Уперше запропоновано та створено у аспекті вирішення проблеми систем автоматичного програмного регулювання (САПР) нову універсальну, адекватну й ефективну математичну модель нелінійного деформування складних просторових систем споруд, базуючись на єдиному експоненціальному законі деформування матеріалів конструкцій і грунтів. Створено у складі сучасного програмного забезпечення САПР загальний автоматичний метод нелінійного розрахунку з використанням методу скінченних елементів, суперелементів і методу послідовного навантаження складних просторових систем споруд з урахуванням критеріальних параметрів, що повною мірою характеризують особливий стан та еволюцію статичного процесу у всьому діапазоні силових і деформаційних навантажень. На підставі результатів, одержаних завдяки здійсненню комплексу числових досліджень, виявлено суттєві ефекти з урахування фактора нелінійності взаємодії споруди та основи на якісні та кількісні оцінки параметрів, що дозволяє багаторазово знижувати напруження у системі та здійснювати прогноз стосовно змін структури статичних станів у всьому діапазоні навантажень. Установлено загальні закономірності розподілу напружень і деформацій у просторовій системі споруда - основа за різних комбінацій моделей і режимів навантажень, що дозволяє одержати оптимальні проектні рішення.

  Скачати повний текст

Запропоновано ієрархічну систему показників якості проектних рішень для проектування склопакетів, а також розроблено інформаційну модель прийняття цих рішень, яка передбачає застосування індивідуальної характеристики замовника, яка містить формалізоване подання його вимог щодо вибору проектних рішень. Розроблено метод евристичного пошуку припустимих проектних рішень, який використовує метод послідовних наближень та базується на евристичних правилах вибору у нечіткій постановці, що дозволяє суттєво скоротити процес вибору варіантів, а також на реалізації функцій самонавчання системи підтримки проектних рішень. Розроблено метод багатокритеріального вибору раціональних рішень на базі розвинутого методу лексикографічного упорядкування альтернатив і з використанням модифікованого критерію максиміну (Вальда). За результатами дослідження створено методику оцінки ефективності процесу проектування склопакетів.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано метод автоматизованого прийняття рішення щодо кондиційності будівельної конструкції шляхом зіставлення натурних сигналограм хвильового процесу з еталонною моделлю. Розроблено зазначену модель, зокрема, побудовано обвідні відлуння, одержані числовим інтегруванням хвильового рівняння для стрижневої системи. Запропоновано інформаційне забезпечення щодо функціонування автоматизованої системи діагностики залізобетонних паль, яке дозволяє здійснювати експрес-контроль якості за польових умов. Уперше для неруйнівного контролю будівельних конструкцій запропоновано метод підсилення корисного луно-сигналу шляхом просторової фільтрації з використанням кількох вимірювальних каналів.

  Скачати повний текст

Розроблено методи й алгоритми автоматизованого енергоощадного управління режимом роботи насосної станції. Завдання енергоощадного управління режимом роботи насосної станції у системі водопостачання вирішено за техніко-економічним критерієм ефективності, що відповідає економічним інтересам абонентів. Наведено методи формування оптимального технологічного завдання для насосної станції, енергоощадного управління режимом роботи технологічного обладнання, координації режимів роботи регульованих насосних агрегатів даної станції, їх алгоритмічне та програмне забезпечення, функціональну структуру автоматизованої системи управління насосної станції.

  Скачати повний текст

Здійснено формалізацію технологічного процесу "виробництво бетонної суміші - теплова обробка" на базі нечіткої продуктивної моделі Такагі - Сугено. Розроблено автоматизовану систему підтримки прийняття рішень для управління касетною технологією виробництва залізобетонних виробів, що дало змогу підвищити ефективність цього виробництва завдяки зниженню похибок управління. Запропоновано методику організації температурних вимірювань на технологічних об'єктах з метою оптимізації необхідного для цього вимірювального обладнання.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено задачі автоматизованого управління потокорозподілом систем подачі й розподілу води (СПРВ) за штатних та аварійних режимів роботи як багатокритеріальні задачі узагальненого математичного програмування з незаданими бінарними відношеннями, а також математичні моделі, що адекватно описують процеси в СПРВ. Розроблено алгоритми вирішення задачі раціонального автоматизованого управління потокорозподілом СПРВ, що представляють розвиток багатокрокових алгоритмів вирішення задачі багатокритеріальної оптимізації щодо специфіки СПРВ. Досліджено задачу локалізації аварійної ділянки шляхом топологічних перетворень графа мережі, доведено теореми, що постулюють: єдиність розбивки графа на локалізуючі компоненти та єдність розбивки графа на гіперграфи.

  Скачати повний текст

Визначено оптимальні місця розташування приладів контролю витрат і тиску бетонної суміші у процесі виготовлення буроін'єкційних паль (БІП). Розроблено нові датчики тиску з урахуванням агресивного та абразивного стану бетонної суміші, встановлено їх працездатність та надійність функціонування. Запропоновано математичні моделі дослідження процесів буріння та бетонування під час виготовлення БІП. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення даного процесу з урахуванням якісних показників БІП. Створено функціональну структуру автоматизованої системи контролю технологічних параметрів під час виготовлення БІП для бурового верстата з електроприводом механізмів. Запропоновано методику вибору технічних засобів автоматизованої системи контролю виготовлення БІП. Вперше застосовано методику багатофакторного планового експерименту для дослідження завадостійкості електронних пристроїв автоматизованої системи контролю до електромагнітних полів, що дозволило підвищити обсяг корисної інформації на базі варіювання всіх факторів.

  Скачати повний текст

Розроблено автоматні та топологічні числово-аналітичні методи й алгоритми для вирішення актуальних задач просторової динаміки дискретно-континуальних стержневих систем. Для дослідження сумісних коливань стержневих систем сформульовано принципи побудови графів та автоматів, визначення топологічного коду системи та формування багатовимірних кодованих матриць. Проведено динамічний аналіз стержневих систем з різними зосередженими включеннями, деревоподібною та кільцевою структурою, стержнів з сингулярною піддатливістю, плоских і просторових рам, систем пересічних балок. Для декомпозиції дво- та тривимірних стержневих систем розроблено каскадний алгоритм розділення системи на блоки та методику каскадного кодування станів кожної з підсистем, використання яких дозволяє проводити процедуру побудови рівнянь розв'язання послідовно за частинами. На підставі дослідження топологічних властивостей графа системи обгрунтовано пірамідальний принцип побудови просторових асоційованих матриць, вдосконалено математичну модель складно орієнтованої просторової конструкції, яка є системою дискретних елементів.

  Скачати повний текст

Запропоновано комплекс ефективних ітераційних методів розв'язання великорозмірних скінченноелементних задач будівельної механіки (статики і власних коливань). Зазначено, що для розробки даних методів використано методи спряжених градієнтів з агрегатним багаторівневим передобумовленням, основу якого становить поелементний підхід щодо формування матриці жорскості агрегатної моделі та багатофронтальний метод її факторизації. Встановлено, що запропоновані методи мають високу стійкість до поганої обумовленості і швидку збіжність. Розроблено узагальнений метод спряжених градієнтів з зсувами у агрегатному багаторівневому передобумовленні для розв'язання алгебричної узагальненої проблеми власних значень (вілних коливань), що дозволяє уникнути замикання збіжності. На підставі градієнтного підходу з агрегатним багаторівневим передобумовленням розроблено Рітц-градієнт метод для наближеного визначення нижніх частот і форм власних коливань, що не вимагає факторизації матриці жорсткості. Зазначено, що всі запропоновані методи доведено до високого рівня надійності, що дозволяє застосувати їх у МСЕ програмах масового використання Robot Millennium i SCAD.

  Скачати повний текст

Вперше проведено порівняння якості підземних вод і грунтів на території приміських парцелярних господарств за умов антропогенного навантаження. Виявлено залежність між вмістом забруднювачів у грунтах і водах, з'ясовано вплив забруднення грунту на якість підземних вод. Визначено коефіцієнти переходу у системі грунт-вода для різних типів грунтів. Вперше досліджено та проаналізовано зміну якості підземних вод у часі у разі зміни пори року. Встановлено найнесприятливіші пори року, коли необхідно проводити дослідження якості грунтових вод і дезінфекцію криниць. Розширено уявлення щодо забезпечення точності та достовірності результатів визначення забруднення водних агроекосистем.

  Скачати повний текст

Розроблено нові математичні моделі аналізу довговічності й оаптимального проектування плосконапружених конструкцій, які у процесі експлуатації знаходяться під дією навантажень і впливом різноманітних агресивних середовищ. Запропоновано узагальнену структуру системи обробки інформації з урахуванням особливостей експлуатації конструкцій. Розроблено модифікований чотирикутний скінченний елемент змінної товщини для розрахунку й оптимізації конструкцій з урахуванням впливу агресивних середовищ, застосування якого дозволяє підвищити точність розв'язків за одночасного зниження обсягу розрахунків. Розроблено алгоритми та методи розрахунку кородуючих опорних елементів плосконапружених пластин, які на стадії проектування враховують експлуатаційні характеристики. Це дозволяє забезпечити безперервну роботу конструкцій і призначити терміни виконання профілактичних і ремонтних робіт. З використанням розробленого програмного забезпечення виконано числові експерименти та детальний аналіз одержаних результатів. Установлено, що запропоновані математичні моделі й алгоритми ефективні для розрахунку й оптимального проектування конструкцій, які експлуатуються в агресивних середовищах.

  Скачати повний текст

Вивчено специфіку сорбційної поведінки гумусових сполук (гумінових кислот та фульвокислот) на межі розподілу фаз водний розчин - твердий сорбент під час вилучення їх з водних розчинів активованим вугіллям, полімерними сорбентами та іонообмінними смолами. Показано вирішальний вплив пористої структури сорбентів на ефективність сорбції гумусових сполук. Запропоновано методику визначення тієї частини питомої поверхні активованого вугілля, яка доступна для адсорбції гумінових і фульвокислот з водних розчинів. На підставі знайдених закономірностей адсорбції гумусових сполук проведено наукове обгрунтування та розроблено технологічні рекомендації щодо застосування сорбційних процесів у комплексній технології водопідготовки природних вод і доочистки біологічно очищених стічних вод. Розроблено наукові критерії для одержання нового сорбенту - активованого вугілля "Акант-мезо", яке характеризується розвинутою мезопористою структурою та підвищеною динамічною активністю щодо органічних речовин водного гумусу та поверхнево-активних речовин.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано та побудовано загальну математичну модель вилучення органічних забруднень на очисних фільтрах, яка враховує взаємодію різних факторів: моделі кінетики масообміну та реакції біоокиснення, гідравлічні властивості середовища, особливості утворення біоплівки на поверхні завантаження та нестаціонарність процесу. Розроблено числові й аналітичні методи розрахунку параметрів доочистки стічних вод на фільтрах. Проведено оцінювання впливу основних факторів, зокрема різних кінетик реакцій вилучення забруднень з закріпленим біоценозом, параметрів біоплівки та завантаження, вихідних характеристик технологічного процесу доочистки на роботу фільтрів. Одержано залежності з визначення технологічних і конструктивних параметрів доочистки стічних вод на затоплених фільтрах за умов достатнього кисневого режиму. Оцінено вплив різних факторів вилучення забруднення та вихідних характеристик на технологічний режим їх роботи.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив аеродинамічної інтерференції на вітрове навантаження, що діє на висотні будівлі та споруди циліндричної форми, на прикладах групи двох, трьох, чотирьох колових циліндрів, поміщених у потік. Здійснено вимірювання розкладів тисків на поверхнях моделей та в їх сліді у аеродинамічній трубі. Запропоновано методику виконання аеродинамічних досліджень, необхідну для вирішення завдань сучасного будівництва. Наведено експериментально одержані значення основних аеродинамічних коефіцієнтів (коефіцієнта аеродинамічного опору, бічної аеродинамічної сили та числа Струхаля), необхідних для розрахунку груп висотних будівель і споруд циліндричної форми щодо дії вітру. Описано новий метод активного керування аеродинамічним слідом, який виникає за поодиноким коловим циліндром, який полягає у зміні циркуляції потоку навколо циліндра, що досягалося випорскуванням з поверхні циліндра струменів газу з заданою частотою.

  Скачати повний текст

Розкрито закономірності процесу активації шляхом багаторазового ущільнення товстого шару зволоженої суміші прокатуванням під валком і наступного рихлення ножем. Обгрунтовано використання показника інтенсивності активації. Одержано залежності щодо визначення даного показника з урахуванням картини розподілу густини та тиску вздовж камери активації. Виявлено та підтверджено виробничими випробуваннями позитивні ефекти використання активатора: двохкратне нарощування міцності виробів з активованої суміші, або аналогічне зменшення витрат цементу, нарощування міцності сирцю, можливість зменшення тиску напівсухого пресування чи амплітуди та тривалості вібропресування, змішувальну спроможність.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень стосовно проблеми підвищення ефективності використання цементного клінкеру й економії енергоресурсів за рахунок реалізації механохімічної активації та введення в технологічну суміш меленого доменного шлаку оптимальної дисперсності та кількості. Визначено оптимальні режими швидкісного змішування цементних суспензій, наповнених шлаком, які забезпечують межово можливе руйнування початкової структури системи.

  Скачати повний текст

Створено описову модель акустико-емісійного виявлення зародження та розвитку ранніх стадій руйнування бетону та залізобетону під впливом різних фізико-хімічних чинників і показано можливість їх оцінювання за параметрами сигналів акустичної емісії (АЕ), що дозволило побудувати логічно завершену схему закономірностей та послідовності впливу зазначених чинників на виникнення тріщиноподібних дефектів у бетоні та залізобетоні. Розкрито механізми їх подальшого розвитку, зокрема, під дією механічних факторів. Показано, що ці процеси взаємопов'язані з генеруваннями пружних хвиль АЕ. На підставі результатів математичного моделювання розподілу напружень на жорсткому включенні, розташованому у пружній цементній матриці, показано, що внаслідок відмінностей у їх жорсткості під дією зовнішнього навантаження відбувається утворення тріщин шляхом відшарування цементного каменя по поверхні включення. Проведено експериментальну перевірку одержаних результатів і показано, що інтенсивність утворення й еквівалентна площа таких дефектів залежать від орієнтації включення у цементній матриці та його форми. Це дало змогу виявити природу початку руйнування бетонних і залізобетонних композитних структур елементів будівельних конструкцій під час їх АЕ-діагностування. Завдяки експериментальним дослідженням одержано кількісні параметри сигналів АЕ за умов початкових стадій руйнування цементного каменю, відшарування гравійного чи щебеневого заповнювачів, а також арматури від бетонної матриці для найпоширеніших типів бетону та залізобетону за розробленими методиками. Установлено значення коефіцієнтів заникання пружних хвиль АЕ під час їх поширення у бетонах і залізобетонах різних типів. Це дозволило створити якісно нову методику АЕ-діагностування стану будівельних елементів конструкцій. Запропоновано теоретико-експериментальний метод, який дозволяє оцінити кількісні параметри сигналів АЕ під час моменту старту та субкритичного розвитку макротріщин у бетоні та залізобетоні на ранній стадії руйнування, що сприяє розвитку засад сучасної методології АЕ-діагностування. Запропоновано нові науково обгрунтовані алгоритми оптимізації встановлення п'єзоперетворювачів АЕ на об'єкті контролю, а також рекомендації щодо АЕ-діагностування великогабаритних елементів конструкцій з даних матеріалів.

  Скачати повний текст

Досліжено випарні охолодники непрямого типу (НВО), в яких охолодження повітря досягається без прямого контакту з водою. З метою інтенсифікації процесу тепломасопереносу розроблено НВО на основі апаратів плівкового типу з багатоканальною структурою насадики та роздільним рухом потоків газу та рідини, а також регулярною шорсткістю (РШ) поверхні та капілярно-пористим покриттям. Виконано моделювання процесів сумісного тепломасопереносу у НВО з урахуванням термічних опорів потоків газу та рідини, особливостей течії рідинної плівки на поверхнях із РШ. Експериментально одержано залежності, які забезпечують розрахунок і проектування охолодників. Визначено умови роботи випарних охолодників прямого та непрямого типів, комбінованих і багатоступеневих. Зроблено висновок, що створення випарно-парокомпресійних систем забезпечує функціонування випарного охолодника на високому температурному рівні, за якого він достатньо ефективний, та дозволяє використати допоміжний повітряний потік для обдування конденсатора ХМ, а також знизити витрати води на підживлення замість випарованої у НВО. Встановлено, що відносна вологість 35 - 45 % забезпечує повне компенсування витрат на випарювання.Наведено результати загального екологічного аналізу альтернативних рішень з використанням методології та бази даних "Повний життєвий цикл". Виявлено, що альтернативна система АСКП випарно-парокомпресійних охолоджувачів (НВО/ХМ) забезпечує менше виснаження природних ресурсів у порівнянні з традиційною та менше впливає на глобальну зміну клімату. Показано, що найбільший вплив на довкілля відбувається під час експлуатації системи, внесок періоду виробництва складає близько 20 % від внеску за весь життєвий цикл, а внесок періоду утилізації незначний, загальний екологічний вплив для альтернативної системи складає всього 64,5 % від такого ж впливу для традиційної системи.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розвитку наукових та інженерних основ створення альтернативних систем кондиціонування повітря з використанням методів випарного охолодження. Описано випарні охолодники непрямого типу (НВО), у яких охолодження повітря відбувається без прямого контакту з водою. Розроблено НВО на базі апаратів плівкового типу з багатоканальною структурою насадки та роздільним рухом потоків газу та рідини, а також регулярною шорсткістю поверхні, як метод інтенсифікації тепломасообміну. Проведено моделювання процесів сумісного тепломасопереносу у НВО з урахуванням термічних опорів потоків газу та рідини, особливостей течії рідинної плівки на поверхнях із регулярною шорсткістю поверхні, характеру розподілу сухих і змочених ділянок поверхні насадження. Одержано залежності, що забезпечують розрахунок і проектування охолодників. Розглянуто умови роботи випарних охолодників прямого та непрямого типів, комбінованих і багатоступеневих. Відзначено, що створення випарно-парокомпресійних систем допомагає "включити" випарний охолодник на високому температурному рівні, проаналізовано ефективність використання допоміжного повітряного потоку для обдування конденсатора холодильної машини, зниження витрати води на підживлення замість випаруваної у НВО. Доведено, що за відносної вологості 35 - 45 % витрати на випарювання компенсуються повністю.

  Скачати повний текст

Вивчено ефективність застосування базису редукції з векторів Лацоша в задачах дослідження сталих коливань конструкцій за умов гармонійного впливу, перехідних процесів у разі імпульсивного впливу, віброударних коливань за умов сейсмічного навантаження та сталих коливань під дією стаціонарного випадкового навантаження. Дослідження в кожному випадку проведено трьома способами: за допомогою нередукованої скінченноелементної моделі; моделі, редукованої на основі базису з власних форм коливань; моделі, побудованої з використанням базису з векторів Ланцоша. У процесі дослідження сталих коливань під дією стаціонарного випадкового навантаження запропоновано методику розрізнення власних частот конструкції та частот зовнішнього впливу із застосуванням функції когерентності у випадку вузькополосних і шумових складових навантаження. Дослідження проведено з використанням методів числового моделювання. Оцінки, одержані шляхом статистичної обробки змодельованих сигналів, порівняно з оцінками, отриманими за аналітичними виразами (на основі спектрів вузькополосних і шумових складових зовнішнього впливу, характеристик системи).

  Скачати повний текст