Статті КВМ ДІІТ
Permanent URI for this collection
ENG: Articles
Browse
Recent Submissions
Item 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 БорисівнаUKR: 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.Item 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 МиколаївнаUKR: 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.Item Аналіз залежності показників якості заповнення сортувальних колій вагонами від параметрів системи регулювання швидкості відчепів(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Назаров, Олексій Анатолійович; Мухіна, Наталія Анатоліївна; Сушко, Станіслав ВалерійовичUKR: Мета. Метою роботи є дослідити та проаналізувати, як впливають параметри системи розподіленого регулювання швидкості відчепів на показники якості заповнення сортувальних колій вагонами за умов впровадження таких систем на сортувальних станціях Укрзалізниці. Методика. Для дослідження використано імітаційну модель заповнення сортувальної колії вагонами. Виконано моделювання заповнення сортувальної колії вагонами по варіантах. Розглянуто і в подальшому проаналізовано варіанти технології регулювання швидкості відчепів на сортувальній колії: варіант прицільного гальмування відчепів на парковій гальмовій позиції, що розташована на початку сортувальної колії, і варіанти розподіленого регулювання швидкості відчепів точковими вагонними уповільнювачами, розташованими на ділянці сортувальної колії після паркової гальмової позиції з варіюванням ухилу колії і щільності розташування точкових вагонних уповільнювачів на ній. Результати. За результатами моделювання надходження на сортувальну колію потоку відчепів отримано і проаналізовано залежності показників якості заповнення сортувальних колій вагонами від параметрів системи розподіленого регулювання швидкості відчепів. Аналіз залежностей показав, що зміна різних параметрів системи по різному відбивається на показниках якості заповнення вагонами сортувальної колії. Самі показники є недосконалими. Не існує жодного показника, який всебічно характеризує якість процесу заповнення вагонами сортувальної колії. Наукова новизна. В роботі запропоновано оцінювати якість процесу заповнення сортувальних колій вагонами за трьома показниками: середня довжина вікна на один перероблений вагон, середня швидкість зіткнення відчепів з вагонами на сортувальній колії і частота зіткнення відчепів з вагонами на сортувальній колії з допустимою швидкістю. На основі аналізу отриманих за результатами моделювання процесу заповнення сортувальної колії вагонами залежностей сформульовано рекомендації стосовно того, якими мають бути параметри системи розподіленого регулювання швидкості відчепів для отримання задовільних показників якості заповнення її вагонами. Також окреслено можливості подальшого удосконалення системи розподіленого регулювання швидкості відчепів з метою отримати кращі показники якості заповнення сортувальних колій вагонами. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані для ухвалення рішення про доцільність обладнання сортувальних колій системою розподіленого регулювання швидкості відчепів.Item Formation of Contact Interaction Zones during Infiltration of Composite Materials Depending on Binder Composition(Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine, Kyiv, 2025) Shtapenko, Eduard Ph.; Syrovatko, Yuliya V.; Levkovich, O. O.ENG: In the production of macro-heterogeneous composite materials with a metal matrix by the oven infiltration method, it is necessary to control the contact interaction processes occurring at the filler and binder interfaces. The width of the resulting contact interaction zones at the interfaces is an indicator of intensity of these processes. The intensity of contact interaction processes depends on many factors, including the binder alloy composition. The paper examines the effect of binder alloying components on the change in the surface tension of the binder alloy, and, so on the intensity of contact interaction processes occurring at the interfaces during infiltration of composite materials. Calculations of changes in the surface tension of iron-based binder upon alloying with C, P, B and Mo are presented using the formalism of the electrochemical interaction of regular solutions. The iron melt was considered as a solvent, while C, B, P and Mo were considered as dissolved components. It was taken into account that formation of an interface resulted in the appearance of unbalanced charges and energetic influence on the ions distributed in the melt. Adsorption of dissolved components on the filler surface decreased the surface tension of the binder. When estimating the thickness of the layer of excess ion concentration at the surface, we assumed that the binder surface tension depended on the number of adsorbed ions. Our calculations were expressed in accordance with the concept of mole equivalent. It is found that alloying of the Fe–C–B–P binder with Mo causes a decrease in the difference between the surface tension values of the alloyed binder and pure iron melt by 28.5 %, and, accordingly, 22.6 % reduction of thickness of the layer of excess ion concentration. The results obtained were compared with the results of experimental works with regard to composite materials with W–C fillers and iron binders alloyed with C, B, P, and Mo. It is determined that when the Fe–C–B–P binder is alloyed with Mo the width of contact interaction zones in the composite materials decreases by 15–20 %. Therefore, the results of calculations using the proposed method for changing the thickness of the layer of excess ions at the interfaces when alloying the binder correlate with the experimental data for changes in the width of contact interaction zones of composite materials.Item Математичне моделювання процесу формування кислотних дощів у разі викидів із ТЕС(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Петренко, Володимир Дмитрович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга ВіталіївнаUKR: Мета. Відомо, що кислотні дощі негативно впливають на навколишнє середовище. Формування кислотних опадів в атмосфері відбувається внаслідок хімічної взаємодії продуктів горіння палива та атмосферної вологості. Кислотні дощі призводять до втрати врожаю, погіршення плодючості землі, закислення води у водоймах. Актуальною проблемою залишається розробка науково обґрунтованих методів дослідження інтенсивності такого кислотного забруднення атмосферного повітря та поверхні ґрунту в регіонах, де мають місце значні викиди від ТЕС. Для розв’язання цієї задачі важливо використовувати математичне моделювання, оскільки визначити експериментальним шляхом вплив викидів від ТЕС на формування кислотних дощів неможливо. Тому основною метою роботи є створення математичної моделі для прогнозування утворення кислотних дощів у разі викидів з ТЕС. Методика. Для прогнозування процесу формування кислотного дощу використано тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу забруднювача, що враховує профіль швидкості вітру, атмосферну стратифікацію, інтенсивність емісії домішки, напрям вітру. Це рівняння також використано для опису процесу перенесення водної пари в атмосферному повітрі. Щоб описати процес утворення кислоти в атмосферному повітрі, використано стехіометричне співвідношення. Чисельне інтегрування моделювального рівняння переносу здійснено за допомогою методу розщеплення. Результати. Побудовано багатофакторну чисельну модель, що дозволяє визначати зони, де формуються кислотні дощі. Розглянуто задачу прогнозування формування кислотного дощу в разі викидів від ТЕС на базі побудованої чисельної моделі. Наукова новизна. Запропоновано чисельну модель для прогнозування виникнення кислотного дощу внаслідок викидів із ТЕС. Модель є багатофакторною та враховує конвекцію, атмосферну дифузію, нерівномірний профіль вітру. Створено комп’ютерний код, що дозволяє оперативно оцінювати зони кислотного забруднення. Практична значимість. Розроблений комп’ютерний код для аналізу зон кислотного забруднення довкілля в разі промислових викидів дає можливість прогнозувати інтенсивність такого забруднення в різних метеоумовах.Item Організація доставки продукції підприємства власним автотранспортом(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Назаров, Олексій Анатолійович; Мухіна, Наталія Анатоліївна; Дорош, Андрій Сергійович; Єльнікова, Лідія ОлегівнаUKR: Метою роботи є формування та аналіз варіантів організації доставки продукції машинобудівного підприємства власним автотранспортом. Методика. Сформовано основні етапи вибору раціональної техно- логії організації перевезень продукції власним автотранспортом на основі розроблених графіків. Дослідження виконано на основі аналізу графіків залежності показників роботи автотранспорту від технології організації перевезень продукції підприємства. Результати. В статті розроблено та проаналізовано графіки роботи з до- ставки продукції підприємства сідельними автомобілями-тягачами з напівпричепами. За графіками визначено тривалість доставки одного виробу у готовому до монтажу стані вантажоодержувачу, максимально можливі річні обсяги перевезень, максимальні та фактичні середньорічні експлуатаційні витрати на доставку продукції підприємства власним автотранспортом. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути ви- користані для ухвалення рішення про доцільність відмови від послуг логістичних компаній для організації доставки продукції підприємства замовникам.Item Методи досліджень фільтраційно-сорбційних процесів у грунтах(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Левкович, Ольга Олексіївна; Сироватко, Володимир Олексійович; Зайцева, Ірина ОлексіївнаUKR: У 2023 році Дніпропетровською Філією ДУ «Держгрунтохорона» були продовжені науково-дослідні роботи з теми «Еколого-агрохімічне обґрунтування застосування трансформованих після газової ферментації органічних добрив на основі курячого посліду». Метою роботи було дослідження щодо застосування рідкої та твердої фракцій органічних добрив для підвищення потенційної родючості малопродуктивних ґрунтів за умов збереження екологічного стану навколишнього середовища. Для цього була разроблена математична модель, яка базується на методі елюатної хвилі.Item Адгезійна міцність електроосаджених металевих плівок з металевими підкладками(Дніпровський національний університет ім. Олеся Гончара, Дніпро, Україна, 2023) Штапенко, Едуард Пилипович; Воронков, Євген Олегович; Заблудовський, Володимир Олександрович; Титаренко, Валентина Василівна; Краєва, Віолетта С.; Кузнецов, Віталій МиколайовичUKR: У роботі розглянуто адгезійну міцність електроосаджених покриттів нікелю, заліза, міді та цинку на мідній та сталевій підкладках. Для визначення теоретичних значень адгезійної міцності запропоновано теоретичний підхід до визначення адгезійної міцності на межі метал-метал. Авторами на основі аналізу механізму адгезії і природи контактної взаємодії отримано аналітичний вираз для розрахунку значень адгезійної міцності для певних пар металів, проте знаходження точного значення ряду величин, що входять у цей вираз, наприклад, питомої енергії зв'язку та модуля пружності, становить великі труднощі. Розрахунок енергії взаємодії атомів покриття та підкладки проводили за методом теорії функціоналу густини. У результаті було отримано теоретичні значення адгезійної міцності електроосаджених покриттів нікелю, заліза, міді та цинку на мідній та сталевій підкладках, які добре узгоджуються з експериментальними значеннями адгезійної міцності. Однак, існуючі розбіжності між теоретичними та експериментальними даними викликані певними труднощами знаходження питомої енергії зв'язку та модуля пружності, які пов'язані зі складністю моделювання реальної структури як плівки, так і підкладки. Пошуки вирішення цих питань стануть предметом подальших досліджень.Item Building Models to Optimize Vehicle Downtime in Multimodal Transportation(PC TECHNOLOGY CENTER, 2023) Razghonov, Serhii; Lesnikova, Iryna; Kuznetsov, Vitalii M.; Kuzmenko, Albina; Khalipova, Nataliіa; Chernikov, Danylo; Zvonarova, Olha V.; Prokhorchenko, Halyna; Horulia, Mykola; Bekh, Petro V.ENG: Sustainable development has become the main focus of transport policy and planning around the world. One of the practical goals when performing multimodal transportation is the optimization of logistics costs. That is, the object of research is the process of multimodal transportation. Empirical research shows that the problem of optimization of transportation costs can be solved by different methods. But the result will be similar. In the given approach, only one component of the transportation process is subject to optimization, which is the overload time. The solutions are based on the method of mass service theory and the method based on fuzzy logic. With the help of these methods, based on practical data, time parameters were calculated that characterize overloading from railway transport to road transport. The application of the method of a weakly formalized process in relation to transport logistics was considered, taking into account not only quantitative estimates but also qualitative, vaguely defined criteria that do not lend themselves to formalization, and the relationships between them. The model was developed for further research of this process, prediction of its behavior, optimization of functioning. It is based on the technology of fuzzy sets. The results obtained using the agent model based on the mass service network and the model based on fuzzy logic differ within the permissible specified limits of no more than 5–7 %. The application of fuzzy logic in the logistics of multimodal transportation is relevant and gives the best results compared to traditional methods of the theory of mass service systems. The article includes comparisons that reflect the advantages of the proposed approach. The obtained results are of a practical nature and can be used to make a decision on choosing a route and/or when transferring from one mode of transport to another.Item Математичне моделювання фільтраційно-сорбціоних процесів, які відбуваються в грунтах(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2022) Левкович, Ольга Олексіївна; Сироватко, Володимир Олексійович; Зайцева, Ірина ОлексіївнаUKR: Метою роботи було дослідження щодо застосування рідкої та твердої фракцій органічних добрив для підвищення потенційної родючісті малопродуктивних ґрунтів за умов збереження екологічного стану навколишнього середовища. Для дослідження цих процесів була розроблена математична модель, яка базується на методі елюатной хвилі, або фронтальної фільтрації в колонці, що містить грунт при повній її вологоємності.Item Надлишкова теплоємність квазікристалічних структур при високих температурах, порівняльне аналізування теплоємності декогональних та ікосаедричних фаз у квазікристалах(Scientific Publishing Center ''Sci-conf.com.ua'', 2021) Сироватко, Юлія Володимірівна; Левкович, Ольга ОлексіївнаUKR: Структуру квазікристалічної фази можна розглядати в уявлені моделі анізотропних кристалів, згідно якої дісперсійний закон для кристалічної будови представляється як лінійний, а для квазікристалічної будови - як квадратичний. В підсумку отримано вирази для теплоємності квазікристалічних фаз при високих температурах, яка перевищує теплоємність кристалічної фази 3R. Отже за допомогою моделі анізотропних кристалів можна пояснити явище надлишкової теплоємності квазікристалічних фаз.Item On the Question of Choosing the Optimal Strength Criterion of Soils and Rocks(Kaunas University of Technology, Kaunas, 2021) Shashenko, Oleksandr; Shapoval, Volodymyr S.; Skobenko, O.; Zhylinska, S.; Andrieiev, Volodymyr S.; Markul, Ruslan V.; Mukhina, NataliyaENG: Based on the analysis of solutions to the classical problems of soil mechanics and geomechanics on determining the critical height and angle of the slope, as well as active and passive pressure on the enclosing structures, to identify the optimal strength criteria and the limits of their application, which allow predicting the destruction of ideally free-flowing, ideally plastic rocks, as well as rocks characterized by internal friction and specific cohesion, which is necessary for calculating the strength and stability of underground and open mine workings in the supercritical region - after the destruction of the near-contour region. The areas of application of some criteria for the strength of soils and rocks are outlined and substantiated. It is shown that, in contrast to the known strength criteria of Z.T. Benyavsky, Hoek - Brown and A.N. Shashenko Coulomb - Mohr strength criterion and our proposed modification of the strength criterion of A.N. Shashenko allow predicting the destruction of ideally - free flowing, ideally - plastic rocks, as well as rocks characterized by internal friction and specific cohesion.Item Ефективність промислових систем електроспоживання з різним характером навантаження(Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Павлюс, С. Г.; Папанова, І. І.; Замурніков, В. М.; Соборницький, В. І.; Папанов, Геннадій Анатолійович; Яковенко, І. Г.UK: Об’єкт дослідження – електротехнологічна система споживання електричної енергії. Мета роботи – підвищення коефіцієнта потужності систем споживання енергії. Методи дослідження: розрахункові (статистичний та комплексний), експериментальні (осцилографічний та вольтамперометричний). Встановлено, що в будь-якій системі електроспоживання показники якості залежать від параметрів самої системи та характеру ії навантаження. Показано що явище генерації суттєво впливає на вартість та якість електричної енергії. Запропоновано: в лінійних несиметричних системах використовувати компенсатори з індивідуальним регулюванням за робочими фазами; для нелінійних споживачів враховувати вплив гармонічних непарних складових струму та напруги при виборі відповідної системи фільтрів при нульовій генерації реактивної енергії. Розроблено рекомендації стосовно зменшення реактивної потужності споживачів.Item Quantum-Mechanical Modeling of the Interaction between Carbon Nanostructures and Metal Ions(Pleiades Publishing, Ltd, 2021) Tytarenko, Valentyna V.; Shtapenko, Eduard Ph. ; Voronkov, Eugene O.; Zabludovsky, Volodymyr O.; Kolodziejczyk, Wojciech; Kapusta, Karina; Kuznetsov, Vitaliy N.EN: In order to investigate a deposition mechanism, authors have proposed a set of quantum chemical models for formation of fullerene C60 and single-wall carbon nanotubes (SWNTs) C48 metal complexes with Co, Ni, Cu, and Zn. Obtained results proving that adsorption of Co, Ni, Cu, Zn ions on a surface of fullerene C60 and SWNT C48 from the aqueous solution of electrolytes is possible with formation of stable metal-doped carbon nanoparticle complexes. Minimum energy complexes of C60-Co and C60-Cu have corresponded to the structure where ion is located above the center of C6 cell. Meanwhile, C60-Ni complex reach a minimum energy when ion is above the middle of a C-C bond, and for C60-Zn complex the most stable conformation is the one when ion is upon the carbon atom. All the optimized structure for metal complexes with C48 has shown ions been located above the C6 cell’s center.Item Квантово-механическое моделирование взаимодействия углеродных наноструктур с ионами металлов(Издательство «Наука», Москва, 2021) Титаренко, Валентина Васильевна; Штапенко, Эдуард Филиппович; Воронков, Евгений Олегович; Заблудовский, Владимир Александрович; Колоджейчик, В.; Капуста, К. С.; Кузнецов, Виталий НиколаевичRU: Предложены квантово-механические модели формирования металлоуглеродных комплексов ионов Co, Ni, Cu, Zn с молекулами фуллерена С60 и одностенными углеродными нанотрубками (ОУНТ) С48. Результаты расчетов показали, что в водных растворах электролитов возможна адсорбция ионов Co, Ni, Cu, Zn на поверхности фуллерена С60 и ОУНТ С48 с образованием стабильных ком- плексов углеродный наноматериал–металл (УНМ–М), причем минимальная энергия комплекса С60–М для ионов кобальта и меди соответствуют положению над центром ячейки С6, для иона ни- келя – над одинарной связью С–С в ячейке С6, а для иона цинка – над атомом углерода С. Опти- мизированные состояния комплексов С48–М соответствуют положению ионов металлов над цен- тром ячейки С6.Item Optimization of Non-Stationary Electric Field Parameters in Order to Increase the Efficiency of Chamber Furnaces(Національний технічний університет «ХПІ», Харків, 2020) Yerofieieva, Alina A.; Artemchuk, Viktor V.; Mukhina, Nataliya; Karasov, Oleksandr P.EN: The presented work is devoted to the urgent task of increasing the energy efficiency of chamber furnaces.The purpose is to solve the problem connected with optimizing the parameters of the non-stationary mode of the applied electric field in order to increase the effi-ciency of the chamber furnaces. Methodology. According to well-known methods of experiment planning, we obtained a set of Pareto-incomparable solutions of the chamber furnace, taking into account the voltage between the burner and the metal charge, which is the basis of the algorithm. Findings. The work proposes an innovative system acting the process of metal heating in a chamber furnace. The result is a developed chamber furnace control system, in which the optimal values of control actions at each step of the heating cycle are determined according to the created algorithm. The proposed control system is universal, because after miscalculations it produces the dynamics, accord-ing to which one needs to change the value of direct-current voltage and gas supply with a step in time to perform any given mode of metal heat treatment. The experimental studies conducted on a real chamber furnace with a bogie hearth at Zaporozhye Titanium and Magnesium Combine confirmed this. The analysis of the obtained metal annealing temperature curve showed that the implementation of the optimal values of the control actions, obtained using the developed algorithm, provides a high uniformity and better quality heating of the metal. The dynamics of gas consumption by the chamber furnace during the heating cycle in the basic mode, without voltage supply, and under the condition of its use in accordance with the performed optimization testify to the possibility of significant energy efficiency improvement of the considered furnaces. Conclusions. For the first time we proved the possibility and efficiency of using a non-stationary electric field in the furnace chamber as a control action, which confirms the originality of the obtained results. The practical value of the research is that the developed control algorithm is universal in terms of metal heat treatment and can be used in chamber furnaces of any industrial enterprise, while one heating cycle reduces the consumption of natural gas by more than 10 %.Item Определение динамических параметров потока сыпучего груза по наклонным течкам круглого поперечного сечения(Карагандинский государственный индустриальный университет, Караганда, Казахстан, 2020) Селегей, Андрей Николаевич; Иващенко, Валерий Петрович; Головко, Вячеслав Ильич; Селегей, Светлана Николаевна; Михайловский, Николай Владимирович; Папанов, Геннадий АнатольевичRU: Статья посвящена вопросам аналитического определения продольного профиля ссыпания шихтовых материалов по наклонным течкам (лоткам), в частности бесконусных загрузочных устройств доменных печей. Расчеты, выполненные в работе, дают возможность определять кинематические и динамические параметры потока шихтовых материалов на наклонных лотках. Также, зная условия течения насыпного груза, появляется возможность вычислять максимально допустимый объемный расход шихтового материала, выпускаемого из бункера засыпного устройства при обеспечении отсутствия пересыпания материала через борта. В работе использован оригинальный подход с использованием уравнения Бернулли с учетом дополнительных внутренних сопротивлений при движении шихтовых материалов. Материалы статьи могут быть полезны инженерам, занимающимися проектированием металлургического оборудования и его эксплуатацией, а также студентам, обучающимся на металлургических и горнодобывающих специальностях.Item Оптимальное структурное резервирование технических систем(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Семенец, Сергей Н.; Насонова, Светлана С.; Семенец, Галина И.RU: Цель. Основная цель статьи – дать проектировщикам высоконадежных технических систем, не обладающим специальными знаниями в области оптимизации и навыками программирования, простой и доступный математический инструмент для выбора оптимального решения при структурном резервировании систем. Методика. В качестве главного показателя надежности резервированной системы принята вероятность ее безотказной работы. Рассмотрены две типовые схемы резервирования: 1) схема раздельного «горячего» резервирования; 2) схема раздельного «холодного» резервирования. Сформулированы расчетные модели оценки надежности резервированных систем. Результаты. В работе предложены оптимизационные модели, позволяющие найти рациональный вариант резервирования проектируемой системы с учетом противоречивых требований к ее надежности и стоимости. Данные модели численно реализуются в операционной среде табличного процессора Excel применительно к основному объекту, состоящему из 7 элементов. Приведены оптимальные варианты резервирования этого объекта по схемам «горячего» и «холодного» раздельного резервирования. Научная новизна. Предложены новые расчетные модели оценки надежности резервированных систем, а также разработанные на их основе оптимизационные модели, которые сформулированы с использованием разложения неизвестных исходной задачи структурного резервирования на бинарные составляющие. При этом полученные оптимизационные модели относятся к классу задач нелинейного математического программирования с двоичными переменными, для численного решения которых (даже при достаточно большой размерности) хорошо приспособлены широко известные пакеты прикладных компьютерных программ, в частности табличный процессор MS Excel. Таким образом, процесс решения изначально весьма сложной задачи оптимального структурного резервирования значительно упрощается и сводится к выполнению элементарных действий в соответствующих программных интерфейсах. Практическая значимость. Предложенные расчетные модели оценки надежности резервированных систем, модели оптимального структурного резервирования, а также методология их формирования с целью упрощения дальнейшей численной реализации могут быть полезны при решении задач обеспечения надежности технических систем на ранних стадиях их проектирования.Item Моделирование организации ремонта локомотивов методами теории систем массового обслуживания(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Боднарь, Борис Евгеньевич; Очкасов, Александр Борисович; Боднарь, Евгений Борисович; Гришечкина, Татьяна Сергеевна; Очеретнюк, Максим ВикторовичRUS: Цель. В научной работе необходимо оценить влияние показателей эксплуатации и надежности локомотивов на систему организации их ремонта в депо с использованием методов теории массового обслуживания. Методика. В работе представлено описание цеха по ремонту локомотивов с помощью терминов и понятий системы массового обслуживания (СМО). Сформулированы задачи, решаемые при моделировании работы ремонтного цеха, приведен перечень исходных данных и результатов моделирования. В качестве программного средства моделирования использована графическая среда имитационного моделирования Simulink. Результаты. Установлено, что на основные показатели работы локомотивного депо влияет объем перевозок, надежность локомотивов, используемое правило отбора локомотивов из очереди, количество работающих ремонтных стойл. Разработанная модель ремонтного цеха депо позволяет рационально планировать использование оборудования, фонда рабочей силы, времени постановки локомотивов в ремонт с учетом равномерности загрузки цеха, а также усовершенствовать логистику поставок запасных частей. Эта модель в упрощенном виде описывает процесс выполнения ремонта парка магистральных тепловозов и может быть дополнена в зависимости от вида выполняемых в депо ремонтов. Научная новизна. В работе локомотиворемонтное депо представлено как объект системы массового обслуживания. Разработана имитационная модель локомотиворемонтного депо, которая позволяет проводить анализ влияния различных факторов на систему организации ремонта локомотивов в депо. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют определить влияние показателей эксплуатации и надежности локомотивов на организацию работы локомотиворемонтного депо. В дальнейших исследованиях разработанная модель может быть использована для усовершенствования системы организации ремонта на сети дорог при внедрении новых серий локомотивов и изменении стратегии их технического обслуживания.Item Вибір системи утримання локомотивів із урахуванням впливу залежних відмов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Боднар, Борис Євгенович; Очкасов, Олександр Борисович; Гришечкіна, Тетяна Сергіївна; Боднар, Євген БорисовичUKR: Мета. Основною метою роботи є підвищення ефективності використання локомотивів за рахунок вибору раціональної системи утримання, яка враховує оцінку впливу залежних відмов на вартість їх життєвого циклу. Методика. Актуальність застосування підходів LCC (Life Cycle Cost) в локомотивному господарстві пояснюється впровадженням нових локомотивів із бортовими системами управління й діагностування, а також розвитком теорії систем утримання тягового рухомого складу. Вартість локомотива як тягової оди-ниці перестає бути визначальним фактором. Це пояснюється тим, що витрати на технічне обслуговування та ремонт локомотива за весь період експлуатації значно перевищують його початкову вартість. У роботі проаналізовано наявні підходи управління вартістю життєвого циклу локомотивів на етапах їх вибору, оновлення, модернізації й експлуатації. Обґрунтовано необхідність удосконалення методів оцінки ступеня впливу показників надійності вузлів локомотива на вибір системи утримання й вартість його життєвого циклу. Результати. Запропоновано використовувати поняття «вплив залежних відмов» під час розрахунку вартості відновлення локомотива після позапланових ремонтів і вартості його життєвого циклу. Удосконалено методику визначення вартості позапланового ремонту з урахуванням залежних відмов, уведено коефіцієнт оцінки впливу залежної відмови вузла на систему утримання локомотива. Цей коефіцієнт дозволить визначати вузли, відмова яких впливає на вартість відновлення більше, ніж номінальна їх вартість. Також запропонований коефіцієнт допоможе враховувати ймовірні втрати внаслідок відмови вузла під час розробки й коригування системи утримання локомотивів. Наукова новизна. Уперше запропоновано використовувати показник впливу залежних відмов для розрахунку вартості відновлення локомотива під час виконання позапланових ремонтів, а також для розрахунку вартості життєвого циклу локомотива. Практична значимість. Удосконалена методика визначення вартості позапланового ремонту з урахуванням залежних відмов може бути використана для порівняння й оцінки різних варіантів системи утримання локомотивів і розробки систем їх діагностування.