis curvature. Such a rod when passing through specified points obtains in natural way a nature-like shape characterized with minimum energy of inner stresses and minimum mean curvature. A search for the equation of elastic line is a difficult mathematical problem having no elementary solution.  &#13;
The work purpose: the development of the experimental-rated procedure for modeling a nature-like elastic curve passing through complanar points specified in advance.  &#13;
The investigation methods: methods of piece-cubic interpolation based on the application of polynomial splines and compound curves specified by parametric equations. In the paper there are considered polynomial and parametric methods of the geometric modeling of the physical spline passing through the points specified in advance. The elastic line of the physical spline is obtained experimentally. &#13;
The investigation results: it is shown that unlike a polynomial model a parametrized model on the basis of Fergusson curve gives high accuracy of approximation if in basic points there are specified tangents to the elastic line of the physical spline with large deflections. &#13;
Novelty: there is offered a simplified method for the computation of factors of an approximating spline allowing the substitution of the 2n system of nonlinear equations (smoothness conditions) by the successive solution of n systems of two equations. &#13;
Conclusions: for the modeling of nature-like curves with large deflections there is offered the application of Fergusson cubic spline passing through specified points and touching the specified straight lines in these points. The error of the modeling of the natural elastic line with free ends at n=5 does not exceed 0.4%.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>аффинное сжатие</kwd>
    <kwd>кубический полином</kwd>
    <kwd>векторная производная</kwd>
    <kwd>сплайн Фергюсона</kwd>
    <kwd>графическое дифференцирование</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>affinating compression</kwd>
    <kwd>cubic polynomial</kwd>
    <kwd>vector derivative</kwd>
    <kwd>Fergusson spline</kwd>
    <kwd>graphic differentiation</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Голованов, Н. Н. Геометрическое моделирование / Н. Н. Голованов. - Москва : Изд-во физико-математической литературы, 2012. - 472 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Golovanov, N. N. Geometricheskoe modelirovanie / N. N. Golovanov. - Moskva : Izd-vo fiziko-matematicheskoy literatury, 2012. - 472 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Иванов, Г. С. Теоретические основы начертательной геометрии / Г. С. Иванов. - Москва : Машиностроение, 1998. - 157 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ivanov, G. S. Teoreticheskie osnovy nachertatel'noy geometrii / G. S. Ivanov. - Moskva : Mashinostroenie, 1998. - 157 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Glaeser, G. Geometrie und ihre Anwendungen in Kunst, Natur und Technik / G. Glaeser. - Moscow : Springer Spektrum, 2014. - 508 pp. - DOI 10.1007/978-3-642-41852-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Glaeser, G. Geometrie und ihre Anwendungen in Kunst, Natur und Technik / G. Glaeser. - Moscow : Springer Spektrum, 2014. - 508 pp. - DOI 10.1007/978-3-642-41852-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Завьялов, Ю. С. Сплайны в инженерной геометрии / Ю. С. Завьялов, В. А. Леус, В. А. Скороспелов. - Москва : Машиностроение, 1985. - 224 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zav'yalov, Yu. S. Splayny v inzhenernoy geometrii / Yu. S. Zav'yalov, V. A. Leus, V. A. Skorospelov. - Moskva : Mashinostroenie, 1985. - 224 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Фокс, А. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве / А. Фокс, М. Пратт. - Москва : Мир, 1982. - 304 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Foks, A. Vychislitel'naya geometriya. Primenenie v proektirovanii i na proizvodstve / A. Foks, M. Pratt. - Moskva : Mir, 1982. - 304 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Конопацкий, Е. В. Вычислительные алгоритмы моделирования одномерных обводов через k наперед заданных точек / Е. В. Конопацкий, А. А. Крысько, А. И. Бумага // Геометрия и графика. - 2018. Т. 6, № 3. - С. 20-32. - DOI: 10.12737/article_5bc457ece18491.72807735.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Konopackiy, E. V. Vychislitel'nye algoritmy modelirovaniya odnomernyh obvodov cherez k napered zadannyh tochek / E. V. Konopackiy, A. A. Krys'ko, A. I. Bumaga // Geometriya i grafika. - 2018. T. 6, № 3. - S. 20-32. - DOI: 10.12737/article_5bc457ece18491.72807735.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Любчинов, Е. В. О гладкости стыковки линий и поверхностей при циклографическом моделировании поверхностных форм автомобильных дорог / Е. В. Любчинов, К. Л. Панчук // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Строительство и архитектура». - 2020. - Т. 20. - № 1. - С. 52-62. - DOI: 10.14529/build200106.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lyubchinov, E. V. O gladkosti stykovki liniy i poverhnostey pri ciklograficheskom modelirovanii poverhnostnyh form avtomobil'nyh dorog / E. V. Lyubchinov, K. L. Panchuk // Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Stroitel'stvo i arhitektura». - 2020. - T. 20. - № 1. - S. 52-62. - DOI: 10.14529/build200106.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Понтрягин, Л. С. Кубическая парабола / Л. С. Понтрягин // Квант. - 1984. - №3. - С. 10-14, 32.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pontryagin, L. S. Kubicheskaya parabola / L. S. Pontryagin // Kvant. - 1984. - №3. - S. 10-14, 32.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Уокер, Р. Алгебраические кривые / Р. Уокер. - Москва : Либроком, 2009. - 240 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Uoker, R. Algebraicheskie krivye / R. Uoker. - Moskva : Librokom, 2009. - 240 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шикин, Е. В. Кривые и поверхности на экране компьютера / Е. В. Шикин, Л. И. Плисс. - Москва : Диалог-МИФИ, 1996. - 240 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shikin, E. V. Krivye i poverhnosti na ekrane komp'yutera / E. V. Shikin, L. I. Pliss. - Moskva : Dialog-MIFI, 1996. - 240 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Прасолов, В. В. Геометрия / В. В. Прасолов, В .М. Тихомиров. - Москва : Изд-во МЦНМО, 2013. - 336 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Prasolov, V. V. Geometriya / V. V. Prasolov, V .M. Tihomirov. - Moskva : Izd-vo MCNMO, 2013. - 336 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Савелов, А. А. Плоские кривые / А. А. Савелов. - Москва : Либроком, 2009. - 296 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Savelov, A. A. Ploskie krivye / A. A. Savelov. - Moskva : Librokom, 2009. - 296 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Короткий, В. А. Кубические кривые в инженерной геометрии / В. А. Короткий // Геометрия и графика. - 2020.- Т. 8. - № 3. - С. 3-24. - DOI: 10.12737/2308-4898-2020-3-24.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korotkiy, V. A. Kubicheskie krivye v inzhenernoy geometrii / V. A. Korotkiy // Geometriya i grafika. - 2020.- T. 8. - № 3. - S. 3-24. - DOI: 10.12737/2308-4898-2020-3-24.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
