№ 1 (109)

Permanent URI for this collection

https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20208

UKR:
У даному репозитарії представлені електронні версії статей, автори яких є членами співтовариства університету. Зі статтями авторів, що не працюють в УДУНТ, можна ознайомитися на сайті Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського або на сайті журналу "Наука та прогрес транспорту."
ENG:
This repository contains e-articles whose authors are members of the community of the university. Articles of authors who are not employees USUST, is available online at Vernadsky National Library of Ukraine or on the website of the journal " Science and Transport Progress "

Browse

Now showing 1 - 11 of 11

Швидкорозрахункові моделі в задачах водокористування
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Машихіна, Поліна Борисівна; Біляєв, Микола Миколайович; Калашников, Андрій Вікторович; Цуркан, Владислав Вячеславович; Набієв, Заур Шовгі Огли; Сєрєдін, Борис В.
UKR: Мета. На етапі ескізного проєктування різноманітних споруд у системах водопостачання та водовідведення потрібно мати комплекс математичних моделей для проведення серійних розрахунків з оцінювання ефективності роботи цих споруд у різних умовах. Потрібні математичні моделі, що враховують основні фізичні фактори. Такими моделями є математичні моделі гідродинаміки та масопереносу. Складність математичної постановки задач масопереносу для систем водопостачання та водовідведення полягає у використанні чисельних методів. Це пов’язано з тим, що у фундаментальних моделях механіки суцільного середовища застосовують багатофакторні диференціальні рівняння. Для практичного використання особливо важливо мати швидкорозрахункові чисельні моделі, щоб провести серійні розрахунки протягом робочого дня. Основною метою роботи є розробка швидкорозрахункових чисельних моделей для розв’язання комплексу задач у галузі водопостачання та водовідведення. Методика. Під час розв’язання задач масопереносу використовують фундаментальні рівняння механіки суцільного середовища: рівняння для потенціалу швидкості, рівняння фільтрації, рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки. Для чисельного інтегрування моделювальних рівнянь використовують скінченнорізницеві схеми розщеплення. Побудову скінченнорізницевих схем здійснюють так, щоб отримати рівняння, для розв’язання яких можна застосувати явні формули. Чисельне інтегрування моделювальних рівнянь здійснюють на прямокутній різницевій сітці. Результати. Розроблено комплекс чисельних моделей, що може бути використаний на етапі ескізного проєктування споруд систем водопостачання та водовідведення. Побудовані чисельні моделі враховують основні фізичні фактори, що впливають на процеси масопереносу в цих спорудах. Наукова новизна. Запропоновано комплекс математичних моделей для дослідження багатофакторних процесів масопереносу в спорудах водопостачання та водовідведення. Чисельні моделі враховують конвективно-дифузійний процес поширення домішки. Практична значимість. Побудовані чисельні моделі можуть бути використані під час проєктування напірних фільтрів, водозаборів та споруд для нейтралізації стічних вод.
Експрес-модель для аналізу процесу нагрівання ґрунту в теплиці
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Щербина, Сергій Андрійович
UKR: Мета. Організація штучного підігрівання ґрунту в теплиці відіграє важливу роль у забезпеченні ефективного вирощування рослин, адже оптимальна температура ґрунту є ключовим чинником цього процесу. Саме нагрівання необхідно проводити так, щоб забезпечити певний діапазон температур у ґрунті, зокрема в зоні розташування кореневої системи рослин. Процес нагрівання ґрунту залежить від конкретних умов експлуатації теплиць. Для організації раціонального та енергоощадного процесу необхідно заздалегідь, на етапі проєктування системи нагрівання, визначити параметри її роботи. Ефективним методом розв’язку цієї задачі є використання математичних моделей. Основна мета роботи полягає в розробці одновимірної експрес-моделі для оцінювання процесу прогрівання ґрунту в теплиці. Методика. Для дослідження динаміки штучного нагрівання ґрунту використано рівняння теплопровідності. Чисельне інтегрування моделювального рівняння здійснено за допомогою скінченнорізницевої схеми сумарної апроксимації. Результати. Розроблено комп’ютерну програму, за допомогою якої можна проводити обчислювальний експеримент із визначення динаміки штучного нагрівання ґрунту в теплиці. Наведено результати чисельного моделювання. Наукова новизна. Розроблено одновимірну чисельну модель для аналізу штучного прогрівання ґрунту в теплиці. Модель базується на чисельному інтегруванні рівняння теплопровідності та дозволяє швидко визначити динаміку формування теплових полів у ґрунті як у разі роботи нагрівального елемента, так і в разі його вимикання. Практична значимість. Розроблена чисельна модель може стати корисним інструментом на етапі проєктування систем штучного нагрівання ґрунту. Вона забезпечує наукове обґрунтування параметрів нагрівальних систем та енергоефективних режимів їх роботи. Модель дозволяє швидко оцінювати динаміку формування теплових полів у ґрунті як під час роботи нагрівального елемента, так і після його вимикання. Для практичного застосування чисельної моделі потрібна лише стандартна вхідна інформація. Контроль динаміки нагрівання ґрунту відкриває можливості для оптимального управління режимами роботи системи нагрівання.
Математичне моделювання забруднення повітря біля автодоріг та оцінювання ризику захворювань у людей, які перебувають у зоні впливу викидів від автомобілів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Кузнецов, Віталій Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга Віталіївна; Машихіна, Поліна Борисівна
UKR: Мета. Робота спрямована на розробку чисельної 2D-моделі, яка дозволяє швидко розрахувати всмоктування забрудненого повітря біля дороги. Швидка розрахункова модель CFD, має враховувати метеорологічні параметри, всмоктувальну трубу біля дороги для видалення забрудненого повітря, швидкість викиду токсичних газів. Методика. Розроблена модель базується на рівнянні потенційного потоку та рівнянні масопереносу забруднювача. Рівняння потенційного потоку використовують для обчислення вітрового потоку біля дороги у разі застосування всмоктувальної труби. Для розв’язання рівняння потенційної течії використано метод чисельного інтегрування Лібмана. Для розв’язання рівняння конвективно-дифузійної дисперсії використано неявну змінно-трикутну різницеву схему. Чисельне інтегрування здійснено за допомогою прямокутної різницевої сітки. Для створення форми комплексної розрахункової зони використано метод пористості («метод маркерів»). Викиди токсичних газів від автомобіля змодельована за допомогою дельта-функції Дірака для точкового джерела. Результати. Розроблена чисельна 2D-модель враховує основні фізичні фактори, що впливають на процес розсіювання забруднювальних речовин біля дороги. Модель враховує вплив автомобіля та всмоктувальної труби, розташованої біля дороги для видалення забрудненого повітря. На основі розроблених чисельних моделей проведено обчислювальний експеримент для оцінки впливу застосування всмоктувальної труби на локальне забруднення атмосферного повітря біля дороги. Наукова новизна. Розроблена чисельна модель дозволяє розрахувати двовимірну схему потоку біля дороги, де використано такий захід пом’якшення, як всмоктувальна труба. Модель дозволяє виконувати швидкі розрахунки забруднення повітря з урахуванням впливу захисного бар’єру. На базі даних про розподіл концентрації небезпечної речовини визначено ризик появи захворювань у людини, яка перебуває в зоні впливу викидів від автотранспорту. Практична значимість. Здійснено програмну реалізацію розробленої чисельної моделі, проведено обчислювальний експеримент, що проілюстрував ефективність використання моделі для вирішення прикладних задач. Наведено результати чисельного експерименту.
Математичне моделювання теплового режиму в обтічнику ракети-носія на етапі передстартової підготовки
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Козачина, Віталій Анатолійович; Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Семененко, П. В.; Якубовська, Зінаїда Миколаївна
UKR: Мета. Розвиток систем супутникового зв’язку базується на транспортуванні супутників у космосі. Транспортування супутника на орбіту здійснюють за допомогою ракети-носія. Супутник розміщується в транспортному відсіку в середині головного обтічника. На етапі передстартової підготовки необхідно дотримуватися жорстких умов середовища в середині головного обтічника. Зокрема, дуже важливо спрогнозувати температурне поле в транспортному відсіку в середині головного обтічника під час його примусової вентиляції на етапі передстартової підготовки. Для рішення цієї задачі потрібно мати спеціалізовані математичні моделі. Головною метою роботи є розробка швидкорозрахункової моделі для оцінювання температурних полів у середині обтічника ракети-носія. Методика. Для розрахунку температурного поля, що формується вентиляцією транспортного відсіку та виділенням тепла від різних елементів супутника, було використано рівняння енергії. Це рівняння враховувало інтенсивність тепловиділення з різних частин супутника, картину обтікання супутника повітряним потоком, теплообмін у транспортному відсіку. Неоднорідне поле швидкості повітряного потоку в транспортному відсіку розраховано на основі моделі потенційної течії. Для чисельного інтегрування рівнянь моделі використано скінченорізницеві схеми. Результати. Розроблено комп’ютерний код, який реалізує запропоновану чисельну модель. Наведено результати обчислювальних експериментів з оцінки температурного режиму в головному обтічнику ракети-носія для різних супутників. Наукова новизна. Створено швидкорозрахункову CFD-модель для аналізу теплових полів у середині обтічника ракети-носія на етапі передстартової підготовки. Модель дає можливість визначати в середині обтічника зони з підвищеною температурою. Практична значимість. Розроблена чисельна модель може бути корисна для вибору та обґрунтування режиму вентиляції головного обтічника ракети-носія на етапі передстартової підготовки з метою забезпечення рекомендованого діапазону температури біля супутника. Також може бути використана для первинної оцінки температури в головному обтічнику на етапі обґрунтування режиму терморегулювання для конкретного супутника або супутникової системи.
Дослідження поздовжньої динаміки пасажирських поїздів для надання рекомендацій з керування ними на нових ділянках Азербайджанської залізниці
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Урсуляк, Людмила Вікторівна; Болотов, Олексій Олександрович
UKR: Мета. Для організації безпечного, з позиції поздовжньої динаміки, руху поїздів на ділянках Азербайджанської залізниці, які вводять в експлуатацію, у роботі передбачено надати рекомендації щодо керування рухом пасажирських поїздів та електропоїздів для реалізації максимально можливої швидкості руху з урахуванням технічних можливостей локомотивів та параметрів поздовжнього профілю. Методика. Оцінку найбільших значень поздовжніх прискорень виконано за допомогою комп’ютерного моделювання поздовжніх коливань пасажирських поїздів під час їх руху з різними швидкостями на ділянках із найбільш несприятливими параметрами профілю та плану колії, які накладаються на збурення поїзда від дій машиніста з керування його рухом. Наведено математичне моделювання силових характеристик міжвагонних з’єднань пасажирських вагонів, обладнаних модернізованими гумометалевими поглинальними апаратами. Для підтвердження достовірності математичної моделі проведено порівняння максимальних величин поздовжніх прискорень вагонів та величин гальмівних шляхів, отриманих у результаті математичного моделювання руху пасажирських поїздів, з аналогічними величинами, які було отримано під час експериментальних поїздок. Результати. З допомогою комп’ютерного моделювання поздовжніх коливань поїздів отримано діаграми розподілу найбільших повздовжніх прискорень по довжині поїздів з різною кількістю вагонів, величини гальмівних шляхів та час гальмування. Для запропонованих режимів керування поїздами проаналізовано залежності швидкості руху від координати шляху. Зазначено, що для розглянутих режимів ведення пасажирських поїздів та електропоїздів із зазначеними швидкостями руху на визначених ділянках залізниць рівень поздовжніх прискорень вагонів не перевищує значень, які вплинуть на безпеку руху поїздів та комфорт поїздки пасажирів. Наукова новизна. Автори вперше запропонували математичну модель силової характеристики модернізованого поглинального апарата, яким оснащені пасажирські вагони на Азербайджанській залізниці. Досліджено поздовжню навантаженість електропоїздів та пасажирських поїздів, а також криві швидкості руху за різних режимів ведення поїздів на окремих ділянках Азербайджанської залізниці. Практична значимість. На основі отриманих результатів надано рекомендації з керування рухом пасажирських поїздів на реальних ділянках колії для підтримання заданої швидкості
Перспективи впровадження високошвидкісного руху на залізницях України
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитрий Николаевич; Хмелевська, Неля Петрівна; Ковальський, Денис Леонтійович
UKR: Мета. ЄС має амбітну мету – суттєво розширити мережі високошвидкісних залізничних ліній. Наразі Україна не має прямого досвіду будівництва високошвидкісних залізниць порівняно з європейськими проєктами. Незважаючи на його відсутність, Україна має стратегію розвитку високошвидкісного залізничного сполучення. Дослідження спрямовано на аналіз та обґрунтування умов, за якими будівництво магістралі Київ – Львів – Варшава може стати економічно доцільним проєктом, який принесе значні економічні, соціальні та екологічні вигоди. Методика. Для оцінки ефективності будівництва високошвидкісної магістралі на новій трасі автори застосували модель прогнозування й оцінки ефективності здійснення залізничних перевезень з урахуванням усіх витрат за показником NPV (Net Present Value of Discounted Cash Flow). NPV служить потужним інструментом для оцінки інвестиційних проєктів, що дозволяє приймати обґрунтовані фінансові рішення з урахуванням обліку часової вартості грошей і максимізації прибутковості інвестицій. Результати. У ході дослідження автори встановили, за яких умов будівництво магістралі Київ – Львів – Варшава може стати економічно доцільним проєктом. У разі збільшення обсягів пасажирських поїздів чистий дисконтований дохід зростає за лінійним законом, величина якого залежить від вартості будівництва високошвидкісної магістралі. Для збільшення прибутковості проєкту важливіше зосередитися на збільшенні обсягів перевезень, ніж на зниженні вартості будівництва. Наукова новизна. Нові результати базуються на застосуванні таких наукових підходів, як усебічне й детальне вивчення різних аспектів проєктування високошвидкісних магістралей у Європі, що надало можливість підвищити інтероперабельність української і європейської транспортних систем та рекомендувати варіанти з організації високошвидкісного руху поїздів в Україні. Практична значимість. На основі отриманих результатів можливий подальший розвиток залізничної інфраструктури на напрямках упровадження високошвидкісного руху поїздів, здійснюваного шляхом інноваційного розвитку і вдосконалення науково-технічного потенціалу. Розв’язання питань упровадження методів аналізу й оцінки під час вибору варіантів високошвидкісних магістралей є основою для будівництва траси високошвидкісних магістралей на території України.
Дослідження впливу проєктних параметрів скребкового конвеєра з верхньою робочою гілкою на його технічні характеристики
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Богомаз, Володимир Миколайович; Нагачевський, В’ячеслав Йосипович
UKR: Мета. Дослідження спрямовано на: визначення характеру впливу проєктних параметрів на технічні характеристики скребкового конвеєра з верхньою робочою гілкою (ширину, висоту жолоба та потужність приводу); побудову аналітичних залежностей зазначених величин від проєктних характеристик: типу та фізико-механічних властивостей вантажу, довжини транспортування, продуктивності, кута нахилу траси; проведення графічного аналізу характеру впливу. Методика. Для досягнення мети використано алгоритми розрахунків, представлені в сучасній технічній літературі, проведено аналіз факторів і величин, які впливають на значення потужності приводу та геометричних параметрів жолоба конвеєра. Установлено, що для визначення потужності приводу вібраційних конвеєрів необхідно провести детальний розрахунок, який містить: ширину та висоту жолоба, крок розміщення та висоту скребків, зусилля в характерних точках траси за методом обходу по контуру, опір переміщенню вантажу. Результати. Для скребкового конвеєра з верхньою робочою гілкою, призначеного для транспортування несортованого вугілля, проведено графічний аналіз впливу довжини транспортування, кута нахилу траси, продуктивності на величину потужності приводу та геометричні розміри жолоба. Установлено, що функція зміни величини ширини жолоба конвеєра від продуктивності є зростальною (за фіксованих інших параметрів), а від кута нахилу – ступінчастою зростальною; функція зміни величини потужності приводу від продуктивності та довжини транспортування – лінійною зростальною, від кута нахилу траси – нелінійно зростальною. Наукова новизна. Автор вперше виконав дослідження залежності потужності приводу та ширини жолоба скребкового конвеєра з верхньою робочою гілкою, побудували аналітичні залежності технічних характеристик (потужності приводу, ширини та висоти жолоба) від проєктних параметрів: продуктивності, довжини транспортування, типу та фізико-механічних властивостей транспортованого вантажу, кута нахилу траси. Для конвеєра, що транспортує несортоване вугілля, побудовано графічні залежності ширини жолоба та потужності приводу від величини продуктивності, довжини транспортування та кута нахилу траси. Практична значимість. Використання побудованих залежностей дає можливість визначити загальний характер зміни вищезазначених технічних характеристик у разі варіювання проєктних параметрів, таких як продуктивність, довжина конвеєра, кут його нахилу. Запропоновані залежності можуть бути використані для швидкого визначення раціональної потужності приводу конвеєра за конкретних проєктних даних.
Проблеми рефакторингу програмного коду із застосуванням штучного інтелекту
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Сирота, Олександр Анатолійович; Горячкін, Вадим Миколайович
UKR: Мета. Сучасний технологічний ландшафт характеризується стрімким розвитком програмного забезпечення, орієнтованого на різноманітні предметні галузі та платформи. Це зумовлює неперервне створення нових програмних продуктів, що складаються з величезної кількості рядків коду. Процес розробки якісного програмного забезпечення є багатоетапним і містить низку факторів, які впливають на кінцевий результат. Серед ключових аспектів виділяють компетентність розробників, ефективність проєктного менеджменту, доступність необхідних ресурсів та здатність адаптуватися до змінних вимог. Кожна платформа має свої специфічні особливості, які необхідно враховувати під час розробки, що додатково ускладнює процес створення універсальних та ефективних програмних рішень. Наше дослідження має на меті здійснити комплексний аналіз потенціалу та перспективних напрямів застосування великих мовних моделей у контексті рефакторингу програмного коду. Робота спрямована на розробку та вдосконалення методів, які сприятимуть підвищенню ефективності процесу рефакторингу за допомогою цих моделей. Методика. Для вирішення вищезазначених проблем запропоновано реалізувати комплекс методів, які можуть бути застосовані як окремо, так і в синергії, з метою оптимізації кінцевого результату. Ці методи, ретельно розроблені в контексті сучасних парадигм програмної інженерії, спрямовані на підвищення ефективності процесу рефакторингу, забезпечуючи при цьому збереження функціональності програмного забезпечення. Їх імплементація передбачає систематичний підхід до аналізу та модифікації кодової бази, враховуючи як технічні аспекти, так і потенційний вплив на загальну архітектуру системи. Результати. Проведено комплексний аналіз наявних мовних моделей та розроблено методи підвищення ефективності великих мовних моделей у контексті рефакторингу коду. Виявлено ключові фактори, що впливають на успішність застосування запропонованих методів, зокрема обсяг навчальних даних та обмеження контексту моделі. Наукова новизна. Розроблено підхід до підвищення ефективності великих мовних моделей у рефакторингу коду, що враховує специфіку різних проєктів та етапів розробки. Запропоновано інноваційні методи донавчання мовних моделей та оптимізації використання контексту, що розширюють можливості автоматизованого рефакторингу. Практична значимість. Результати дослідження дозволяють поліпшити ефективність рефакторингу коду із застосуванням великих мовних моделей.
Вплив матеріалів і масштабного факторана руйнування К-подібних вузлів трубобетонних мостів: ефективністьконструктивних параметрів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Співак, Дмитро Сергійович; Ключник, Сергій Владиславович
UKR: Мета. У роботі передбачено провести аналіз напружено-деформованого стану К-подібних вузлів трубобетонних конструкцій за допомогою програмного моделювання методом скінченних елементів з урахуванням нелінійних характеристик матеріалів, що, у свою чергу, потребує оцінки впливу матеріалів і розмірів вузлів на роботу порожнистих розкосів у решітчастих конструкціях мостів. Методика. Передбачено чисельне моделювання напружено-деформованого стану К-подібних вузлів трубобетонних поясів у програмі ANSYS. Для аналізу використано два класи бетону (C16/20 і C50/60) та дві марки сталі (16Д і 10ХСНД), які змодельовано із застосуванням критерію пластичності Друкера–Прагера для бетону та інструменту багатолінійного ізотропного зміцнення для сталі. Було підготовлено 12 варіантів моделей вузлів із різними характеристиками матеріалів та двома масштабами розмірів. Для наближення до реального стану навантаження на вузли здійснено у два етапи: спочатку було завантажено пояс, а потім розкоси до їх повної відмови. Результати. Розрахунки показали, що деформування порожнистих зразків вузлів відповідає лабораторним експериментам інших авторів. Вплив бетонного заповнення на стиснуті та розтягнуті розкоси був значним, особливо для стиснутих, де ефект досяг 20,8 %. Бетон класу C50/60 не завжди поліпшує ефективність, іноді поступаючись бетону класу C16/20. Збільшення розміру вузла позитивно впливає на ефективність бетону, зокрема для стиснутих розкосів, де приріст склав до 12,3 %. Підвищення міцності сталі з 16Д до 10ХСНД для розтягнутих розкосів показало ефективність від 0 до 8,6 %, а для стиснутих – до 22,8 %. Графіки напружень уздовж зварного шва показали, що бетон допомагає рівномірно розподіляти напруження як у стиснутих, так і в розтягнутих розкосах. Наукова новизна. У роботі проведено аналіз впливу матеріалів та геометрії сталевих вузлів, частково заповнених бетоном, на роботу порожнистих розкосів, де особливу увагу приділено малодослідженому фактору розміру вузла. Практична значимість. Завдяки скінченному елементному нелінійному аналізу та застосуванню нормативних актів України і європейських стандартів, установлено принципи оптимального підбору класів бетону та сталі для трубобетонних К-подібних вузлів. Це дозволяє забезпечити надійність сучасних мостових решітчастих конструкцій, підвищити їхню ефективність та економічність.
Evaluation of Gabions Usage Effectiveness for Industrial Facilities Protection Against Damage
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Medvedieva, Olha O.; Dziuba, Serhii V.; Kalashnikov, Ivan V.; Biliaiev, Mykola M.; Kozachyna, Vitalii A.
ENG: Purpose. In the extreme situations at industrial sites, various damaging factors may appear, such as the spread of toxic substances in the air, the creation of a fireball, etc., which pose a threat to the lives of workers and have a significant negative impact on the environment. That is why today, special attention is being paid to the problems associated with the spread of debris during a drone attack. At an industrial site where oil product storage facilities are located, the debris generated during an explosion can damage the tank building and cause a fire. In this regard, the main objective of the study is to evaluate the effectiveness of using gabion to reduce the risk of damage to the oil storage facility during the movement of drone debris. Methodology. To achieve this goal, the paper considers the problem of flying debris in the event of a drone explosion at an industrial site where oil storage facilities are located. The use of gabion with sand is proposed to protect the tank building from the throwing effect of debris. It is proposed to develop a mathematical model of the movement of a fragment in the path of which the gabion is located. The effect of gabion as a protective screen on reducing the air temperature near a neighboring oil storage facility in the event of a fire at an industrial site is also considered. A model of the dynamics of a point motion (Newton's second law) was used to mathematically describe the movement of the debris. Numerical integration of the modeling equations was performed using the Euler's method. The energy equation was used to model the process of thermal air pollution at an industrial site during a fire. Findings. In this work, the numerical model was programmed and a computer code was created. The programming language is FORTRAN. The code provides information on the speed of the fragment movement in different parts of each zone. On the basis of the constructed numerical model and the created code, parametric studies were carried out to determine the effectiveness of using gabion with sand to protect the oil storage facility from the effects of fragment. As an approximation, the case when the fragment after the explosion moves horizontally in the direction of the object was considered. The influence of the gabion height on the heating level of the wall of the oil storage facility located at an industrial site was analyzed. Originality. An effective mathematical model has been developed to evaluate the effectiveness of using gabion to protect the oil storage facility from damage by drone fragment. The proposed model allows determining the rational dimensions of the gabion to reduce the risk of damage to the tank wall. An effective computer model of thermal air pollution at an industrial site in the event of a fire at an oil storage facility is presented. Practical value. On the basis of the constructed mathematical model, a computer code was created to conduct a computational experiment to determine the effectiveness of using protective barriers (gabions) on the territory of an industrial site.
Mathematical Models for Water Treatment Problems
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Biliaiev, Mykola M.; Kozachyna, Vitalii A.; Kyrychenko, M. V.; Skuratov, M. O.; Chirkov, A. O.; Filonenko, H. K.
ENG: Purpose. Assessing the efficiency of water treatment in different structures is a problem of big importance. To solve this a problem, it is necessary to have mathematical models that allow to quickly obtain data on the cleaning effect in different structures. The aim of the work is to develop numerical models to determine the efficiency of water treatment in an aeration tanks, settlers and mixers. Methodology. For mathematical modeling of the process of water treatment in a bioreactor, balance equations were used. These equations allow to determine concentrations of substrate, activated sludge and dissolved oxygen in s structure. The Monod model is used to calculate the substrate oxidation process. To study effectiveness of water treatment process in vertical settler Euler’s equation were used with convective-diffusive equation. To simulate reagent mixing in mixer equation of potential and convective-diffusive equation were used. To solve governing equations finite- difference schemes of splitting were used. Findings. A tool for theoretical assessment mass transfer processes in aeration tank, vertical settler, mixer was developed. Originality. Effective numerical models to simulate water treatment in bioreactor, vertical settler, mixer were developed. Fundamental equations of Fluid Dynamics and Mass Transfer were used to build the models. Proposed models can be used in practice at the stage of «sketch designing». The models take into account the main physical parameters which influence the process of Mass Transfer and are quick computing. Practical value. The constructed mathematical model can be useful during the reconstruction and designing structures for water treatment. Computer programs have been developed to carry out numerical experiment. The results of a computer experiment are presented.

Browse

Browsing № 1 (109) by Issue Date

Results Per Page

Sort Options