Academic literature on the topic 'Фізичне та математичне моделювання'

Проведено огляд досліджень у галузі моделювання процесів у металі під час термообробки та обробки металу тиском та вплив обробки на фізико-механічні властивості сталі з хімічним складом 0,59%С, 0,31% Si, 0,73%Mn. Розроблено математичну модель розрахунку фізико-механічних властивостей сталі в процесі гарячої пластичної деформації. В результаті моделювання були отримані функції: величина деформації в напрямку прикладеної сили, поділена на початкову довжину матеріалу. Отримано коефіцієнт подовження матеріалу з фактичним хімічним складом при температурі 1250±10°С, яка склав 0,32. При порівнянні значень навантаження, що було застосовано при ГПД в лабораторних умовах і отримано в результаті розрахунків з використанням розробленої моделі встановлено, що вони мають близькі значення ~ 45 МПа. Цим підтверджується адекватність отриманої моделі.

Анотація. У статті розглянуто підходи до формування індивідуальної фізичної культури учнівської молоді в процесі фізичного виховання. Мета. Визначити фактори впливу на формування індивідуальної фізичної культури учнівської молоді в процесі фізичного виховання. Методи. Теоретичні (аналіз, порівняння, узагальнення, систематизація, теоретичне моделювання); педагогічні (спостереження, експеримент із застосуванням інструментальних методів); соціологічні (неформалізовані бесіди, опитування, анкетування); методи математичної статистики. Результати. У ході теоретичного аналізу літературних джерел визначено компоненти індивідуальної фізичної культури, які характеризують процесуальну і результативну діяльність особистості. Розуміння індивідуальної фізичної культури базується більшою мірою на практичному досвіді, ніж на теоретичних знаннях. Виявлено, що тільки юнаки та дівчата, які навчаються у спортивному коледжі, мають достатній рівень фізкультурної освіти. В основі потребо-мотиваційної сфери фізичної культури і спорту юнаків і дівчат, які займаються та не займаються спортом, існують як спільні, так суттєво відмітні пріоритети. Підтверджено вплив факторів зовнішнього середовища на формування індивідуальної фізичної культури особистості під час визначення мотивів, інтересів у заняттях спортом. Розгляд в людині фізичного як особистого може бути одним із способів залучення молоді до формування цінностей фізичної культури і спорту та включення індивідуальної фізичної культури до спектру загальної культури людини. Ключові слова: учнівська молодь, індивідуальна фізична культура, фізична підготовленість, фізичне здоров’я, самооцінка.

Охарактеризовано міграційні процеси забруднювальних речовин в аграрних ландшафтах вугледобувних регіонів, кількісну оцінку ступеня забруднення ґрунтів і його впливу на біопродуктивність ландшафтів та якість сільськогосподарської продукції. Проаналізовано космічні знімки, здійснено моніторинг процесів водної ерозії, фізичне моделювання вітрової ерозії відвальної породи, математичне моделювання, застосовано емісійний спектральний та інші методи хімічного аналізу ґрунтів та рослинної продукції. Внаслідок проведення дослідження отримано кількісні показники винесення відвальної породи внаслідок водної та вітрової ерозії, встановлено закономірності відкладення частинок відвальної породи залежно від відстані до відвалу. Доведено, що породні відвали вугільних шахт є джерелами надходження в агроландшафти надмірної кількості забруднювальних речовин, що спричиняють несприятливу екологічну ситуацію внаслідок забруднення ґрунтів і рослинної продукції важкими металами. Показано, що для отримання просторового розподілу ступеня забруднення ґрунтів потрібно використовувати геосистемний підхід. Розглянуто теоретичні та практичні підходи до застосування геосистемного аналізу до процесів міграції і розсіювання забруднювальних речовин у ландшафті. Зроблено аналіз парагенетичних геосистем териконових ландшафтів Донбасу. Запропоновано показники для оцінення умов розсіювання речовин, що надходять з відвалів. Доведено, що геосистемний підхід із використанням цих показників дає змогу виявити найбільш небезпечні щодо забруднення ділянки ландшафту.

Прогнозування динаміки пульсу та артеріального тиску під дією фізичного навантаження є ключовим завданням при плануванні процесу реабілітації пацієнта після перенесених серцево-судинних подій, і, в першу чергу, інфаркту міокарда. На сьогоднішній день її розв'язують емпірично, однак, розроблення адекватної математичної моделі прогнозування основних гемодинамічних показників дозволила б уникнути суб'єктивізму оцінок і підвищити надійність прогнозу, безпеку та ефективність реабілітаційної технології. З метою формування судження про зміну стану пацієнта під дією фізичного навантаження в процесі реабілітації реалізовано систему моделювання рівнів пульсу та артеріального тиску за допомогою пакету прикладних програм для математичного моделювання. Її основними підсистемами є обробка та ідентифікація даних, формування прогнозних даних. Для перевірки адекватності побудованої моделі використано засіб перевірки толерантності до фізичного навантаження. Отримані результати свідчать про адекватність побудованої математичної моделі для аналізованого етапу процесу реабілітації. Максимальний рівень похибок за весь період спостереження склав 9,5 % щодо пульсу та 5,2 % щодо артеріального тиску. Отже, розроблена математична модель динаміки пульсу та артеріального тиску під дією фізичного навантаження в підгостру фазу реабілітації дозволяє прогнозувати реакцію організму на дозоване фізичне навантаження. Метод ідентифікації сукупності диференціальних рівнянь, що моделюють таку динаміку під дією фізичного навантаження на основі модифікованого градієнтного методу Левенберга-Марквадта, доповненого процедурою вибору початкових значень коефіцієнтів, підтверджує адекватність розробленої математичної моделі.

У різних стилях бойових мистецтв широко використовуються захисні засоби. Серед них можна перелічити такі як: захист для голені, шолом, захист кисті руки, протиударний жилет та інші. Однак ці засоби не можна назвати повністю досконалими, тому що навіть з ними спортсмени отримують травми. Отже засоби захисту спортсмена потребують удосконалення. Наприклад, жилети які виробляють для захисту від ударів у корпус людини, виробляють повність із твердого матеріалу, наприклад, товстий підшарок із паралону. Але така модель захисту не дозволяє розподілити енергію, яка виробляється під час удару по всій поверхні корпусу. Тобто удар приходиться на якусь окрему ділянку корпусу, куди вдарили спортсмена. В нашій роботі ми запропонували іншу модель захисного жилету, яка дозволяє розподілити енергію від удару на весь корпус, а отже зменшити больові відчуття і травми під час бою. Основна ідея нашого захисного жилету полягає у тому, що всередині нього існує повітряний прошарок. У результаті цього під час удару енергія розподіляється рівномірно по всьому корпусу. Метою роботи є створення математичної моделі, яка описує фізичні процеси, що відбуваються під час удару в захисний жилет з повітрям всередині. Завдання роботи: порівняти ці процеси з процесами, що відбуваються у звичайному захисному безповітряному жилеті. На основі отриманих результатів математичного моделювання динаміки ударів у жилетах двох різних типів, робиться висновок, що запропонована модель жилету з повітрям всередині розподіляє енергію вдвічі краще, ніж звичайний безповітряний аналог. Завдяки повітрю всередині, енергія від удару передається частинками у більшому об’єм у жилеті, і таким чином зменшується навантаження на місце удару. Тому запропонована модель жилета може бути рекомендована для використання в різних видах єдиноборств як більш ефективний аналог звичайного жилета. У майбутньому можна вдосконалити математичну модель, використовуючи симетрію щодо точки удару, якщо вона відбувається в центрі жилета, що значно скоротить час обчислень на комп’ютері та збільшить адекватність. Крім того, аби математична модель краще відповідала дійсності, буде корисно розробити тривимірну модель жилета.

Запропоновано математичну модель тривалості пресування стружкового пакета, яка поєднує фізичні властивості складових компонентів стружкового пакета, готової стружкової плити та параметри режиму пресування. На основі математичної моделі розраховано тривалість пресування стружкових плит із деревинної та солом’яної стружки залежно від температури плит преса, вологості стружкового пакета, щільності й товщини готових плит. Встановлено, що тривалість пресування солом’яного стружкового пакета є більшою в межах однієї хвилини від тривалості пресування деревинного пакета. Різниця між тривалістю пресування солом’яного і деревинного стружкових пакетів збільшується у разі зниження температури пресування, підвищення щільності й товщини плити та вологості (до 16%) стружкового пакета. За вологості стружкового пакета більше 16% вона змінюється несуттєво.

This paper presents the results of mathematical and physical modeling of the interaction of waves with the wave chamber on cylindrical supports and the upper part in the form of a permeable waterfront. On the basis of the diffraction model the mathematical modeling of refraction and transformation of waves near the structure is carried out. In the presence of a structure, the transformation of waves is co-accompanied by the phenomena of wave destruction at the edges of the structure and the partial reflection of residual waves from the walls of the protective front. Reflection phenomena cause changes in wave heights along the front of the structure. The results of experimental data are given, which showed that the structure with such a construction is resistant to waves, large soil erosion was not observed.

Витрата палива є комплексним показником, який характеризує ефективність використання транспортного засобу, енергетичне досконалість конструкції автомобіля, рівень технічного стану машини, різноманітність умов експлуатації. Зміна технічного стану вузлів і систем автомобіля призводить до підвищених втрат енергії, що в підсумку збільшує витрату палива і знижує потужність автомобіля. Якщо проводити контроль втрат енергії в кожному агрегаті автомобіля, то по витраті палива можна діагностувати не тільки загальний стан автомобіля, а й локалізувати несправність по агрегатам. Загальна оцінка технічного стану автомобіля може виконуватися по експериментально-розрахунковим даними витрати палива. Індивідуальна оцінка технічного стану агрегатів також може оцінюватися по приватних ККД і індикаторного витраті палива. Метою роботи є подальше вдосконалення методики та розробка алгоритму діагностування технічного стану автомобіля зі зміни індикаторного витрати палива і ККД автомобіля. Для вирішення цієї мети були запропоновані математичні залежності та алгоритм розрахунку витрати палива та коефіцієнтів корисної дії автомобіля по агрегатам (індикаторний і механічний двигуна, трансмісії і підвіски автомобіля). З використанням моделювання можна вирішити такі завдання діагностики: - оцінити якість функціонування автомобіля; - видати рекомендації по видам і обсягам профілактичного обслуговування і ремонту для даного автомобіля; - розробити раціональні варіанти застосування діагностичних приладів і обладнання для різних вузлів і систем автомобіля, при моделюванні їх функціонування. Стосовно до автомобілів може здійснюватися фізичне моделювання при визначенні (нормуванні) витрати палива, токсичності ОГ, ККД автомобіля, коефіцієнта опору коченню і зчеплення з дорогою, ефективності гальмівних систем, плавності ходу і ін. Результати моделювання витрати палива з використанням пропонованої математичної моделі, в залежності від гальмівного моменту стенду, з певним ступенем точності збігаються з результатами дорожніх і стендових випробувань автомобіля на різних режимах руху Для забезпечення відповідності режимів випробувань автомобілів реальним необхідно, з використанням отриманих результатів, підбирати навантажувальні режими стендового діагностування так, щоб вони максимально відповідали дорожнім умовам.

У роботі наведені результати досліджень напружень в точці рухомої рідини. Напруження розподілені на гідростатичну і гідродинамічну складові. Гідростатична складова напружень підпорядковується певній закономірності. На основі цього записано закон розподілу гідростатичної складової напружень в точці рухомої рідини. Згідно отриманого закону подана геометрична інтерпретація залежності розподілу гідростатичної складової напружень. Дослідження показали, що результат отриманий в класичному підході по розрахунку гідродинамічного тиску в точці рухомої рідини для коротких каналів, дроселів, щилин відрізняється від результату який показує практика. Тому запропоновано уточнення в розрахунку, завдяки якому досягається більш точний результат. Запропонований підхід можна використовувати при розрахунку гідродинамічного тиску в точці рухомої рідини для коротких каналів, дроселів, щілин для отримання результатів, що є більш близькими до значень, які показують експериментальні результати

Робота присвячена математичним, комп’ютерним моделям з використанням програмного пакету MathCad для проведення імітаційних, віртуальних лабораторних робіт. Методи математичного, комп’ютерного моделювання різноманітних явищ та процесів знаходять все більш широке застосування у різних галузях науки і розробка математичних моделей для проведення імітаційних лабораторних робіт з дисциплін «Фізика», «Теоретична механіка» та «Фізичні основи сучасних комп’ютерних технологій» є актуальною.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 − процеси та обладнання хімічної технології (16 – хімічна та біоінженерія). ˗ Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2020 р. Аналіз сучасних технологій підвищення видобутку вуглеводнів виявив, що найбільш ефективними та перспективними є методи, які комплексно впливають на продуктивний горизонт, поєднуючи ефективні тепловий, хімічний та механічний впливи на продуктивний горизонт. Однією з найбільш перспективних технологій інтегрованої дії на пласт є технологія комплексного водневого термобарохімічного впливу (КВТБХВ), хіміко-технологічний процес (ХТП) якої ґрунтується на ефекті водневої активації процесів дифузії та фільтрації флюїду в пористому середовищі гірської породи продуктивного горизонту під час протікання складної екзотермічної реакції в свердловині. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності хіміко-технологічного процесу КВТБХВ, зокрема його водневих стадій, шляхом фізичного та математичного моделювання. Для дослідження кінетики термобарохімічних процесів та фізичного моделювання комплексного впливу, в тому числі водневого, на зміну фільтраційно-ємнісних характеристик та проникності гірської породи створено експериментальний комплекс, який дозволяє відтворювати технологічні особливості здійснення хіміко-технологічного процесу технології КВТБХВ. Комплекс забезпечує його протікання в умовах, максимально наближених до реальних пластових, дає можливість не тільки досліджувати кінетику складної гетерогенної хімічної реакції під час перебігу ХТП, але й визначати термобаричний та хімічний впливи рідких та газоподібних продуктів реакції горючо-окислювальних складів і гідрореагуючих речовин (ГОС-ГРР), в тому числі водню, на зміну фільтраційних характеристик кернів гірської породи. Розроблено методику проведення експериментальних досліджень кінетики ХТП, яка ґрунтується на послідовному змішуванні в реакторі двох технологічних рідин, вимірюванні та фіксації основних параметрів протікання термобарохімічного процесу та відтворює його максимально близько до реального, який відбувається в свердловині. Аналіз одержаних експериментальних графічних залежностей основних параметрів кінетики ХТП, утвореного технологічними рідинами з базовим хімічним складом, дозволив зробити висновки про неефективність його водневих стадій ХТП та необхідність проведення подальших досліджень для вирішення цієї проблеми. Запропоновано методи впливу на характер протікання багатостадійного ХТП термобарохімічного впливу, зокрема його водневих стадій. Тривалість низькотемпературної стадії досягнуто за рахунок використання в складі базової системи ГОС–ГРР суміші до 50 % пасивованих гранул від загальної кількості нітрату амонію. Визначено основні типи швидкореагуючих ГРР на основі лужних металів алюмінію та натрію. Зважаючи на високу хімічну активність цих ГРР, запропоновано та опрацьовано методи їх практичного застосування з використанням захисних оболонок. Експериментально доведено, що додавання до базових технологічних рідин гідрореагуючих речовин на основі алюмінію та натрію дозволяє на низькотемпературній стадії процесу генерувати водень, який виступає як активатор дифузії та фільтрації флюїду в гірській породі, а використання як активатора процесу горіння синтезованого за удосконаленою технологією полімерного нітрилу параціану в кількості 0,7-0,95 %, дозволяє підвищити температуру та тривалість протікання високотемпературної стадії ХТП до рівня, на якому при наявності активованого водню відбуваються процеси часткового гідрокрекінгу важких вуглеводнів безпосередньо в пласті. Відновлено технологічну лінію з синтезу параціану з аміду щавлевої кислоти, визначено параметри його синтезу, які забезпечують покращення показників хімічної чистоти та питомої кількості кінцевого продукту. Удосконалено технологічний регламент синтезу. Розроблено методику оцінки ефективності ХТП, яку засновано на визначенні впливу різних за характером протікання ХТП технології КВТБХВ на відновлення проникності та фільтраційно-ємнісних характеристик закольматованих природних кернів, використання якої дозволяє визначати найбільш ефективний за характером протікання хіміко-технологічний процес для використання на свердловинах, у яких з різних причин зменшилася продуктивність. На створеному експериментальному комплексі в умовах, наближених до пластових, здійснена обробка попередньо закольматованих стійкою до руйнування водонафтовою емульсією кернів рідкими та газоподібними продуктами реакцій, що утворюються в реакторі під час різних за характером протікання ХТП. Експериментально встановлено, що ХТП КВТБХВ з активацією полімерним нітрилом параціану та ГРР на основі алюмінію та натрію є найефективнішим оскільки коефіцієнт відновлення проникності обробленого керну за зазначеним ХТП склав 1,05, що свідчить не лише про відновлення проникності, але й про її збільшення в порівнянні з початковою. Розроблені методи та методики можуть використовуватися для покращення керованості водневих стадій ХТП та визначення ефективності впровадження технології КВТБХВ на свердловинах з різними конструктивними та геолого-технічними характеристиками, а також причинами зменшення продуктивності. З метою подальшого підвищення ефективності впровадження технології запропоновано методику удосконалення якості комп’ютерного 3D моделювання КВТБХВ. Модель ґрунтується на розв’язанні системи рівнянь Нав’є-Стокса, яку описують закони збереження імпульсу, маси та енергії, що дає змогу описувати складні задачі фільтрації, в тому числі моделювати процес КВТБХВ на реальних об’єктах. Закон збереження імпульсу в задачах фільтрації залежно від характеру фільтрації представлено у вигляді законів Дарсі, Форхгеймера та Дарсі з урахуванням дифузії (закон Фіка). В усі рівняння системи, які описують закони фільтрації, входять коефіцієнти проникності. На відміну від більшості задач фільтрації, в яких коефіцієнти проникності є константами, створено методику уточнення комп’ютерної 3D моделі процесу водневого термобарохімічного впливу на продуктивні горизонти свердловин, в якій в математичній моделі ураховуються результати експериментальних досліджень нестаціонарного процесу відновлення проникності гірської породи внаслідок комплексного водневого термобарохімічного впливу. В математичну модель фільтрації замість розрахункових значень або констант проникності додається функція зміни коефіцієнта відновлення проникності від відносного об’єму продуктів реакції ХТП. Експериментальна верифікація удосконаленої комп’ютерної моделі, яка здійснювалася шляхом проведення порівняльного аналізу результатів чисельного моделювання процесу фільтрації продуктів реакції на водневих стадіях КВТБХВ та результатів експериментальних досліджень, проведених на реальних кернах гірської породи, підтвердила суттєве підвищення точності моделювання. Використання удосконаленої й верифікованої моделі дозволяє з високою точністю описувати протікання фільтраційно-дифузійних та тепломасообмінних процесів реальних ХТП під час обробки продуктивних пластів, дає можливість робити прогнозні оцінки щодо результатів обробки. Удосконалену математичну модель покладено в основу комп’ютерної 3D моделі для постадійного комп’ютерного моделювання КВТБХВ з урахуванням кінетики ХТП. Такий підхід набув особливої актуальності за умов, коли завдяки розробленим методам з’явилася можливість керування стадіями, особливо водневими, за тривалістю та температурними рівнями. Розроблено алгоритм підготовки до імплементації технології з урахуванням результатів фізичного й математичного моделювання. Розроблений алгоритм дозволяє визначати кількісні та якісні показники хімічних складів робочих технологічних рідин, які впливають на характер протікання ХТП КВТБХВ, особливо його водневих стадій, та необхідні для створення дизайну обробки кожної окремої свердловини з урахуванням її індивідуальних конструктивних та геолого-технічних характеристик та причин кольматації. За розробленим алгоритмом створено дизайни обробок, за якими виконано дослідно-промислові впровадження технології на свердловинах України, Індії, Грузії та Туреччини. Результати підтвердили високу ефективність удосконалених та використаних ХТП як у вертикальних, так і у горизонтальних свердловинах.
The thesis for scientific Degree of the Candidate of Technical Sciences in the specialty 05.17.08 – Processes & Equipment of Chemical Technology (16 – Сhemical and bioengineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2020. Analysis of modern technologies for increasing the production of hydrocarbons has shown that the most effective and promising techniques are those that have an integral effect on the production horizon by combining effective thermal, chemical and mechanical actions. One of the most promising technologies with an integral effect on the reservoir is that of complex hydrogen thermobaric-chemical effect (CHTBCE). Its chemical-technological process (CTP) is based on the effect of hydrogen activation of the processes of diffusion and fluid filtration in the rock porous medium of the production horizon during the complex exothermal reaction in the well. The objective of the dissertation is to improve the effectiveness of the IHTBCA chemical-technological process, in particular, its hydrogen stages by using physical and mathematical simulation. An experimental complex was developed to study the kinetics of thermobaric processes, and for physical simulation of the integral action, including the hydrogen one, on the alteration of rock porosity-permeability properties. The complex recreates the technological features of the chemical-technological process of the CHTBCE technology. The complex ensures its flow in conditions most closely approximating actual reservoir ones. It helps study not only the kinetics of the complex heterogeneous chemical reaction during CTP flow, but also allows determining the thermobaric and chemical effect of liquid and gaseous products of the reactions of combustible-oxidation compositions and hydroreacting substances (COC-HRS), including hydrogen, on the change of the filtration properties of rock core samples. A technique was developed for experimental research into CTP kinetics. It is based on mixing two process fluids in sequence in a reactor, and measuring and registering the basic parameters of the thermobaric-chemical process to recreate it most closely to the actual one in the well. Analysis of the experimental graphs of the key kinetic parameters of the CTP created by the process fluids with the basic chemical composition demonstrated the ineffectiveness of the CTP’s hydrogen stages and the need to conduct follow-up research to solve this problem. Techniques were suggested for influencing the character of the flow of the multistage CTP thermobaric-chemical action, in particular, its hydrogen stages. The continuance of the low-temperature stage was achieved by using a mixture of up to 50 % of passivated granules of the total amount of ammonium nitrate in the base COC-HRS system. The main types of fast-reacting HRS based on alkali metals, aluminium and sodium were determined. With account of the high chemical activity of these HRS, methods were suggested and developed for their practical application with the use of protective sheaths. Experiments confirmed that adding hydroreacting substances based on aluminium and sodium to basic process fluids produces hydrogen at the low-temperature stage of the process. This hydrogen acts as an activator of diffusion and filtration of the fluid in the rock. Using 0,7-0,95 % of polymer nitrile paracyanogen synthesised by a refined technology as an activator of the combustion process increases the temperature and duration of the flow of the high-temperature CTP stage to a level at which, with the presence of activated hydrogen, partial hydrocracking of heavy hydrocarbons occurs directly in the reservoir. A process line was restored for synthesis of paracyanogen from oxamide. Parameters of its synthesis were found that ensure the improvement of the chemical purity and specific amount of the final product. The synthesis process regulations were refined. A CTP effectiveness assessment method was developed. It is based on determining the impact of CHTBCE technologies with different CTP flow on the recovery of porosity and permeability properties of colmataged natural rock core samples. This method helps determine the most effective chemical-technological process for usage in wells whose productivity has dropped due to different reasons. In conditions close to reservoir ones, the experimental complex developed was used to treat core samples, preliminarily colmataged with a decompositionresistant water-petroleum emulsion, with liquid and gaseous reaction products formed in the reactor with different CTP flow profiles. Experiments established that the CHTBCE CTP, with activation by the polymer nitrile paracyanogen and HRS based on aluminium and sodium, is most effective because the return permeability of the treated core for the specific CTP was 1,05. This is indicative not only of permeability recovery, but also of its increase as compared to the initial one. The developed methods and techniques can be used for improving the controllability of CTP hydrogen stages. They can also be used for determining the effectiveness of introducing the CHTBCE technology at wells with different structural and geological-engineering characteristics, and for identifying the causes of production decrease. To increase technology introduction effectiveness, a method was suggested for refining the quality of computer 3D CHTBCE simulation. The model is based on solving a system of Navier-Stokes equations that describe the laws of conservation of momentum, mass and energy. This helps describe complex filtration problems and enables simulating the CHTBCE process in actual objects. The law of conservation of momentum in filtration problems, depending on the character of filtration, is presented as the Darcy law, the Forchheimer law and the Darcy law with account of diffusion (Fick’s law). All the equations of the system that describe filtration laws include the permeability coefficient. In contrast to the majority of filtration problems, in which permeability coefficients are constants, a technique was developed for refining the 3D computer model of the process of hydrogen thermobaric-chemical action on the well production horizons. The mathematical model accounts for the results of experimental research into the unsteady process of recovery of rock permeability due to the integral hydrogen thermobaric-chemical action. The computational values or the permeability constants in the mathematical model of filtration are replaced with the return permeability change function depending on the relative volume of CTP reaction products. The refined computer model was verified experimentally by comparative analysis of the following: the results of numerical simulation of the reaction products filtration process at the CHTBCE hydrogen stages; and the results of experimental research conducted with actual rock cores. The verification confirmed a significant increase in simulation accuracy. The refined and verified model describes with high accuracy the flow of filtration-diffusion and heat-andmass transfer processes in the actual CTP during the treatment of production formations, and helps estimating treatment results. The refined mathematical model served as the basis of the computer 3D model for stepwise CHTBCE computer simulation with account of CTP kinetics. Such an approach became especially relevant under the condition when, owing to the developed methods, it became possible to control the stages, especially the hydrogen ones, for duration and temperatures. A procedure was developed for preparing to implement the technology with account of physical and mathematical simulation results. The developed procedure enables determining the quantitative and qualitative indicators of the chemical compositions of process fluids that affect the CHTBCE CTP flow, especially those of its hydrogen stages, and the treatment designs required the treatment of each well with account of its individual structural and geological-engineering characteristics and colmatation causes. The developed procedure was applied to creating the treatment design used for pilot industrial implementation of the technology on wells in Ukraine, India, Georgia, and Turkey. The results have confirmed the high effectiveness of the refined and used CTP in both vertical and horizontal wells.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.13.03 «Системи та процеси керування» (151 – Автоматизація та комп’ютерно інтегровані технології) – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено аналізу систем керування розподіленими тепловими об’єктами, визначенню їх недоліків для розробки нових енергоефективних методів керування теплопостачанням адміністративних та офісних будівель з використанням систем з прогнозуванням. Розглянуто проблеми розробки енергозберігаючого керування тепловими об’єктами. Проаналізовано розподілені теплові об’єкти. Проведено класифікацію теплових об’єктів керування залежно від кількості використовуваних видів енергоносіїв, структури, режиму роботи опалювального обладнання. Досліджено існуючі методи синтезу систем керування розподіленими тепловими об’єктами та систем керування тепловою енергією. Розглянуто основні чинники, які впливають на температуру в приміщенні. Проаналізовано регулятори з прогнозуванням. Досліджено існуючі тенденції розвитку методів енергозберігаючого керування, які застосовуються у системах теплопостачання. Встановлено, що існуючі регулятори температури з прогнозуванням підтримують температуру в приміщенні в діапазоні від +19 °C до +22 °C з точністю ± 1 °C. Також встановлено, що регулятори, основані на погодозалежному, ПІД- та двопозиційному законах керування, скорочують витрати на енергоспоживання на 15%, а використання регуляторів з прогнозуванням зменшує енергоспоживання на 25–35%. Обґрунтовано перспективність розробки енергозберігаючих методів керування розподіленими тепловими об’єктами з прогнозуванням. Проведено аналіз поведінки розподілених теплових об’єктів керування, їх властивостей. Сформульовано вимоги до синтезу енергозберігаючих законів керування тепловими об’єктами. Визначено область досяжності, початкові і граничні умови при початковій стадії дослідження і моделювання об’єкта для знаходження ефективного рішення. Теоретично обґрунтовані передумови і обмеження для розробки методів енергозберігаючого керування. Проведено класифікацію регуляторів для керування розподіленими тепловими об’єктами в залежності від величини відношення часу транспортного запізнення до часу перехідних процесів. Розроблено алгоритм розв’язання задачі розрахунку розподілення тепла всередині офісного приміщення за допомогою моделі в середовищі ANSYS. Розроблено методику поділу структури приміщення на n об’єктів з зосередженими параметрами з однаковими властивостями простору. Розглянуті основні проблеми керування розподіленими тепловими об’єктами. Набув подальшого розвитку метод керування тепловим об’єктом з розподіленими параметрами за допомогою ступінчастої функції. Розроблено формули, які дозволяють перейти від керування об’єктом з зосередженими параметрами до керування об’єктом з розподіленими параметрами. Розроблено спосіб програмного керування тепловим об’єктом з розподіленими параметрами за допомогою широтно-імпульсної модуляції та прогнозуючого фільтра, де вектор цільової функції формується з помилки керування в поточний момент часу і прогнозованої помилки неузгодженості, що визначається як різниця між заданою температурою і температурою моделі регулятора. Розроблено мікроконтролерну систему керування теплопостачанням, яка складається з підсистеми збору інформації, підсистеми видачі керуючого впливу, центрального обчислювача та пульту керування. Встановлено, що для діагностування несправностей підсистеми збору інформації та видачі керуючого впливу повинні бути замкнуті в кільце. Розроблено алгоритми діагностики справності ліній даних, керування температурою об’єкта та реєстрації перехідних характеристик об'єкта керування. Встановлено, що реалізацію керуючого впливу у вигляді ступінчастої функції можна здійснювати за допомогою паралельного з’єднання нагрівачів різних потужностей. Запропоновано перейти до керування тепловим об’єктом за допомогою широтно-імпульсної модуляції, при якому регулюючий елемент працює в ключовому режимі через наявність недоліків у реалізації керуючого впливу у вигляді ступінчастої функції. На основі вимірів на реальному об’єкті побудована повна тривимірна модель приміщення з урахуванням зовнішніх обводів і точної внутрішньої геометрії. Побудована об’ємна розрахункова сітка з гексаедрів. Задані граничні умови з урахуванням системи опалення, системи вентиляції повітря, теплопровідності стін, температури зовнішнього повітря. Отримано перехідні криві впливу зовнішньої температури, вентиляції з температурою повітря, що дорівнює 20 °C, нагрівача потужністю 1.75 кВт на температуру в приміщенні. Створено програму-макрос (udf файл) на мові С у середовищі ANSYS для проведення експерименту. Задані умови для проведення моделювання: зовнішня температура змінюється від мінус 7 °С до + 5 °С, залежно від часу доби, початкова температура повітря в приміщенні + 18 °С, швидкість приточної та витяжної вентиляції 0.018 кг / с, температура приточної вентиляції + 20 °С. Проведено експеримент з підтримання заданого добового температурного режиму в приміщенні: з 00:00 до 08:00 + 10 °С, з 09:00 до 17:00 + 18 °С, з 18:00 до 00:00 + 15 °С. Порівняно розроблений метод ШІМ-регулювання з прогнозуванням з найбільш поширеними: двопозиційним регулюванням з гістерезисом ± 2 ° C, двопозиційним регулюванням без гістерезису і ПІД-регулюванням. За результатами моделювання встановлено, що найвищу точність показав метод ШІМ-регулювання з прогнозуванням. Найменш ефективним виявився метод двопозиційного регулювання з гістерезисом, рівним ± 2 ° C, який завдяки наявності інерції теплового об’єкта перевищив задану температуру в приміщенні. Отримано сумарний час роботи нагрівача протягом доби. Методи регулювання температурою за допомогою ПІД регулятора і регулятора з прогнозуванням показали приблизно однаковий час роботи нагрівача (39.89% проти 39.24%). Відповідно до місячної вартості за 1 кВт електроенергії, загального часу роботи нагрівача, потужності обчислено витрати на опалення для приміщень з однозмінним режимом роботи без вихідних для добового та місячного режимів. Встановлено, що відмова від безперервної роботи нагрівача і застосування регулятора з прогнозуванням дозволить зменшити час роботи опалювального обладнання на 56%: з 24-х до 10.5 год. За результатами моделювання побудовано температурні зони приміщення, які дають вихідну інформацію, в яких точках приміщення необхідно розташовувати датчики температури. Для експериментальних досліджень об’єктами керування обрано порожнистий сталевий стержень з розмірами: довжина 35.5 см, зовнішній діаметр 3.2 см, внутрішній діаметр 2.8 см, з намотаним на одному кінці нагрівачем довжиною 8.2 см від початку труби опором 19 Ом, і стерилізатор ГП-80. Для здійснення натурного експерименту зібрано експериментальну установку на базі мікроконтролера ATMega16, використано датчики DS18B20, мікросхему пам’яті AT24C256B-PU. Написано програму керування температурою об’єкта для мікроконтролера ATMega16. Для кожного з обраних об’єктів керування отримані перехідні криві та проведено експерименти з підтримання заданих температурних умов. Результати досліджень підтвердили правильність теоретичних передумов, покладених в основу розробки апаратно-програмного комплексу, і перспективність цього напрямку. Вирішено задачу пошуку оптимального співвідношення параметрів потужності нагрівача й інтервалу прогнозування за допомогою методу найменших квадратів. Встановлено, що для зменшення помилки регулювання імпульс керуючого впливу слід виробляти на початку інтервалу програмного регулювання з урахуванням величини перерегулювання. Результати наукових досліджень впроваджені в практику проектування систем автоматичного керування тепловими об’єктами, технологічними процесами підприємства ТОВ «ВО ОВЕН» (м. Харків). Матеріали дисертації використовуються в лекційних курсах «Теорія автоматичного керування» і «Програмні засоби систем керування» на кафедрі «АіУТС» НТУ «ХПІ».
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences (PhD degree) in specialty 05.13.03 «Management systems and processes» (151 – Automation and computer-integrated technologies) National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» of Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the analysis of distributed thermal objects control using prediction systems to determine their disadvantages and development of new energy-efficient heat control methods for administrative and office buildings. The problems of thermal objects energy-saving control development are considered. Distributed thermal objects are analyzed. The author suggests a classification of thermal objects according to the number of used energy sources, structure, working mode of the heating equipment. Existing synthesis methods of control systems for distributed thermal objects and thermal energy control systems are investigated. The main factors affecting temperature in premises are considered. The regulators with prediction are analyzed. The existing tendencies in the development of energy saving control methods applied in heat supply systems are explored. It has been found that existing temperature controllers with prediction maintain temperature in the premises in the range from +19 °C to +22 °C with accuracy ± 1 °C. It has also been demonstrated that regulators based on weather-dependent, PID-, on–off control laws reduce energy consumption by 15%, using regulators with prediction reduces power consumption by 25-35%. Perspective of energy-saving methods control of distributed thermal objects with prediction is substantiated. The author has carried out an analysis of the behavior and properties of distributed thermal control objects. The requirements for the synthesis of energy-saving thermal objects control laws are formulated. Feasible region, initial and boundary conditions at the initial stage of research, modeling of the object for finding an effective solution have been determined. Prerequisites and constraints for the development of methods of energy saving management are theoretically justified. A classification of distributed thermal objects regulators, depending on the ratio of the transport delay time to the time of transient processes, has been carried out. The author developed an algorithm for solving the problem of calculation the heat distribution inside an office premises. A model of the room in the ANSYS environment is created. The method of dividing the structure of the premises into n objects with lumped parameters with the same properties of space is developed. The basic problems of distributed thermal objects control are considered. The control method of thermal object with distributed parameters using a step function have been further developed. Formulas that allow to refuse from an object with lumped parameters control to an object with distributed parameters control has been developed. The author developed a method of thermal object with distributed parameters control using pulse-width modulation with prediction filter, where the target function vector is formed from the control error at the current time and the predicted mismatch error, that is defined as the difference between the given temperature and the temperature of the regulator model. A microcontroller system of heat supply control, that consists of a subsystem of getting information, a subsystem of issuing control influence, central controller and control panel have been developed. It has been established that in order to identify the refusal of the subsystem of information gathering and the issuance of controlling influence, they must be closed in the circle. The algorithms of diagnosing the data linesї efficiency, controlling the temperature of the object and recording the transient characteristics of the control object are developed. It is established that the implementation of control influence in the form of a stepped function can be carried out with the help of a parallel connection of heaters of various power. It is suggested to control the temperature of a thermal object with pulse-width modulation, in which the control element operates in key mode due to the disadvantages of implementing a control effect in the form of a stepped function. On the basis of measurements on a real object, a complete three-dimensional model of the room taking into account external contours and exact internal geometry was constructed. Volumetric netting of hexahedrons was built. Boundary conditions taking into account the heating system, ventilation system, heat conductivity of walls, the temperature of the outside air were specified. Transient curves of influence on the room of external temperature, ventilation with air temperature equal to 20 °C, a 1.75 kW power heater temperature were obtained. A program macro (udf file) on C language in the ANSYS environment for the experiment was created. The conditions for the simulation: the external temperature varies from minus 7 °C to plus 5 °C, depending on the time of day, the initial air temperature in the room +18 °C, the speed of intake and exhaust ventilation 0.018 kg/s, the temperature of the intake ventilation + 20 °C were specified. An experiment to maintain a setting daily temperature mode in the room: from 00:00 to 08:00 + 10 °С, from 9:00 to 17:00 + 18 °С, from 18:00 to 00:00 + 15 ° С was conducted. Method of PWM regulation with prediction to the most common: twoposition regulation with hysteresis ± 2 ° C, two-position regulation without hysteresis and PID-regulation were compared. According to the simulation results, the PWM control with prediction the highest accuracy was exhibited. The least effective method was two-position regulation with hysteresis equal to ± 2 °C, which due to the inertia of the thermal object exceeded the given temperature in the room. The total time of the heater operation during the day is obtained. The methods of temperature control with the PID regulation and PWM with prediction control roughly the same time of operation of the heater (39.89% vs. 39.24%) were showed. According to the monthly cost of 1 kW of electricity, the total operating time of t he heater, heater power for the heating costs for rooms with one-shift operating mode without a weekend for day and month modes were calculated. It has been established that the refusal of continuous operation of the heater and using regulator with prediction will reduce the operating time of the heating equipment by 56%: from 24 to 10.5 h. According to the simulation results, the temperature modes of the premises that give the source information in which points of the room it is necessary to place the temperature sensors are obtained. For experimental studies, a hollow steel rod with dimensions: length 35.5 cm, outer diameter 3.2 cm, internal diameter 2.8 cm, wound on one end with a heater length of 8.2 cm from the beginning of the tube with a resistance of 19 Ohms, and sterilizer GP-80 were selected. For a real experiment, an experimental installation based on the ATMega16 microcontroller, sensors DS18B20, microchip memory AT24C256B-PU was used. A program of the object temperature control on the ATMega16 microcontroller is written. For each of the selected control objects transition curves were obtained and experiments of maintaining the specified temperature conditions were carried out. The correctness of the theoretical prerequisites for the development of the hardware and software complex was confirmed by the results of the research. The problem of finding the optimal ratio of heater power parameters and forecasting interval using the least squares method is solved. It was found that to reduce the control error, the control impulse pulse should be made at the beginning of the program control interval, taking into account the amount of overshoot. The results of scientific research were introduced into the practice of designing systems for automatic control of thermal objects, technological processes of the enterprise VO OWEN (Kharkiv). The materials of the dissertation are used in lecture courses "Theory of automatic control" and "Software tools of control systems" at the department automation and control systems NTU "KhPI".

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування.  Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці й удосконаленню методів енергозберігаючого керування розподіленими тепловими об’єктами для застосування в існуючих і нових системах теплопостачання. Запропоновано спосіб керування тепловими об’єктами з розподіленими параметрами з прогнозуванням, де як керуючий вплив використовується ШІМ-сигнал. Набув подальшого розвитку спосіб керування тепловими об’єктами з розподіленими параметрами з прогнозуванням, з керуючим впливом типу ступінчастої функції. Запропоновано формули, які дозволяють перейти від керування об’єктом із зосередженими параметрами до керування об’єктом з розподіленими параметрами в n точках простору, з використанням p нагрівачів. У середовищі ANSYS на основі вимірів на реальному об’єкті з використанням методу скінченних елементів побудована імітаційна модель приміщення. На цій моделі застосовано алгоритми керування температурним полем з використанням ШІМ-керування з прогнозуванням, ПІД-регулятора, двопозиційного керування та промодельована безперервна робота нагрівача. За допомогою розробленого програмно-апаратного комплексу на базі мікроконтролера AtMega 16 для обраних об’єктів керування – сталевого порожнистого стержня і камери стерилізатора – здійснено експериментальні дослідження для підтримання заданої температури за допомогою ШІМ-керування з прогнозуванням. Результати досліджень засвідчили високу ефективність роботи методу з урахуванням зовнішніх збурень і підтриманням температури з точністю не більше ± 1 % від заданого значення температури.
The thesis on Candidate Degree in Technical Sciences: Specialty 05.13.03 – management systems and processes. – National Technical University «Kharkov Polytechnic Institute», Kharkov, 2018. The thesis is devoted to the development and improvement of energy-efficient control methods of distributed thermal objects for using in heat supply systems. The thesis proposes a control method of thermal objects with distributed parameters with prediction filter, where the PWM signal is used as the control action. The method of controlling thermal objects with distributed parameters with prediction using the step function as control effect has been further developed. The paper presents a formalized description of predictive control methods that allow to control temperature of an object with distributed parameters instead of object with lumped parameters temperature control at n points with p heaters. A simulation room model based on measurements of the room and the finite element method in the ANSYS environment was constructed. Using developed predictive controller, experiments of maintaining the assigned daily temperature mode were carried out. The developed method of PWM predictive control with continuous control, two-position, PID-control was compared. Experiments of maintaining the set temperature of the steel hollow rod and the sterilizer chamber using the developed software and hardware complex, based on the microcontroller AtMega 16 and PWM with prediction control method, were carried out.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 − процеси та обладнання хімічної технології. − Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2020 р. Дисертація присвячена підвищенню ефективності хіміко-технологічного процесу комплексної водневої термобарохімічної технології інтенсифікації видобутку вуглеводнів, в основу якого покладено інтегроване використання аномальних властивостей водню як активатора процесів дифузії та фільтрації. Для дослідження кінетики термобарохімічних процесів та фізичного моделювання комплексного впливу, в тому числі водневого, на зміну фільтраційно-ємнісних характеристик та проникності гірської породи створено експериментальний комплекс, який дозволяє відтворювати технологічні особливості здійснення хіміко-технологічного процесу, забезпечує його протікання в умовах, максимально наближених до реальних пластових. Експериментально доведено, що шляхом додавання до базових технологічних рідин гідрореагуючих речовин на основі алюмінію та синтезованого за удосконаленою технологією полімерного нітрилу параціану як активатору горіння, можна впливати на характер протікання водневих стадій хіміко-технологічного процесу. Розроблено методику експериментального визначення найбільш ефективного за характером протікання хіміко-технологічного процесу для використання на свердловинах з різними причинами зменшення продуктивності. Удосконалено комп’ютерну 3D модель багатостадійного процесу водневого термобарохімічного впливу на продуктивні горизонти свердловин, в якій ураховуються результати експериментальних досліджень. Результати дослідно-промислових впроваджень технології комплексного водневого термобарохімічного впливу в Україні та закордоном підтвердили високу ефективність удосконалених та використаних хіміко-технологічних процесів.
The thesis for scientific Degree of the Candidate of Technical Sciences in the specialty 05.17.08 – Processes & Equipment of Chemical Technology. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2020. The dissertation is dedicated to solving a topical scientific-and-practical problem of increasing the effectiveness of the chemical-technological process for intensifying hydrocarbon production, which is based on an integrated usage of anomalous properties of hydrogen as an activator of diffusion and filtration processes. An experimental complex was developed to study the kinetics of thermobaric-chemical processes and for physical modelling of the integral effect, including the hydrogen one, on the change of flow properties and permeability of the rock. The complex recreates the technological features of the chemical-technological process and ensures its flow in conditions utmost close to those in real formation ones. Methods were suggested for affecting the character of flow of the multistage thermobaric-chemical process and increasing its effectiveness, in particular, its hydrogen stages. Experiments have proved that adding hydroreacting substances based on aluminium and sodium to basic process fluids helps produce hydrogen at the low-temperature stage of the process. Hydrogen acts as an activator of diffusion and filtration of the fluid in the rock. Using 0,7-0,95% of a polymer nitrile paracyanogen synthesised to a refined technology as an activator of the combustion process increases the temperature and duration of the high-temperature stage of the chemical-technological process. This is done to a level at which, with the presence of activated hydrogen, processes of partial hydrocracking of heavy hydrocarbons occur directly in the formation. A technique was developed for determining the most effective chemical-technological process for the technology of integrated hydrogen thermobaric-chemical effect. It is based on a comparative analysis of the results of action of chemical-technological processes, differing in nature, on the recovery of the permeability of colmataged rock cores. The computer 3D model of the multistage process of the hydrogen thermobaric-chemical effect on production horizons of wells was refined. Its refinement method accounted for the results of experimental study of the unsteady process of recovery of rock permeability due to the integrated hydrogen thermobaric-chemical action. The refined and verified model describes with high accuracy the flow of filtration-diffusion and heat-and-mass transfer processes in actual chemical-technological processes during the treatment of productive formations, enabling to make prognostic evaluations about treatment results. The algorithm developed for preparing to implement the technology with account of the results of physical and mathematical simulation was used in exploratory-industrial introductions of the technology at wells in Ukraine, India, Georgia, and Turkey. The results have confirmed the high effectiveness of the refined and used chemical-technological processes in both vertical and horizontal wells.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – напiвпровiдниковi перетворювачі електроенергії. − Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці високоефективних та енергозберігаючих напівпровідникових перетворювачів для застосування в нових та перспективних системах електропостачання. Розроблено напівпровідниковий перетворювач з фазовий способом керування для перспективної системи електропостачання FREEDM, який виконує аналогічні функції наявного в цій системі перетворювача і дозволяє отримати кращі енергетичні показники за рахунок зниження комутаційних втрат за допомогою м'якої комутації на основній частоті 50 Гц. Запропонований фазовий спосіб керування заснований на симетричному розладі резонансу і введенні регульованого фазового зсуву між напругами на вході силового напівпровідникового комутатора і мережі змінного струму. У дисертаційній роботі запропонована методика розрахунку основних параметрів перетворювача, проаналізовано якість його роботи, за допомогою комп'ютерного моделювання досліджено однофазна і трифазні схеми перетворювача в різних режимах роботи, а також запропоновані способи захисту від аварійних режимів. Експериментальні дослідження на фізичної моделі підтвердили достовірність теоретичних результатів.
Dissertation on competition degree of candidate of technical sciences of speсiality 05.09.12 – Semiconductor converters of electric energy. – National Technical University "Kharkov Politechnical Institute", Kharkov, 2016. Dissertation is devoted to development of high-performance and energy-saving semiconductor converters for applications in new and perspective power systems. Developed semiconductor converter with phase control method for forwardlooking FREEDM electrical system is presented. It is shown that that converter performs the same functions available in the converter of this system and allows to obtain the best energy performance by reducing switching loss using soft switching at the fundamental frequency 50 Hz. It is demonstrated that the proposed phase control method is based on the symmetric detuning of the resonance and the introduction of a controlled phase shift between the voltages at the input of the power semiconductor switch and the AC mains. In the dissertation a method of calculating the basic converter settings is proposed. The quality of his work is analyzed. With the help of computer simulations single and three phase converter circuit in different operating modes are studied. The methods of protection from emergency modes are proposed. Experimental studies on the physical model confirmed the accuracy of the theoretical results.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – напiвпровiдниковi перетворювачі електроенергії. − Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці високоефективних та енергозберігаючих напівпровідникових перетворювачів для застосування в нових та перспективних системах електропостачання. Розроблено напівпровідниковий перетворювач з фазовий способом керування для перспективної системи електропостачання FREEDM, який виконує аналогічні функції наявного в цій системі перетворювача і дозволяє отримати кращі енергетичні показники за рахунок зниження комутаційних втрат за допомогою м'якої комутації на основній частоті 50 Гц. Запропонований фазовий спосіб керування заснований на симетричному розладі резонансу і введенні регульованого фазового зсуву між напругами на вході силового напівпровідникового комутатора і мережі змінного струму. У дисертаційній роботі запропонована методика розрахунку основних параметрів перетворювача, проаналізовано якість його роботи, за допомогою комп'ютерного моделювання досліджено однофазна і трифазні схеми перетворювача в різних режимах роботи, а також запропоновані способи захисту від аварійних режимів. Експериментальні дослідження на фізичної моделі підтвердили достовірність теоретичних результатів.
Dissertation on competition degree of candidate of technical sciences of speсiality 05.09.12 – Semiconductor converters of electric energy. – National Technical University "Kharkov Politechnical Institute", Kharkov, 2016. Dissertation is devoted to development of high-performance and energy-saving semiconductor converters for applications in new and perspective power systems. Developed semiconductor converter with phase control method for forwardlooking FREEDM electrical system is presented. It is shown that that converter performs the same functions available in the converter of this system and allows to obtain the best energy performance by reducing switching loss using soft switching at the fundamental frequency 50 Hz. It is demonstrated that the proposed phase control method is based on the symmetric detuning of the resonance and the introduction of a controlled phase shift between the voltages at the input of the power semiconductor switch and the AC mains. In the dissertation a method of calculating the basic converter settings is proposed. The quality of his work is analyzed. With the help of computer simulations single and three phase converter circuit in different operating modes are studied. The methods of protection from emergency modes are proposed. Experimental studies on the physical model confirmed the accuracy of the theoretical results.

В результаті дослідно-аналітичної роботи розглянуто актуальну проблему формування готовності тренерів, які спеціалізуються в одноборствах до застосування засобів фізичної терапії в системі самоосвіти. Враховуючи результати моніторингу Інтернет-ресурсів, аналізу науково-методичної, спеціальної та довідкової літератури встановлено, що питанням розроблення та апробації прикладних програм (методик, педагогічних моделей, тощо) формування готовності тренерів, які спеціалізуються в одноборствах до застосування технік кінезіологічного тейпування у професійній діяльності (в системі багаторічної підготовки спортсменів) присвячено недостатню кількість науково-методичних праць, що потребує подальших наукових розвідок та підкреслює актуальність і практичну складову обраного напряму дослідження. Під час вирішення поставлених перед нами завдань були використані наступні методи дослідження (на емпіричному та теоретичному рівнях): абстрагування, аналіз і синтез, індукція і дедукція, моделювання, математично-статистичні (кореляційного аналізу, факторного аналізу, шкалювання) тощо. У динаміці другого етапу дослідження членами науково-дослідної групи визначено сутність та структуру готовності тренерів, які спеціалізуються в одноборствах до професійної діяльності – особистісне утворення, яке формується шляхом акцентованого педагогічного впливу на формування у тренерів готовності до підтримання престижу українського спорту на міжнародній арені завдяки всебічній та якісній підготовці висококваліфікованих атлетів, до виконання навчально-тренувальних планів на різних етапах багаторічної підготовки спортсменів-одноборців у тому числі й на етапах їхньої фізичної терапії і ерготерапії та забезпечує узгодження ним знань про зміст та структуру професійної діяльності, а також вимог цієї діяльності до рівня всебічної підготовленості, а також психофізіологічного стану одноборців, сформованих компетентностей необхідних для організації збалансованої та конкурентоспроможної системи багаторічної підготовки спортсменів, які спеціалізуються в одноборствах зі сформованими та усвідомленими ними в процесі розвитку можливостями та потребами. Враховуючи результати низки теоретичних та емпіричних досліджень вважаємо, що структура готовності тренерів, які спеціалізуються в одноборствах до професійної діяльності містить наступні компоненти: мотиваційний, функціональний, прикладний та стресостійкий. В процесі дослідно-аналітичної роботи упродовж третього етапу дослідження нами виділені рівнозначні для тренерів, які спеціалізуються в одноборствах «критерії оцінювання»: мотиваційний, змістовий та аналітико-оцінний. Крім цього, вважаємо, що для будь-якого «критерію» характерним є наявність певних «показників», які відображають найбільш важливі та інформативні властивості «об’єкту», що забезпечує його існування. Відповідно до аналізу спеціальної науково-методичної та довідкової літератури членами науково-дослідної групи встановлено, що найбільш ефективними підходами для досягнення мети обраного напряму дослідження (з метою розроблення майбутньої «Програми формування готовності тренерів, які спеціалізуються в боротьбі самбо до застосування засобів фізичної терапії із акцентованим використанням технік кінезіологічного тейпування в системі самоосвіти») є: діяльнісний, особистісно-зорієнтований, комплексний, системний, а також структурний «підходи». Крім цього, відповідно до результатів низки емпіричних досліджень, а також враховуючи власний досвід організації системи багаторічної підготовки одноборців, нами пропонується до використання в системі оцінювання готовності тренерів, які спеціалізуються в боротьбі самбо до застосування засобів фізичної терапії із акцентованим використанням технік кінезіологічного тейпування наступних «рівнів»: високого, достатнього та задовільного. Варто також підкреслити, що для досягнення головної мети дослідження членами науково-дослідної групи планувалося використання наступних коригуючих технік кінезіологічного тейпування: лімфатична корекція «тунелювання»; зв’язкова-сухожильна корекція «тиск»; фасціальна корекція «утримання»; механічна корекція; послаблююча корекція «ліфтинг»; функціональна корекція «пружинування». Підсумовуючи результати аналізу науково-методичної та спеціальної літератури (Інтернет-джерел), членами науково-дослідної групи розроблено та апробовано програму формування готовності тренерів, які спеціалізуються в боротьбі самбо до застосування засобів фізичної терапії (із акцентованим використанням технік кінезіологічного тейпування) в системі самоосвіти. Розроблена та апробована «Програма» є уніфікованою і може ефективно використовуватися в системі фізичної терапії представників інших повноконтактних одноборств (олімпійських та неолімпійських видів спорту). Результати дослідження впроваджені у систему самоосвіти (підвищення кваліфікації) тренерів, які спеціалізуються в одноборствах. Напрями подальших досліджень передбачають розроблення дихальних комплексів фізичних вправ, які забезпечують підвищення працездатності тренерів з одноборств (на прикладі тренерів, які спеціалізуються в боротьбі самбо та дзюдо) на етапі їхнього відновлення після лікування коронавірусної хвороби (COVID-19).

Розглянуто актуальну проблему розвитку та удосконалення рукопашної підготовки (техніки та тактики застосування заходів фізичного впливу, сили) майбутніми офіцерами-правоохоронцями інституцій сектору безпеки і оборони України у різних умовах службово-оперативної діяльності. Відповідно до результатів аналізу науково-методичної та спеціальної літератури (моніторингу Інтернет-ресурсів), членами науково-дослідної групи розроблено та апробовано педагогічну (змістово-функціональну) модель формування готовності майбутніх офіцерів-правоохоронців до застосування заходів фізичного впливу (сили) в системі спеціальної фізичної підготовки (із урахуванням карантинних обмежень) до дій у різних умовах службово-бойової (оперативної) діяльності. У вище зазначеній педагогічній моделі інтегровано: цільовий блок (мета, завдання, підходи, компоненти готовності, педагогічні умови), організаційно-змістовий блок (навчально-методичне забезпечення, інтерактивні методи навчання, кадрове забезпечення), результативно-оцінний блок (критерії, кваліфікаційні рівні, методики, методи, засоби, способи форми). Під час дослідження були використані наступні методи: абстрагування, аналіз і синтез, індукція і дедукція, моделювання, математично-статистичні (кореляційного аналізу, факторного аналізу) тощо. Відповідно до результатів емпіричного дослідження встановлено, що результати отримані наприкінці педагогічного експерименту у досліджуваних контрольної (Кг) та експериментальної (Ег) груп зросли відносно вихідних даних, і ці відмінності переважно є достовірні (Ег, P≤0,05). Результати контрольного тестування показали, що в процесі проведеної експериментальної роботи збільшилась кількість курсантів із вищим рівнем готовності до застосування заходів фізичного впливу (сили) у різних умовах службово-оперативної діяльності в Ег на 8 %, тоді як у Кг на 2 %, відмінного рівня збільшилась: в Ег на 19 %, тоді як у Кг – на 2 %, доброго рівня зменшилась: в Ег на 19 %, тоді як у Кг – на 2 %, чисельність курсантів задовільного рівня готовності зменшилась: в Ег на 8 %, тоді як у Кг – на 6 %. Слід зауважити, що незадовільний рівень сформованості навичок застосування заходів фізичного впливу (сили) у курсантів, як Ег, так і Кг не помічено. Крім цього, експериментально перевірені педагогічні умови формування готовності майбутніх офіцерів-правоохоронців до застосування заходів фізичного впливу (сили) у різних умовах службово-оперативної діяльності. Достовірність отриманих результатів підтверджена методами перевірки за допомогою критерію χ2. Результати дослідження впроваджені у практику спеціальної фізичної підготовки курсантів Харківського національного університету внутрішніх справ

Статтю присвячено одному з актуальних питань сучасної педагогіки – застосуванню методу комп’ютерного моделювання в навчальному процесі, зокрема при розв’язанні розрахункових задач загальної та теоретичної фізики в середовищі Mathematica. Сучасна фізична картина світу є квантово-польовою і потребує специфічного понятійного й математичного апарату. Практично кожне поняття подається за допомогою деякої математичної конструкції з розділів математичного й функціонального аналізу, для якісного розуміння якої необхідно самостійне розв’язання студентом на практиці конкретної фізичної задачі. Проектування інформаційних моделей фізичних процесів дозволяє осмислити задачу як об’єкт або явище фізичної реальності, проаналізувати її з використанням різних математичних методів, розробити алгоритм і програму розв’язку на комп’ютері. Як приклад, у статті розглядається типова квантовомеханічна задача про електрон у потенційній ямі. Для перших трьох стаціонарних станів за допомогою математичного пакету Wolfram Mathematica знайдено енергії та хвильові функції, побудовано відповідні графіки. Проведено детальний аналіз отриманих результатів.

Мета роботи полягає у розробці імітаційних комп’ютерних моделей різних геометричних об’єктів, які б дозволили обчислювати фрактальну розмірність при різних параметрах моделі, накопичувати статистику та порівнювати розмірності передфракталів різних порядків.

Вивчення в школі факультативного курсу "Комп'ютерне моделювання з фізики" покликане сприяти глибокому розумінню учнями навчального матеріалу з предмету і ознайомленню їх із сучасною методологією фізичних досліджень. З метою урізноманітнення форм проведення таких факультативних занять пропонується складання й дослідження математичної моделі-гри. Сюжетною основою моделювання тут є відома гра про "м'яку посадку" на Місяць, яка за часів широкого використання в навчальних цілях програмованих мікрокалькуляторів обійшла сторінки ряду науково-популярних журналів.

У статті порушено проблему проектування та використання системи багатоваріантних задач з математики як засобу розвитку математичної компетенції учнів (абітурієнтів) та студентів. Запропоновано, на прикладі задач з теми «Інтегрування раціональних функцій», в основу проектування системи багатоваріантних задач покласти математичні моделі розв’язків задачі. Наведено всі етапи побудови моделей та перевірено результати аналітичного моделювання шляхом здійснення символьних розрахунків у середовищі системи комп’ютерної математики SageMathCloud. Результати моделювання подано у вигляді таблиці. Дані складеної таблиці стануть у нагоді викладачу математики при «ручному» генеруванні системи багатоваріантних задач на обчислення невизначених інтегралів від раціональної функції та полегшать процес побудови та програмної реалізації їх автоматизованого генератора, надаючи параметрам моделей розв’язків різних значень. Цілком очевидно, що моделювання системи багатоваріантних задач з курсів шкільної та вищої математики із подальшою програмною реалізацією їх генератора надасть можливість скоротити час викладача на підготовку та перевірку самостійних (контрольних) робіт для здійснення систематичного моніторингу успішності.

Економіко-математичне моделювання є важливим інструментом для вивчення і прогнозування економічних систем, процесів і явищ. У макроекономічному моделюванні найбільш відомим і розповсюдженим є підхід, пов’язаний з динамічними стохастичними моделями загальної рівноваги (DSGE). В останнє десятиріччя досягнутий значний прогрес, як в специфікації, так і в оцінці DSGE, зокрема, при дослідженні економічних циклів. На відміну від векторних авторегресій, DSGE моделі є теоретично обґрунтованими, пропонують використання конкретних економіко-математичних моделей. При цьому їхнім недоліком можна вважати сильну залежність від теоретичних передумов та слабкий зв’язок з реальними даними. DSGE моделі можуть бути представлені в двух формах. Аналітична форма містить опис моделей поведінки економічних агентів у вигляді рішення оптимі- заційних задач, а також аналіз рівноважного напрямку розвитку економіки. Наведений варіант містить в собі тільки лінійні рівняння динаміки ключових макроекономічних змінних.