УДК 621.391
Ільченко М.Ю., Кравчук С.О.
Конвергенція фіксованих і мобільних інформаційно-телекомунікаційних платформ та мереж
С. 7–13. , укр., Іл. 1. Бібліогр.: 12 назв.
Метою роботи є формування концепції конвергенції фіксованих і мобільних інформаційно-телекомунікаційних платформ і мереж, що надає користувачам єдиний безперервний сервіс незалежно від їх місця розташування та зміни технології доступу, уможливлює спільне використання ресурсів мобільної і фіксованої мереж зв’язку. При впровадженні цієї концепції виникає множина конкуруючих методів і технологій реалізації, які потребують свого наукового обґрунтування. В результаті дослідження отримано таке: рушійною силою конвергенції в інформаційно-телекомунікаційних системах є розвиток нових і удосконалення існуючих послуг; конвергенція фіксованих і мобільних інформаційно-телекомунікаційних платформ і мереж слугує технологією спільного використання ресурсів мобільної і фіксованої мереж зв’язку для надання користувачу єдиного безперервного сервісу поза залежністю від його місця розташування, а також для організації єдиного обслуговування і єдиної тарифікації за послуги.
УДК 621.372.061
Сушко І.О., Рибін О.І.
Особливості використання методу регуляризації при розв’язанні оберненої задачі імпедансної томографії методом зон провідності
С. 14–22. , укр., Іл. 5. Бібліогр.: 15 назв.
Розглянуто особливості використання методу регуляризації погано обумовлених матриць похідних від передаточних опорів (вузлових напруг) по поверхневих провідностях при розв’язанні задачі реконструкції образу в імпедансній томографії. Використання запропонованого методу зон провідності дає можливість радикально (в сотні разів) зменшити порядки матриць похідних порівняно з класичною моделлю фантома за використання методу скінченних елементів, що значно спрощує процедуру реконструкції образів. Наведені прості приклади розрахунків показують, що для візуалізації поодиноких неоднорідностей (з визначенням геометричного положення, розмірів і характеру) достатньо використовувати неітераційну регуляризацію за А.М. Тихоновим. Ітераційну регуляризацію слід застосовувати у випадках, коли необхідно з певною точністю знати абсолютні значення провідностей неоднорідностей, що потребує великої кількості ітерацій. Альтернативою для останнього методу регуляризації є метод модифікацій обернення матриць. Наведено приклади візуалізації неоднорідності в центрі та біля краю фантома.
УДК 621.315.615.2
Проценко О.Р., Троценко Є.О.
Розрахунок основних характеристик датчика вологості трансформаторного масла
С. 23–27. , укр., Табл. 3. Бібліогр.: 6 назв.
У статті викладено методику розрахунку коефіцієнтів датчика, побудованого на основі чутливого елемента з електроізоляційного паперу, та висвітлено особливості цього розрахунку. Чутливий елемент датчика належить до кондуктометричного перетворювача типу “вологість–опір”. Датчик призначений для використання в системах автоматизованого контролю зволоження трансформаторного масла в силових трансформаторах і реакторах. Для розрахунку емпіричних коефіцієнтів, які визначають зв’язок між опором чутливого елемента датчика, вологістю та температурою трансформаторного масла, запропоновано використання методу найменших квадратів. Апроксимація результатів вимірювання електричного опору датчика виконувалась експоненціальною функцією двох змінних – температури та вологості масла. Розрахунки коефіцієнтів наведені для виготовленого зразка датчика вологості й виконані згідно із запропонованою методикою. За результатами розрахунків встановлено, що вимірюючи температуру трансформаторного масла та опір чутливого елемента, можна однозначно визначити вологість трансформаторного масла, в якому він розміщений. Узагальнено результати та викладено рекомендований порядок розрахунку основних характеристик датчика вологості трансформаторного масла розглядуваного типу, який може використовуватись як алгоритм для роботи систем автоматизованого контролю вологості трансформаторного масла енергетичного обладнання.
УДК 338.27
Братусь О.В., Подладчіков В.М.
Побудова багатовимірної моделі на основі фільтра Калмана й аналіз алгоритмів оцінювання її параметрів
С. 28–34. , укр., Іл. 4. Табл. 2. Бібліогр.: 8 назв.
Побудовано алгоритми оцінювання математичного сподівання прискорення зміни значень вибірки даних. Виконано імітаційне моделювання за цими алгоритмами для випадкового процесу. За його результатами проведено аналіз та вибрано кращі алгоритми. Показано, що оцінка значення математичного сподівання прискорення зміни значень вибірки даних за побудованими вибірковими послідовностями нев’язок не приводить до покращення результатів порівняно з його оцінкою за повною послідовністю нев’язок. Побудовано адаптивний фільтр Калмана. Побудовано модель на основі фільтра Калмана з використанням вибраного раніше найкращого алгоритму оцінювання математичного сподівання прискорення зміни значень вибірки даних, модель експоненційного згладжування, авторегресійну модель та авторегресійну модель із ковзним середнім за реальними даними. Виконано прогнозування за цими моделями. За обчисленими статистичними характеристиками модель на основі фільтра Калмана показала добрі результати, за прогнозними характеристиками вона є найкращою серед побудованих моделей.
УДК 004.021
Касіцький О.В., Бідюк П.І., Коршевнюк Л.О.
Ефективна реалізація ЕМ-алгоритму з використанням технології GPGPU
С. 35–39. , укр., Іл. 5. Табл. 3. Бібліогр.: 11 назв.
У статті розглядається модифікація алгоритму максимізації математичного сподівання (ЕМ-алгоритму) для підвищення його швидкодії за допомогою збільшення ступеня паралелізму при реалізації на графічному процесорі. Результат забезпечується розв’язанням класичної задачі розділення суміші гауссових випадкових величин. Реалізація алгоритму була виконана на одному і двох 8-ядерних процесорах, а також на графічному процесорі загального призначення. У всіх тестах графічний процесор за рахунок своїх значних можливостей з паралельних обчислень та через властивості виконуваного ЕМ-алгоритму виявився більш ефективним. А за великих обсягів вибірок (від 5 млн значень і більше) модифікований ЕМ-алгоритм на графічному процесорі показав практично в два рази швидше виконання, ніж на одному або двох універсальних процесорах. З урахуванням меншої вартості графічних процесорів підвищення паралелізму алгоритмів має важливе практичне значення.
УДК 532.3:534.1
Макасєєв О.М., Швець О.Ю.
Моделювання впливу запізнювання на коливання маятників при обмеженому збудженні
С. 40–45. , укр., Іл. 3. Бібліогр.: 14 назв.
Розглянуто неідеальну динамічну систему маятник–електродвигун з урахуванням запізнювання взаємодії між маятником і електродвигуном та запізнювання реакції середовища на динамічний стан маятника. Математичною моделлю такої системи є система звичайних диференціальних рівнянь із запізнюванням. Запропоновано підходи, які дають можливість звести математичну модель системи до системи диференціальних рівнянь без запізнювання. Досліджено вплив різних факторів запізнювання на усталені режими системи маятник–електродвигун. Побудовано та проаналізовано фазопараметричні характеристики системи і графіки залежності ляпуновських характеристичних показників від запізнювання. Показано істотний вплив запізнювання на виникнення, розвиток і зникнення детермінованого хаосу в системі. Ідентифіковано сценарії переходу від усталених регулярних режимів до хаотичних. Встановлено, що за малих значень запізнювання для дослідження усталених режимів системи маятник–електродвигун достатньо використовувати тривимірну математичну модель, тоді як за порівняно великих значень запізнювання необхідно використовувати дев’ятивимірні математичні моделі.
УДК 688.321
Скуратовський Р.В.
Модифікований алгоритм Шенкса з упорядкованими блоками
С. 46–52., укр., Бібліогр.: 12 назв.
Більшість методів криптоаналізу можуть бути модифіковані завдяки застосуванню паралельних алгоритмів. Одним із них є метод Шенкса розв’язання проблеми дискретного логарифму. Мета роботи – побудувати алгоритм, що паралельно знаходить всі значення з таблиць малого кроку і великого кроку, а також зробити цей пошук більш спрямованим і впорядкованим для всіх значень елементів таблиць. Це дасть можливість застосування методу блокового пошуку, розбиття на впорядковані підблоки, пришвидшить застосування методу індексації значень (чи хеш від значень). Методом розв’язку поставленої задачі є паралельна оптимізація і блочне паралельне порозрядне сортування, які стали можливими завдяки швидким пересилкам в дуплексному режимі й математичним моделям алгоритму. В роботі запропоновано метод паралельного обчислення векторів, координатами яких є значення таблички BS. Також знайдено оптимальну довжину малого кроку і, як наслідок, великого кроку для методу, що не використовує повного порядку на множині значень елементів такого малого кроку. Запропоновано метод покращення алгоритму Шенкса.
УДК 531.383
Теленик С.Ф., Амонс О.А., Єфремов К.В., Лиско В.Т.
Логічний підхід до інтеграції програмних застосувань підтримки міждисциплінарних наукових досліджень
С. 53–72. , укр., Іл. 8. Бібліогр.: 22 назви.
У статті пропонується підхід до інтеграції програмних застосувань на прикладі функціонування Світової системи даних. Авторами розроблено загальну архітектуру системи інтеграції програмних застосувань, механізми якої побудовані на базі моделей та методів математичної логіки і теорії штучного інтелекту. Визначено формальну мову для описання застосувань, правила виведення для побудови схем взаємодії методів застосувань і обміну даними. Працездатність підходу продемонстрована на одній із задач забезпечення сталого розвитку регіонів України.
УДК 537.312.62
Бар’яхтар І.В., Горобець Ю.І., Назаренко О.Б.
Аномальні одночасткові властивості в нормальному стані моделі з dx2-y2 надпровідністю
С. 73–79., укр., Іл. 3. Бібліогр.: 27 назв.
Метою дослідження є вивчення впливу сильних надпровідникових флуктуацій у d-хвильовому каналі на властивості нормального стану простої двовимірної системи Фермі із сильною кореляцію. Ми досягаємо поставленої мети за допомогою термодинамічно самоузгодженого формулювання Байма–Каданова, що зберігає наближення функції Гріна (формулювання засноване на чітко визначеній вільній енергії та зберігає порядковий номер частинок, момент й енергію) і яке було успішно використане для отримання надійних результатів для s-надпровідників далеко за межами слабкого зв’язку в діапазоні, в якому сила взаємодії порівнюється з шириною спектра квазічастинок. Дослідження демонструє, що парні кореляції вище критичної температури призводять до появи сильно анізотропної псевдощілини в електронній спектральній функції і руйнування поверхні Фермі. Зроблено висновок, що отримані результати добре узгоджуються з наявними експериментальними даними фотоемісії з кутовою роздільною здатністю на високотемпературних надпровідниках.
УДК 621.923.6:621.318.4:621.002.3
Гавриш А.П., Киричок П.О., Роїк Т.А., Віцюк Ю.Ю.
Вплив складу інструмента і режимів тонкого алмазного шліфування на шорсткість поверхонь композитних підшипників ковзання поліграфічних машин
С. 80–86. , укр., Іл. 2. Табл. 4. Бібліогр.: 21 назва.
У статті наведено результати експериментального дослідження впливу складу інструменту та режимів тонкого алмазного шліфування на шорсткість поверхонь нових композитних підшипників ковзання поліграфічних машин. Виявлено основні закономірності формування шорсткості поверхонь оброблення та їх залежність від режимів різання. Визначено, що зернистість, матеріал зв’язки алмазного круга істотно впливають на параметр шорсткості поверхонь Ra. Виявлено, що найвищі показники параметра шорсткості забезпечуються при застосуванні шліфувальних кругів із синтетичного алмазу зернистістю 14–28 мкм на бакелітно-гумовій зв’язці. Показано, що основні закономірності тонкого прецизійного алмазного шліфування нових композитних матеріалів збігаються при плоскому, круглому зовнішньому та внутрішньому шліфуванні. Наведено технологічні режими для плоского, круглого зовнішнього та внутрішнього алмазного шліфування деталей тертя з нових композиційних матеріалів. Розроблено технологічні рекомендації для промисловості з вибору шліфувальних інструментів і режимів різання, які забезпечують високі вимоги до якості поверхонь оброблення нових композитних підшипників поліграфічних машин.
УДК 621.793
Степанчук А.М., Шевчук М.Б.
Отримання зносостійких композиційних матеріалів за участю самофлюсівних сплавів просочуванням
С. 87–92. , укр., Іл. 7. Табл. 6. Бібліогр.: 13 назв.
Досліджено процес отримання композиційних матеріалів за участю гранул із твердих тугоплавких сполук та їх сплавів (TiC, ZrC, VC, NbC, Cr3C2, Mo2C, WC (реліт), ТК, ВК8, КХН15) і самофлюсівних сплавів на основі заліза для роботи в умовах дії абразивів й ударних навантажень. Показано залежність структури і властивостей досліджених матеріалів від їх якісного та кількісного складу. Встановлено залежність структури, щільності й твердості композиційних матеріалів від вмісту в них самофлюсівного сплаву при отриманні їх просочуванням каркасу з гранул твердих тугоплавких сполук та їх сплавів. Показано, що 100 %-кова щільність матеріалів має місце при вмісті в них самофлюсівного сплаву на 10 % більше, ніж це необхідно для заповнення пустот, утворених гранулами при їх вільній засипці у форму. За інших рівних умов щільність матеріалів також залежить від ступеня змочування розплавом самофлюсівного сплаву матеріалу ТТС. Твердість КМ залежить від вмісту складових у ньому та часу просочування. Найбільш високі значення твердості мають місце для композицій із середнім розміром гранул ТТС 257 мкм, вмістом СФЗ на 10 % більше розрахунково-оптимального та часом просочення більше 20–30 хв.
УДК 519.6
Шукаєв С.М., Рудаков К.М., Корнєв П.А.
Вплив технологічних факторів на міцність болтових з’єднань із композиційних матеріалів
С. 93–97. , укр., Іл. 4. Табл. 2. Бібліогр.: 7 назв.
Наведено результати розрахунків дворядного двозрізного болтового з’єднання з елементами із полімерного композиційного матеріалу (ПКМ) для різних комбінацій таких технологічних факторів, як посадка болта в отвір і момент на ключі під час затягування. Розрахунки максимально наближені до реальної ситуації: використовували тривимірну геометричну і скінченноелементну моделі, задача розв’язувалася як пружна контактна з урахуванням силового навантаження, величин зазору/натягу в отворах, моменту затягування, тертя в з’єднанні. ПКМ моделювали як 3D-ортотропний матеріал. Розрахунки проводили на програмному комплексі FEMAP/NX NASTRAN, версія 10.2.0. Обчислення виконано відповідно до плану повного факторного експерименту: два фактори на трьох рівнях, всього дев’ять комбінацій. За результатами розрахунків побудовано регресійну модель, яка описує вплив вибраних технологічних факторів на величину максимального еквівалентного напруження за Мізесом у болтах з’єднання. Результати розрахунків засвідчили, що технологічні фактори, які супроводжують виготовлення болтового з’єднання, можуть істот-но вплинути на напружено-деформований стан елементів з’єднання. Так, величина максимального еквівалентного напруження у розрахунках змінювалася від 782 до 1146 МПа, тобто різниця перевищувала 30 %. Зроблено висновок про перспективність застосування описаного підходу до проектування болтових з’єднань елементів з ПКМ, зокрема в авіабудуванні.
УДК 615.837.3
Кирилова А.В., Терещенко М.Ф., Тимчик Г.С., Рудик В.Ю.
Алгоритм автоматизованого оцінювання впливу ультразвуку на біологічну тканину
С. 98–102. , укр., Іл. 2. Табл. 2. Бібліогр.: 23 назви.
Стаття присвячена вдосконаленню методів контролю біологічного об’єкта під час фізіотерапевтичної процедури з використанням біологічного зворотного зв’язку. Запропоновано алгоритм автоматизованого оцінювання впливу ультразвуку на біологічну тканину (БТ). Як параметри зворотного зв’язку запропоновано використовувати зміну температури поверхні шкіри під час опромінення ультразвуком та зміну сатурації. Спільне використання показників температури та сатурації БТ дає можливість оцінити реакцію організму на вплив ультразвуку, запобігти пошкодженню тканин та отримати дані про адаптацію тканин. На основі запропонованого алгоритму проведено аналіз впливу ультразвуку на БТ. Запропонована реалізація дає змогу підвищити ефективність лікування та забезпечити ефект ультразвукової терапії через дію на органи і тканини сигналом, що коригується і контролюється в реальному часі згідно зі встановленою дозою акустичного випромінювання під час процедури та забезпечення контролю гарантованого акустичного контакту між БТ та випромінювачем, а також вимірювання температури БТ.
УДК 621.378.325
Колобродов В.Г., Мурга О.В., Мурга В.В.
Зниження рівня підсиленої люмінесценції при імпульсному режимі генерації
С. 103–106. , укр., Іл. 5. Бібліогр.: 9 назв.
Показано, що істотні втрати енергії в лазерах з модульованою добротністю зумовлені посиленою люмінесценцією. Експериментально підтверджено скорочення часу релаксації системи активних центрів за високого рівня інверсії населеності робочих рівнів. Запропоновано спосіб зниження втрат на посилену люмінесценцію використанням складних імпульсів збудження. Проведено аналіз використання “подвійного” і “складного” імпульсів накачування. Збудження “подвійним” імпульсом показало можливість зниження втрат на 7–10 %; “складний” імпульс накачування забезпечує підвищення вихідної енергії більш ніж на 20 % порівняно з “гладким” імпульсом накачування з тією ж енергією. Показано, що збільшення енергетичної ефективності перетворення енергії при “складному” збудженні супроводжується підвищенням стабільності вихідної енергії. Однак цей метод не є тривіальним і вимагає строгого узгодження періоду проходження коротких пічків з геометричними розмірами кристалів. Запропонований метод збудження лазера може бути успішно використаний у моноімпульсних передавачах лазерно-локаційних станцій і системах дистанційного зондування.
УДК 678.686:678.01.537.63
Віленський В.О., Бардадим Ю.В., Рябов С.В., Дмитрієва Т.В.
Теплофізичні властивості й термодеструкція нанокомпозитів, отверднених у сталих фізичних полях
С. 107–114. , укр., Іл. 3. Табл. 3. Бібліогр.: 19 назв.
З використанням методів диференційної скануючої калориметрії (ДСК) та термогравіметрії були досліджені нано-композити складу ЕП–3 % СdO та ЕП–3 % (СdO + ПАн), отверднені за нормальних умов та в постійному магнітному або електричному полях. Показано, що ці чинники впливають на сегментальну рухливість міжвузлових фрагментів зшитого полімеру та на стрибок питомої теплоємності. Взаємодія зовнішнього магнітного поля тільки з дипольними молекулами зразка ЕП–3 % CdO зумовлює часткові зміни в його структурі. Аналітична обробка ДСК-термограм показала, що введення до епоксидної матриці поліаніліну (ПАн) та CdO 3 об. % сприяє зменшенню питомої теплоємності епоксиполімеру (ЕП) на дослідженому тем-пературному інтервалі та, відповідно, зумовлює зростання сегментальної рухливості. ПАн, введений до складу суміші реагентів ЕП–CdO, витісняється у міжфазові шари органо-неорганічної суміші і сприяє їх суміщенню. Ці дані корелюють зі змінами енергій активації залежно від складу нанокомпозитів та умов їх тверднення. Було встановлено каталітичний вплив CdO на піроліз поліепоксидної матриці.