№ 4 (497) 2024
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Автоматизація клієнтського обслуговування з використанням Big Data та аналітики: технології, переваги та виклики для бізнесу(2024) Гайтан О. М.; Haitan Olena M.Статтю присвячено розгляду питань автоматизації клієнтського обслуговування за допомогою інтеграції технологій BIG DATA та аналітики даних. Розглянуто доцільність впровадження систем автоматизації та перспективи розвитку технологій обслуговування та підтримки клієнтів. Мета дослідження – аналіз переваг і проблем упровадження Big Data та аналітики в процеси клієнтського обслуговування, аналіз успішних кейсів, дослідження застосування даних технологій у різних галузях. Об’єкт дослідження – використання Big Data та аналітики в процесах клієнтського обслуговування. Предмет дослідження – автоматизація клієнтського обслуговування з використанням технологій роботи з Big Data та аналітики даних. Проаналізовано поняття Big Data та аналітики в контексті клієнтського обслуговування. Досліджені моделі автоматизації клієнтського обслуговування з використанням Big Data, зокрема Anticipatory Shipping Model, чат-боти, голосові асистенти системи рекомендацій, персоналізовані email-кампанії та push-повідомлення, інструменти генеративного штучного інтелекту для підготовки відповідей, автоматизовані служби підтримки та CRM-системи, що ґрунтуються на аналітиці даних. Досліджено методи та технології, що лежать в основі функціонування таких інструментів, зокрема методи штучного інтелекту та глибокого машинного навчання, виявлено особливості впровадження таких систем для автоматизації обслуговування. Проаналізована доцільність міграції в хмару. Розглянута статистика інструментів штучного інтелекту в обслуговуванні клієнтів. Досліджено реальні кейси використання великих даних та аналітики для прогнозування потреб клієнтів, персоналізації обслуговування, автоматизації підтримки в різних секторах економіки України та світу, зокрема в Amazon, Netflix, ПриватБанк, Київстар тощо. Проаналізовано переваги та основні виклики та ризики для бізнесу при впровадженні автоматизації. Розглянуто питання безпеки та захисту персональних даних клієнтів та дотримання нормативних вимог, зокрема GDPR, CCPA, регламенту про штучний інтелект.Документ Neural network modeling of schemes for recognizing the fact and type of unauthorized intrusion into a user’s computer network(2024) Aloshyn Serhii P.; Альошин C. П.Розпізнавання факту несанкціонованого проникнення в призначену для користувача комп’ютерну мережу становить певні труднощі, пов’язані з високим ступенем невизначеності, спричиненим схожістю симптомів зараження з типовими програмними збоями комп’ютерних мереж. Для забезпечення високої продуктивності та оперативності розпізнавання типу вторгнення в користувацьку комп’ютерну мережу запропоновано технологію синтезу нейромережевих моделей із примусовим навчанням на ретроспективній вибірці реальних прикладів із практики. Під час синтезу ансамблю моделей розпізнавання обрано нейромережевий підхід аналізу стану комп’ютерної мережі, що ґрунтується на практичній реалізації теореми Колмогорова-Арнольда щодо представлення функції кількох аргументів через суму композицій функцій однієї змінної. Модифікацію синаптичної множини нейромережі реалізовано методом спряжених градієнтів алгоритму зворотного поширення помилки. Експериментальні результати показали стійку збіжність процесу навчання до мінімальних помилок на навчальній і тестовій множинах вихідних даних. Практичне значення результатів дослідження полягає у створенні програмного інструментарію для оперативної підтримки ухвалення рішень з фіксації факту вторгнення в мережу та оцінювання типу шкідливої програми для вжиття заходів щодо мінімізації ймовірного збитку. Розроблена технологія, методичний, алгоритмічний і програмний інструментарій дають змогу доповнити можливості наявних програм захисту мереж щодо розпізнавання факту й типу можливих вторгнень шкідливих програм і реалізується як самостійний додаток в основному коді стандартного пакета технічного аналізу даних. При цьому забезпечується надійність розпізнавання й оперативність ухвалення рішення щодо захисту користувацької мережі. Достовірність результату досягається навчанням моделі на репрезентативній вибірці ретроспективних прецедентів з наявної бази даних.Документ Arbitrarily converging time controller for trajectory tracking of dynamically positioned vessel(2024) Benwei Zhang; Zhaodi Yang; Xiaoming Xia; Heorhii Babkin; Pei Xu; Бенвей Чжан; Чжаоді Ян; Сяомін Ся; Георгій Бабкін; Пей СюУ цій статті досліджується задача відстеження траєкторії, судна з динамічним позиціюванням з невизначеністю моделі та зовнішніми збуреннями. Сформульовано завдання розробити контролер зі зворотним зв’язком стану для судна з невизначеністю моделі та невідомими збуреннями та змусити судно відстежувати віртуальне судно. На відміну від попередніх стратегій, концепція довільного часу конвергенції введена та застосована до процесу проектування спостерігача та контролера. Новий спостерігач із довільним часом збіжності призначений для оцінки невідомої динаміки, викликаної невизначеністю моделі та зовнішніми збуреннями, а контролер із довільним часом збіжності розроблений на основі спостерігача. Розглянуто систему, яка містить точку рівноваги, що є неперервною позитивно визначеною функцією. Розглянемо модель в якої помилка спостереження збігається до точки рівноваги за бажаний час. Розглянуто модель корабля з відомою динамікою та запропонований контролер може гарантувати, що всі сигнали в замкнутій системі обмежені та збігаються. Припущено, що існує позитивна точка рівноваги, це означає, що швидкість не може підтримувати стаціонарний стан. Аналізується стійкість замкнутої системи. Представлено контролер, який міг би реалізувати довільну часову стабілізацію, та контролер, поєднаний із спостерігачем, який забезпечував довільну часову збіжність похибки оцінки. Запропоновано спостерігач із довільним часом збіжності та розроблено на його основі контролер. Контролер сконструйований таким чином, що він може змусити судно стежити за віртуальним кораблем у заздалегідь визначений час, і цей час не залежить від параметрів системи та початкових умов. Потім здійсненність контролера ілюструється за допомогою моделювання. В ході моделювання отримані результати на підставі яких можливо зробити висновок що запропонований контролер забезпечує не тільки збіжність у фіксованому часі, але й можливість вибору часу збіжності. Показано що судно може успішно відстежувати віртуальне судно протягом часу, точні оцінки невідомої динаміки можна швидко отримати за допомогою запропонованого спостерігача.Документ Дослідження ефективності системи керування малорозмірним безекіпажним надводним судном в умовах дії зовнішніх збурень(2024) Грудініна Г. С.; Бурунін А. П.; Hrudinina Hanna S.; Burunin Andriy P.Мета. Дослідити роботу системи автоматичного керування малорозмірним безекіпажним судном в умовах морських збурень. Оцінити ефективність системи керування, враховуючи критерій мінімізації кількості перекладок руля, з метою економії ресурсів рульової машини. Методика. Для ефективного аналізу показників якості авторульового застосовано експериментальне дослідження динаміки судна в умовах зовнішнього впливу шляхом математичного моделювання. Для даного дослідження розроблено сценарії з різними комбінаціями вітро-хвильового впливу. Для отримання якісної бази даних розроблено додатки, що аналізують результати моделювання за вказаними критеріями. Для більш адекватної оцінки якості роботи авторульового в дослідженні використано два судна одного класу. Результати. Результатом моделювання руху судна за заданих вітро-хвильових умов є графіки курсу судна, реальної перекладки керма та сигналу керування, що надходить від авторульового. Для обробки отриманих даних використано авторський додаток, розроблений в програмному комплексі Matlab. Якість роботи регуляторів оцінюється за наступними параметрами: кількість перекладок керма за хвилину моделювання; максимальне відхилення від курсу; математичне очікування курсу; дисперсія. Проведено порівняння роботи нечіткого регулятора з ПІД регулятором за декількома параметрами. Наукова новизна. Запропоновано засоби підвищення енергоефективності системи керування рухом судна, за рахунок зменшення кількості перекладок керма, шляхом оптимізації налаштувань регулятора при роботі в умовах зовнішнього впливу. Практична значимість. Оптимізація роботи регулятора за кількістю перекладок керма дозволить підвищити енергоефективність авторульового в цілому. Питання енергоефективності є дуже актуальним при використанні акумуляторної батареї. Технологія малорозмірних електрокатерів продовжує розвиватися, і в міру покращення батареї і зменшення її вартості такі судна стають дедалі доступнішими та популярнішими. Оптимізація параметрів авторульового має на меті підвищення енергоефективності судна, за рахунок використання уточнених параметрів налаштування регулятора. Отримані у дослідженні дані доповнять базу правил, що закладається в нечіткий регулятор.Документ Проблематика методології досліджень процесів і явищ при енергетичній обробці рідкометалевої системи(2024) Цуркін В. М.; Петриченко С. В.; Садовий О. С.; Tsurkin Volodymyr M.; Petrychenko Serhii V.; Sadovoy Oleksiy S.Для ливарного виробництва розвиваються енергетичні методи обробки, дія яких заснована на введенні в об’єкт обробки фізичних полів, які забезпечують одночасно модифікацію структури, компенсацію шкідливого впливу на властивості деяких елементів сплаву та рафінування розплаву. При цьому ведеться пошук нових енергетичних методів, які б надали можливість суттєво покращити показники системи «цінаякість». Одним із них є одночасна дія на металевий розплав кондукційної електрострумової обробки (КЕСО) та магнітно-імпульсної (МІО). Щодо одночасного застосування КЕСО+МІО, то відомі знання кожного з них стануть до нагоди, але їх суперпозиція складе підстави своєї проблематики. Через це виникають складнощі при постановці задач на стадії проектування через брак відповідної науково-технічної інформації. Тому актуальним є визначення проблемних аспектів одночасного застосування новаційного методу КЕСО+МІО для ливарного виробництва. Мета роботи – окреслити методологічні особливості проектування та досліджень новаційного методу одночасної обробки розплаву кондукційним струмом та магнітно-імпульсною дією. Запропонована концепція методології досліджень на стадії проектування новаційного методу КЕСО+МІО. В роботі надано як загальні основні факти застосування або КЕСО, або МІО для обробки розплаву. Крім того визначено, що для варіанту КЕСО+МІО визначено декілька проблемних питань, що потребують дослідження на стадії проектування технології. Ключовою проблемою новаційної технології є отримання конкурентоспроможних виливків. У роботі представлено загальний підхід до побудови методології досліджень на стадії проектування методу одночасної обробки розплаву кондукційним струмом та магнітно-імпульсною дією. Викладений матеріал можна визначити як наміри, які будуть коригуватись та доповнюватись. Їх практична значимість полягає у тому, що дозволяє дослідникам більш свідомо формулювати постановку задач. А наукова новизна полягає у тому, що методологія досліджень процесів і явищ при енергетичній обробці розплаву для стадії проектування технології дозволяє закласти базові принципи побудови відповідної теорії.Документ Підвищення якості напруги джерела постійної напруги (струму) з проміжним перетворенням частоти(2024) Рябенький В. М.; Солобуто Л. В.; Фісун М. Т.; Ryabenkiy Volodymyr M.; Solobuto Larysa V.; Fisun Mykola T.Мета статті. Розробка теоретичного обгрунтування стійкої роботи схемного рішення для підвищення якості напруги джерела постійної напруги (струму) з проміжним перетворюванням частоти, що дозволяє зменшити пульсації трьох найбільших гармонік. Розробка схеми випрямляча, згладжувальні фільтри якого дозволяють отримати значне зменшення пульсації. Додаткові пристрої не повинні значно збільшувати потужність всього пристрою. Методика. Під час виконання дослідження використовувались методи розрахунку випрямленої напруги та розрахунок амплітуди гармонік, розрахунки габаритів фільтрів, розрахунки необхідної кількості інверторів, розрахунки потужності додаткових інверторів. Виконано економічне обгрунтування запропонованого метода: потужність додаткових інверторів не дає значного підвищення загальної потужності пристрою; пристрій можна використовувати з навантаженням будь-якої потужності, оскільки струм не залежить від навантаження. Результати. Розроблено метод згладжування пульсацій випрямленої напруги за допомогою інверторів, що присутні на трьох вищих гармоніках. Потужність допоміжного інвертора складає третину потужності сгладжуючого фільтра. Створюються LC-кола, на виході яких струм не залежить від навантаження, що дозволяє використовувати навантаження будь-якої потужності. Доведено, що інвертори достатньо встановлювати тільки на три основні гармоніки, це дає значне зменшення коефіцієнту пульсації. Габарити фільтрів зменшені в два рази. Наукова новизна. Запропоновано комплексний метод випрямлення змінної напруги з перетворювачами частоти для трьох основних гармонік. Схемне рішення дозволяє отримати випрямляч з додатковими інверторами, але без значного підвищення загальної потужності пристрою. Практична значимість. Запропонований метод дозволяє отримувати якісну напругу на навантаженні будь-якої потужності. Потужність допоміжних пристроїв не дає значного підвищення потужності всього пристрою. Коефіцієнт пульсацій випрямляча значно зменшується, завдяки використанню інверторів на трьох найбільших гармоніках.Документ Імітаційне моделювання електромагнітних та енергетичних характеристик кондукційної електрострумової обробки розплаву(2024) Петриченко С. В.; Іванов А. В.; Садовий О. С.; Petrychenko Serhii V.; Ivanov Artem V.; Sadovoy Oleksiy S.У ливарному виробництві для забезпечення ефективної кристалізаційної здатності розплаву проводиться його підготовка різними технологічними методами. Одним із таким методів є кондукційна електрострумова обробка. При її застосуванні маємо ситуацію, коли термосиловий вплив реалізується інтегральною дією фізичних полів, які генеруються: електромагнітного, теплового, акустичного та поля течій. Для кондукційної електрострумової обробки раніше було показано, що кожна модифікація співставлення джерела струму та типу електродної системи має різні функціональні можливості за рахунок різноваріантного розподілу вказаних полів, а значить і різний термосиловий ефект – позитивно впливати на кристалізаційну здатність розплаву в рідкому стані. Але отримана раніше інформація не є достатньо продуктивною щоб визначити технологічні рекомендації для ефективного застосування кондукційної електрострумової обробки. На наш погляд, з цього приводу потребує додаткового вивчення важливий аспект термосилового впливу – залежність топології та характеристик первинного (базового) електромагнітного поля від типу струму та типу електродної системи. Тому така проблематика є актуальною. Мета роботи – методами імітаційного моделювання у 3D форматі знайти адекватні значення розподілу енергетичних характеристик електромагнітного поля, що генерується у рідкометалевій системі при застосуванні кондукційної електрострумової обробки. Методика. Дослідження виконано імітаційним моделюванням системи рівнянь Максвела для квазістаціонарного наближення та рівняння Фурьє із застосуванням методу скінчених елементів. Результати. Показано, що термосиловий вплив на розплав при кондукційній електрострумовій обробці позначається суттєво неоднорідною топологією електричного, магнітного, силового та теплового полів. Густина характеристик яких найбільша біля пари різнорознесених електродів з ізольованою бічною поверхнею. Встановлено, що застосування для кондукційної електрострумової обробки одночасно двох струмів AC+DC або DC+PC надає можливості суттєво активізувати термосилове навантаження розплаву задля покращення його кристалізаційної здатності у зрівнянні з AC або DC.Документ Особливості розподілу характеристик термосилового впливу на рідкометалеву систему при застосуванні суперпозиції випрямленого та імпульсного струмів(2024) Іванов А. В.; Петриченко С. В.; Садовий О. С.; Ivanov Artem V.; Petrychenko Serhii V.; Sadovoy Oleksiy S.Принцип методу кондукційної електрострумової обробки полягає у тому, що через розплав за допомогою електродів пропускають електричний струм будь-якого типу: постійний по амплітуді (CC), постійний по знаку (випрямлений) (DC), змінний (AC), імпульсний (PC). Традиційно використовують одне джерело живлення та пару електродів. Останні публікації показали дуже привабливі перспективи до застосування у ливарному виробництві одночасної обробки декількома струмами із застосуванням різних електродних систем. При цьому таких варіантів сполучення може бути декілька десятків, тому його названо поліваріантним. З цього приводу актуальною постає проблема розширення наукових уявлень щодо його застосування, у першу чергу за допомогою дослідження характеристик електромагнітного поля, яке при цьому генерується і яке забезпечує формування вторинних полів − акустичного, теплового та поля течії. Саме їх інтегральна дія потенційно спроможна змінювати термодинамічний стан рідкометалевої системи так, щоб при розливанні та кристалізації забезпечити на фінішній ланці покращення показників якості виливка. Мета роботи. Методами імітаційного моделювання для 2D формату у меридіальній та азимутальній постановці визначити особливості розподілу характеристик термосилового впливу на рідкометалеву систему при застосуванні суперпозиції DC та PC. Методика. Для дослідження процесів у металевому розплаві при його кондукційній електрострумовій обробці окремо постійним та імпульсним струмами, а також їх комбінацією застосовано імітаційне моделювання методом скінчених елементів системи рівнянь Максвела, Нав’є-Стокса, Фур’є у меридіональній та азимутальній постановках. Результати. Отримані дані показали значний вплив частоти струмів на характер зміни у часі характеристик, що досліджувались. Показано, що найактивніший термосиловий вплив притаманний саме суперпозиції імпульсного та випрямленого струмів, за допомогою якого у рідкометалевій системі реалізуються суттєво нелінійні коливальні процеси термосилового навантаження.Документ Дослідження характеристик електромагнітних полів методами імітаційного моделювання у багатоелектродних системах із застосуванням суперпозиції струмів при обробці розплавів(2024) Іванов А. В.; Обрубов А. В.; Турти М. В.; Вінніченко І. Л.; Рябенький В. М.; Ушкаренко О. О.; Верещаго Є. М.; Ivanov Artem V.; Obrubov Andrii V.; Turty Marina V.; Vinnychenko Iryna L.; Ryabenkiy Volodymyr M.; Ushkarenko Oleksandr O.; Vereshchago Eugen M.Для поліпшення якості литого металу у технологіях ливарного виробництва виконують обробку розплаву різними електротехнологічними методами. Одним із них є метод кондукційної електрострумової обробки одночасно різними типами струмів (М-С). Такий підхід дозволяє суттєво розширити функціональні можливості обробки розплаву електричним струмом. Але, у цьому випадку виникає проблема врахування різних модифікацій параметрів системи «типи струмів − типи електродних систем». Методи імітаційного моделюванні процесів для М-С дозволяють первинно визначити найбільш ефективні варіанти їх сполучення. Враховуючи складність процесів при М-С, для визначення можливих сценаріїв їх розвитку, на першому етапі логічно застосовувати спрощені підходи до моделювання. Актуальною, при цьому, постає наступна мета досліджень. Методами математичного моделювання в азимутальній 2D постановці визначити особливості розподілу електромагнітного поля та характеристик силового впливу в розплаві ливарного доевтектичного алюмінієво-кремнієвого сплаву при обробці його суперпозицією електричних струмів при використанні багатоелектродних систем. Досліджувалось застосування для одночасної обробки трьох типів струмів: AC, DC та їх суперпозиція (S) при двох типах електродних систем. Дві пари електродів, розташованих на однаковій відстані практично у центрі ємності з розплавом, та різнорознесені пари електродів. Для моделювання використовували систему рівнянь Максвела та Нав’є – Стокса. Отримані результати показали суттєву якісну різницю для випадку чотириелектродної системи у процесі формування як базових електричного і магнітного поля, так і поля дії електромагнітної сили. В усіх випадках спостерігаються суттєво непотенціальні поля. Зміна тільки типу електродної системи дає змогу без додаткових енерговитрат суттєво змінювати просторову конфігурацію електромагнітного поля, а, значить, поля сил та, відповідно, течій. Кількісний аналіз характеристик електромагнітного поля показав, що при одночасному застосуванні AC та DC, на відміну від DC та DC, незалежно від типу електродної системи, у центрі ємності формується коливальний режим з ознаками резонансу для напруженості магнітного поля за рахунок не синфазних різночастотних струмів. Для S та DC імпульсний струм (IS) згладжує низькочастотні коливання DC, збільшуючи амплітуду напруженості магнітного поля. Таким чином, для практичного використання можна рекомендувати застосування струмів AC та DC, а також S та DC. У експериментальній роботі [9] саме ці типи струмів показали суттєве підвищення властивостей виливка.Документ Експериментальне дослідження електричних характеристик розряду при кондукційній електрострумовій обробці розплаву(2024) Іванов А. В.; Турти М. В.; Вінніченко І. Л.; Обрубов А. В.; Рябенький В. М.; Верещаго Є. М.; Ушкаренко О. О.; Ivanov Artem V.; Turty Marina V.; Vinnychenko Iryna L.; Obrubov Andrii V.; Ryabenkiy Volodymyr M.; Vereshchago Yeugen M.; Ushkarenko Oleksandr O.. Метод кондукційної електрострумової обробки (КЕСО) металевого розплаву за допомогою електричних розрядів показав високу ефективність для підвищення якості литого металу. Виконані дослідження, як методами фізичного експерименту, так і математичним моделюванням процесів, які відбуваються при КЕСО, дозволив наразі збудувати основні положення відповідної теорії. Але для подальшого її розвитку актуальною постає задача експериментального дослідження часових залежностей електричних характеристик розряду. Мета роботи − експериментальне визначення електричних характеристик розряду на рідкий метал у RLC-колі, таких як: часові залежності струму, напруги, опору розплаву, потужностей, за різних параметрів розрядного контуру. Визначення к.к.д. перетворення енергії, яка запасається в ємнісному накопичувачі. Дослідження виконано за допомогою спеціально створеного експериментального стенду. Розряд виконували на розплав сплаву АЛ7 при температурі 750 о С. Застосовано вимірювальний комплекс авторської розробки. Компенсацію індуктивної складової напруги зроблено як фізичним, так і математичним методами. Часові залежності активного опору, потужності, розрядної енергії, а також к.к.д. виконано на базі отриманих при вимірюванні часових залежностей напруги та струму. В роботі показано, що збільшення величини розрядної напруги при незмінних ємності кола та частоті слідування імпульсів практично не впливає на амплітудні значення активного опору. Але, при цьому к.к.д. перетворення активної енергії зменшується, що пояснюється зростанням величини реактивного опору. Отримані експериментальні дані дозволять при імітаційному моделюванні комплексу процесів при КЕСО розплаву звузити діапазон варіювання вхідних параметрів, які будуть спиратися на реальні значення електроенергетичних характеристик.Документ Порівняльний термодинамічний аналіз теплових насосів ''повітря-вода'', ''грунт-вода'', ''вода-вода''(2024) Босий М. В.; Боса О. А.; Bosyi Mykola V.; Bosa Olena A.В галузі теплопостачання в Україні, а також і в інших країнах, серед яких, наприклад, Німеччині, Швеції, Норвегії, Фінляндії, Франції, Англії, Польщі, Швейцарії, США, Канаді, Китаї, Японії та ін. на сучасному етапі створюються, розробляються та впроваджуються альтернативні технології для тепло-та гарячого водопостачання як житлових будівель, так і для приміщень підприємств в будь-яких галузях виробництва, особливо машинобудівних підприємств. У роботі розглядається порівняльний аналіз використання теплових насосів (ТН) «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода», які працюють зокрема на природних низькопотенційних відновлювальних джерелах енергії: повітря, грунту, води для теплопостачання та гарячого водопостачання як житлових, так і промислових приміщень. Робочими тілами для ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» на теперішньому етапі є використання екологічно безпечних природних холодоагентів вуглеводнів, наприклад, таких як бутан, ізобутан, пропан. Мета. Метою даної роботи є порівняльний термодинамічний аналіз ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «водавода» з ефективним застосування їх для житлових і виробничих приміщень підприємств машинобудування. Методика. Порівняльний метод термодинамічного аналізу виконували для ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» для житлових і виробничих приміщень підприємств машинобудування. Проведено визначення умов, які впливають на термодинамічну ефективність ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода». Результати. Сучасним способ підвищення термодинамічної ефективності теплопостачального обладнання є використання ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» для житлових приміщень, а також приміщень виробничих підприємств машинобудування. Виконавши порівняльний термодинамічний аналіз дослідження, з’ясовано, що перевагою як природного джерела енергії є використання теплоти води, при цьому коефіцієнт трансформації теплоти СОР ТН «вода-вода» становить 4,0, а ексергетичний коефіцієнт корисної дії ТН «водавода» – 44%. Наукова новизна. Проведено порівняльний термодинамічний аналіз ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «водавода» для житлових приміщень, а також виробничих приміщень підприємств машинобудування, запропонувавши підвищити термодинамічну ефективность роботи ТН, розробивши принципову схему утилізації низькопотенційної енергії, застосувавши ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» з перспективними природними холодильними агентами. Встановлено, що ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» мають вагомі переваги перед традиційними системами теплопостачання, вони, по-перше, споживають енергію відновлювальних джерел, по-друге, знижують затрати на використання електроенергії майже в половину, що актуально натепер для процесу енергозбереження. Практична значимість. Нині застосування ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» для житлових приміщень, а також виробничих підприємств машинобудування вигідно як з екологічної, економічної, так і термодинамічної сторони. Порівняльний термодинамічний аналіз ефективності систем теплопостачання показує, що застосування ТН «повітря-вода», «грунт-вода» «вода-вода», суттєво підвищує економічні і технічні характеристики теплопостачального обладнання для житлових приміщень, а також виробничих приміщень підприємств машинобудування. За розрахунками СОР ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» 3,6; 3,8; 4,0, а ексергетичний коефіцієнт корисної дії ТН «повітря-вода», «грунт-вода», «вода-вода» 38%; 40%; 44%.Документ Характеристики низькоемісійної камери згоряння ГТД, що працює на суміші природного газу і водню(2024) Яковлєв М. Ф.; Сербін С. І.; Yakovliev Mykhailo F.; Serbin Serhiy I.Статтю присвячено дослідженню характеристик низькоемісійної газотурбінної камери згоряння, яка працює на суміші природного газу з воднем. В умовах сучасних викликів у галузі енергетики питання зниження викидів токсичних речовин, таких як оксиди азоту (NO) та монооксид вуглецю (CO), стає дедалі важливішим. Особливу увагу приділено аналізу можливостей використання водню в складі паливних сумішей як перспективного напрямку для забезпечення високої ефективності роботи газотурбінних установок за умов зниження негативного впливу на довкілля. У статті запропоновано новий підхід до моделювання процесів вигоряння суміші природного газу з воднем в умовах попереднього перемішування газоподібного палива з окисником у каналах радіально-осьових завихрювачів жарових труб. Для реалізації цього підходу використано детальну кінетичну схему горіння вуглеводнів, що включає багатоетапні хімічні реакції, характерні для сумішей з високим вмістом водню. Проведено тривимірне чисельне моделювання роботи трубчасто-кільцевої камери згоряння газотурбінного двигуна потужністю 32 МВт із застосуванням моделі горіння Finite-Rate/Eddy-Dissipation. Виявлено, що для забезпечення стійкої роботи камери згоряння без формування зон проскоку полум'я в каналах радіально-осьових завихрювачів критичним параметром є вміст водню в суміші, який не повинен перевищувати 20–24% (за об'ємом). Результати дослідження показали, що за дотримання цих умов рівень викидів NO і CO не перевищує значень, що відповідають сучасним екологічним стандартам. Крім того, застосування запропонованого підходу дозволяє забезпечити стабільність горіння за умов різних режимів роботи двигуна. Зроблено висновок, що використання водню в складі паливної суміші відкриває нові можливості для підвищення екологічної та енергетичної ефективності газотурбінних двигунів, проте потребує врахування особливостей його взаємодії з іншими компонентами суміші для мінімізації ризиків нестабільного горіння.Документ Оцінка основних вогнетехнічних та екологічних властивостей спалювання метано-водневих сумішей(2024) Рябцун Р. С.; Воробйов М. В.; Riabtsun Ruslan S.; Vorobiov Mykyta V.Використання водню при заміщенні природного газу крім очевидних переваг з декарбонізації атмосфери (зменшення викидів СО2) призводить до зміни вогнетехнічних та емісійних використання характеристик паливо-окислювальних сумішей, зокрема збільшення абсолютної витрати паливного газу через меншу теплоту згоряння водню, збільшення утворення оксидів азоту NOx через більшу температуру горіння водню та ін. Мета дослідження полягала у визначенні вогнетехнічних та екологічних властивостей газових палив, складених із сумішей метану та водню, а саме швидкостей горіння, зміни адіабатичної температури горіння сумішей при збільшенні долі водню у паливі, оцінці утворення оксидів азоту, та викидів СО2. Метод дослідження – чисельний аналіз вогнетехнічних та екологічних характеристик процесів спалювання метано-водневих сумішей. Об’єкт дослідження – процеси спалювання метано-водневих сумішей. Предмет дослідження – зміна швидкості горіння, утворення вуглекислоти СО2 та оксидів азоту NOx різному співвідношенні метан/водень газової суміші; температурні характеристики спалювання метано-водневих сумішей. На основі аналізу результатів теоретичних розрахунків встановлено показав, що при відносно-помірній долі заміщення метану воднем, наприклад для суміші [СН4] / [Н2] = 60 / 40%, об., швидкість горіння буде складати Sl ~ 50 см/с, що лише на ~ 25% більше ніж для природного газу. Більші значення заміщення СН4 на Н2 економічно є сумнівними через низьку теплотворну здатність останнього. Термодинамічні оцінки утворення шкідливих речовин показали, що для оксиду азоту NO, при заміщенні метану [СН4] = 100%, об. на метано-водневу суміш [СН4] / [Н2] = 50 / 50%, об. збільшення утворення NO складає з 2245 мг/м3 до 2440 мг/м3 , тобто на 8,6%, а при спалюванні чистого водню [Н2] = 100%, об утворення NO складе 2995 мг/м3 , тобто збільшиться на 33,4% у порівнянні з чистим метаном.. Розрахунками утворення викидів CO2 встановлено, що при використанні сумішевого газу [СН4] / [Н2] = 50 / 50%, об. скорочення викидів CО2 складатиме лише 23,34% – з 0,055 кг/МДж до 0,042 кг/МДж.Документ Особливості застосування математичної моделі множинної лінійної регресії для оцінки обсягів виробництва електроенергії вітроелектричними установками(2024) Подгуренко В. С.; Гетманець О. М.; Терехов В. Є.; Podhurenko Volodymyr V.; Getmanets Oleg M.; Terekhov Volodymyr Ye.Метою роботи є розробка математичної моделі виробітку вітрових енергетичних установок в залежності від їх основних типорозмірів: номінальної встановленої потужності електрогенератора та діаметра вітрового колеса з урахуванням висоти осі його розташування в різних вітрових умовах під майбутнє будівництво вітрової електричної станції. Поставлена задача є досить актуальною, адже основним недоліком загальновідомої математичної моделі річного виробітку у вигляді інтегральної згортки двох функцій: кривої ті вітрової електричної установки із заданими технічними характеристиками, та диференціального розподілу Вейбула – Гніденка для швидкості вітру, полягає у складності визначення відповідної кривої потужності через її приховування виробниками. Існуючі методи відновлення кривої потужності за типорозмірами досить складні та не позбавлені недоліків. Отже, в якості надійного та простого інструменту визначення річного виробітку електроенергії таких установок запропоновано математична модель множинної лінійної регресії. Вхідні дані для побудови відповідних математичних моделей отримані в результаті обчислення річних виробітків за відомими кривими потужностей із застосуванням загальновідомої моделі. Але було виявлено, що збільшення діапазону розкиду номінальних потужностей вітрових енергетичних установок впливає на точність розрахунків за математичною моделлю множинної лінійної регресії. Загальносвітова тенденція невпинного зростання потужності вітрових енергетичних установок призвела до унеможливлення створення єдиної математичної моделі множинної лінійної регресії річного виробітку для всього діапазону потужностей існуючих вітрових енергетичних установок в Україні. Отже, задля збереження потрібної точності прогнозування побудовано кілька моделей для різних діапазонів потужності. Аналіз отриманих моделей виявив функціональну залежність їх коефіцієнтів від типорозміру вітрових енергетичних установок, що дає можливість модифікувати математичну модель множинної лінійної регресії під вітрову електричну установку потрібної потужності.Документ Зносостійкість та ресурс відновлених і зміцнених електрошлаковим наплавленням лемішів і культиваторних стрілчастих лап(2024) Захаров А. В.; Рибалко І. М.; Тіхонов О. В.; Zakharov Andriy V.; Rybalko Ivan M.; Tihonov Oleksandr V.Метою дослідження є підвищення зносостійкості та ресурсу плужних лемішів і культиваторних стрілчастих лап шляхом розробки технології електрошлакового наплавлення, що забезпечує утворення зносостійких покриттів із використанням порошкових дротів із модифікуючими домішками. Дослідження базується на розробці та впровадженні методу електрошлакового наплавлення, що забезпечує утворення рівномірного покриття з високою твердістю (до 62 одиниць HRC). Випробування проводилися на плужних лемішах і культиваторних лапах, оброблених електрошлаковим наплавленням, на різних типах ґрунтів: супіщаних, легкосуглинкових, важких суглинках і чорноземах. Оцінювалися показники зносостійкості, температурної стабільності та ресурсу деталей у польових умовах. Результати досліджень показали, що запропонована технологія дозволяє підвищити ресурс робочих елементів на 40% порівняно зі стандартними заводськими зразками. Леміші змогли обробити до 73 гектарів без заміни, а культиваторні лапи – до 35 гектарів. Крім того, використання електрошлакової наплавки забезпечило зниження температури робочих деталей на 15–20%, що значно покращило їх експлуатаційні характеристики. Розроблено інноваційний метод електрошлакової наплавки із застосуванням порошкових дротів із модифікуючими домішками, які забезпечують утворення зносостійких покриттів із підвищеними механічними характеристиками. Вперше встановлено можливість стабільного тепловідводу та збереження механічних властивостей у процесі тривалої експлуатації в агресивному середовищі. Запропонована технологія сприяє зменшенню витрат на обслуговування ґрунтообробної техніки за рахунок зниження частоти замін деталей. Це дозволяє аграрним підприємствам знизити експлуатаційні витрати до 30% та забезпечити конкурентоспроможність вітчизняного виробництва техніки. Впровадження методу є перспективним для широкого застосування у виробництві й ремонті сільськогосподарських машин.Документ Математичне моделювання в задачах гідродинаміки(2024) Сиваш С. Б.; Syvash Svitlana B.Одною з ключових галузей економіки України як морської держави є суднобудування, стан якого не тільки визначає місце країни у світовому рейтингу морських держав, а й суттєво впливає на обороноздатність країни. Серед багатьох проблем суднобудівної промисловості є нестача висококваліфікованих фахівців у цій області, що напряму пов’язано з базовою підготовкою студентів інженерних спеціальностей технічних університетів. Математичній підготовці необхідно надати більше практичної спрямованості, що дозволить сформувати у здобувачів вищої освіти загальні та фахові компетентності, необхідні у подальшій практичній діяльності. Вивчення задач з практичним змістом у курсі вищої математики веде до більш глибокого розуміння як самої математичної науки, так і її місця та значення у професійній освіті майбутнього фахівця у галузі суднобудування та водної інженерії, водночас відкриваючи можливість дослідження прикладних задач суміжних дисциплін. В роботі розглянуто низку задач з практичним змістом, дослідження яких базується на методах математичного аналізу, зокрема інтегрування. Це задача на обчислення роботи, що витрачається на ізотермічне стискання газу в поршні, задача на визначення часу, протягом якого з резервуара витікає рідина за наявності пробоїни, а також задача на визначення рівня води при неперервному її притоку водночас з витіканням. Як у більшості прикладних задач природничого спектру, при їх дослідженні необхідно побудувати певну математичну модель, дослідження якої дозволяє швидко та ефективно отримати розв’язок поставленої задачі. Важливо, що вивчення таких задач не потребує від виконавця знання спеціальних дисциплін, таких як теоретична механіка, спротив матеріалів тощо. Це не тільки дозволяє молодим науковцям отримувати знання професійного спрямування, а і заохочує їх до подальшої науково-дослідницької діяльності в цьому напрямі.Документ Дослідження концептуальних та технологічних варіацій конструкцій плавучих фотоелектричних систем(2024) Ніруманд М. М.; Зайцев В. В.; Niroumand Margarita М.; Zaytsev Volodymyr V.Було проведено дослідження технологічних та конструкційних варіацій проектних та вже працюючих плавучих фотоелектричних систем за допомогою огляду документації по основним технологіям, та розроблена наукова класифікація цих систем. Мета. Мета цього дослідження – окреслення та класифікація технологічних та конструкційних варіацій в проектних та вже працюючих плавучих фотоелектричних установках за допомогою огляду документації по основним технологіям, літератури та дослідженням, присвяченим проектуванню FPV, а також надання технічних даних деяких з найбільших та найвідоміших установок. Метод. Аналіз знайдених публікацій з 2017 року, дослідження наукових статей і результатів для визначення наукових результатів, отриманих під час проведення експериментів та досліджень, і створення нових концепцій плавучих фотоелектричних установок. Результати. Згідно з аналізом будови провідних та найсучасних плавучіх сонячних установок проблема з типом несучіх конструкцій, загальною остійностю та взаємозв'язком між ними досі не вирішена. Наукова новизна. Дослідження та класифікація плавучих фотоелектричних систем проводиться вперше, на основі аналізу існуючих та проектованих систем за останні 10 років. Практична значимість. Швидкий стрибок у розвитку плавучих сонячних електростанцій потребує більш точних даних щодо раціональної конструкції плавучої установки, методу перевірки вітрових та хвильових навантажень, та окремого дослідження зв’язку між вагою та остійностю несучої конструкції.Документ Визначення головних елементів пасажирського порому для мультимодального перевезення на маршруті ''Білгород-Дністровський – Овідіополь''(2024) Морозов О. О.; Morozov Oleksii A.Мета. Визначення елементів пасажирського порому для маршруту «Білгород-Дністровський – Овідіопіль» в умовах значних коливань пасажиропотоку та обґрунтування застосування архітектурно-конструктивного типу – судна з аутригерами з модулів понтонів базовими елементами яких є пневматичні балони, для маршруту «Білгород-Дністровський – Овідіопіль». Методика. Застосовано методи теорії і проектування суден, аналізу і статистики. Результати. Використання різних типів катерів показало, що для маршруту «Білгород-Дністровський – Овідопіль» є доцільним використання мультимодальних перевезень за «загальним квитком», що визначає діапазон пасажиромісткості у 18–30 пасажирських міць. На основі отриманих даних було визначено, що застосування модулів-понтонів основним елементом яких є пневматичні балони, у конструкції порому, дозволить значно розширить експлуатаційні можливості. Наукова новизна. Вперше обґрунтовано елементи порому для маршруту «Білгород-Дністровський – Овідіопіль» та визначено тип парому з уніфікованих модулів-понтонів. Практичне значення. Досвід використання катерів які мають досить високу вартість експлуатації при значних коливаннях пасажиропотоку є не раціональним. Тому запропоновано зробити мультимодальні перевезення на маршруті «Білгород-Дністровський – Овідіопіль» за «загальним білетом». Крім того ураховано що основною задачею при проектуванні швидкісних пасажирських суден, що рухаються у перехідному режимі руху, є подолання збільшення хвилєутворення та відповідно хвильового опору або «хвильового бар’єру». Одним зі способів подолання «хвильового бар’єру» є збільшення відношення довжини до ширини при зменшенні осадки, що зменшує хвильовий опір. При цьому однокорпусне судно може не відповідати нормам остійності. Тому для порому було застосовано архітектурно-конструктивний тип – судно з аутригерами (САР) для збереження остійності. Для зменшення вартості побудови та експлуатаційних витрат проаналізовано конструкцію модуля-понтону (МП) з пневматичних балонів (ПБ), матеріалом яких є тканина з полівінілхлорида (ПВХ).Документ Розробка акумуляторного джерела живлення вантажного самохідного підводного носія(2024) Войтасик Андрій МиколайовичМета. Розробка акумуляторного джерела живлення вантажного самохідного підводного носія (ВСПН), що здатен реалізовувати дві основні підводні технології: установку обладнання у робоче положення шляхом розгортання його на морському дні, згортання обладнання шляхом його установки на ВСПН і повернення на судно-носій (СН). Методика. В рамках дослідження використано метод матеріалознавства для вибору найбільш відповідних матеріалів при досягненні бажаної ємності, тривалого терміну служби та безпеки; метод системного підходу для інтеграції акумуляторного джерела живлення в бортову систему розподілу енергоживлення, щоб забезпечити його ефективну взаємодію з іншими компонентами; метод оптимізації конструкції для покращення конструкції виробу, зокрема для досягнення оптимального співвідношення між ємністю, масою і розмірами. Результати. Проведено аналіз доцільності застосування акумуляторних елементів різних типів за критеріями мінімізації маси, габаритних розмірів та вартості. На базі використання літій-іонних елементів, системи контролю заряджання/розряджання та запропонованої структурної і електричної схем з’єднання, розроблено акумуляторне джерело живлення ВСПН з постійною напругою 600 В, ємністю 60 А∙год. Функціонування бортової системи розподілу енергоживлення ВСПН забезпечується використанням окремих перетворювачів енергії інверторного та конверторного типу. Наукова новизна. Впровадження акумуляторного джерела живлення на борту ВСПН дозволяє застосувати оптичний кабель-трос (КТ) замість КТ з електричними провідниками, що призводить до суттєвого зменшення негативного гідродинамічного впливу підводного середовища на ходові якості підводного носія при глибинах занурення більше 100 м. До складу бортових споживачів енергоживлення ВСПН входять: бортовий комп’ютер, відеосистема, навігаційна система, гідроакустична система, рушійно-стерновий комплекс, баластно-вирівнююча система, акумуляторне джерело живлення та решта обладнання, в тому числі і начіпне. Практична значимість. Розроблено структурну та електричну схеми з’єднань ВСПН, що передбачає поділ бортових споживачів електроенергії на групи номіналом 12, 15, 24, 27, 48 та 600 В постійної напруги. В якості перетворювачів електроенергії використовуються AC/DC інвертори та DC/DC конвертори. Застосування акумуляторного джерела живлення ВСПН зібраного на літій-іонних елементах гарантує автономність роботи протягом 2 год при реалізації двох основних підводних технологій: установки обладнання у робоче положення шляхом розгортання його на морському дні, згортання обладнання шляхом його установки на ВСПН і повернення на СН.Документ Розробка електропривода транспортувальної платформи(2024) Войтасик Андрій МиколайовичМета. Розробка та проектування електропривода транспортувальної платформи, яка забезпечує переміщення вантажів масою до 1,5 т вздовж виробничої лінії. Методика. В рамках дослідження використано метод комплексного моделювання для побудови 3D моделей конструкції електроприводної транспортувальної платформи та всього виконавчого обладнання, яке запропоновано застосувати у його складі; метод емпіричного опису технологічних процесів для обґрунтування та пояснення особливостей організації передачі обертових моментів при роботі привода; метод проведення експерименту для засвідчення функціональних можливостей виробу. Результати. На базі використання мотор-редуктора, гальм, перетворювача частоти, шафи поста керування, струмознімача та запропонованої 3D моделі конструкції виробу, розроблено електропривод транспортувальної платформи з метою подальшої експлуатації виробу для переміщення вантажів по виробничій лінії, що надходять в роботизований зварювальний цех. Функціонування виробу забезпечується застосуванням замкненої системи частотно-струмового керування виконавчим асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором. Наукова новизна. Отримав подальший розвиток принцип автоматизованого керування пов’язаний з використанням перетворювача частоти для керування виконавчим мотор-редуктором транспортувальної платформи вантажопідйомністю 1,5 т, що дозволяє досягти покращень у стабільності та ефективності транспортування тропривод змінного струму напругою 380 В з частотою мережі 50 Гц використовує ланцюгову передачу обертового моменту від мотор-редуктора до ведучої осі колісної платформи і здатен забезпечити її швидкість руху у 0,5 м/с. Практична значимість. Розроблена транспортувальна платформа спроектована на колісній базі і містить: мотор-редуктор; гальма; перетворювач частоти; шафу поста керування та струмознімач. Використання перетворювача частоти та частотно-струмової системи керування забезпечує гнучкість в налаштуванні швидкості і напрямку руху платформи, що дозволяє налаштовувати її роботу під потреби виробничого процесу. Застосування електроприводної транспортувальної платформи дозволяє здійснювати плавне і точне керування переміщенням вантажів масою до 1,5 т виробничою лінією, що необхідно для досягнення високої якості автоматизованих зварювальних процесів, зменшення збоїв у виробництві і підвищення загальної продуктивності.