RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Труды Института математики и механики УрО РАН // Архив

Тр. ИММ УрО РАН, 2018, том 24, номер 2, страницы 141–151 (Mi timm1529)

Эта публикация цитируется в 2 статьях

Итерационные методы построения упаковок из кругов различного диаметра на плоскости

П. Д. Лебедевa, А. Л. Казаковb

a Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург
b Институт динамики систем и теории управления имени В.М. Матросова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Иркутск

Аннотация: Рассматривается задача о построении оптимальной упаковки из фиксированного числа $n>1$ кругов в общем случае различного радиуса в плоское компактное множество $M$. Считается, что для каждого элемента упаковки задано положительное число такое, что радиус круга равен его произведению на общий для всей упаковки параметр $r$. Критерием оптимальности выбран максимум $r$, что приводит в том числе и к увеличению плотностиупаковки - отношения ее площади к площади фигуры $M$. Основу метода решения задачи составляет итерационное изменение координат центров элементов упаковки $S_n$, дающее возможность увеличивать радиусы кругов. Разработанные вычислительные  процедуры реализуют имитацию отталкивания центра каждого элемента упаковки от близко лежащих других центров и от границы множества $M$. Исследованы дифференциальные свойства функции двух переменных $(x,y)$, значение которой равно максимальному радиусу круга упаковки, располагающегося с центром в точке $(x,y)$. При это координаты центров остальных элементов упаковки считаются фиксированными. При программной реализации используется конструкция чебышевского центра компактного множества. Создан программный комплекс, с его помощью рассмотрен ряд примеров для множеств $M$ различной геометрии. Выполнена визуализация полученных результатов.

Ключевые слова: задача об упаковке кругов, оптимизация, чебышевский центр, супердифференциал, итерационный алгоритм.

УДК: 514.174.2

MSC: 05B40, 28A78, 52C15, 52C26

Поступила в редакцию: 15.03.2018

DOI: 10.21538/0134-4889-2018-24-2-141-151



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024