Наукові вісті НТУУ "КПІ". № 6. 2013

УДК 621.39

Комплексний аналіз ефективної швидкості передачі в адаптивних пакетних радіомережах / Войтер А.П. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 7–12.

Метою дослідження є оцінка ефективності спільної роботи фізичного та канального рівнів пакетних радіомереж з адаптивним керуванням довжиною пакетів даних в умовах конкурентного доступу до радіоканалу. Для цього створено аналітичну модель у вигляді двох рівнянь, перше з яких визначає ймовірність успішної передачі на фізичному та канальному рівнях як функцію інтенсивності помилок у радіоканалі та протокольної надмірності формату пакетів. Друге рівняння ймовірності безконфліктної передачі є функцією довжини пакетів даних та інтенсивності трафіку для гнучкого протоколу множинного доступу з контролем сигналу несучої. Здійснено комплексний аналіз рівнянь, визначено оптимальну довжину пакетів та ефективну швидкість передачі. Доведено, що стратегія адаптивного керування для протоколу множинного доступу має бути основана виключно на процедурах збільшення довжини пакетів відносно оптимального значення для канального протоколу. Запропонована математична модель може бути використана в адаптивних протоколах пакетних радіомереж для розрахунку оптимального значення довжини пакетів даних з урахуванням комплексного впливу фізичного і канального рівнів мережі при конкурентному доступі до радіоканалу, а також для обчислення ефективної швидкості передачі даних для кожного набору значень системних параметрів.

Іл. 6. Табл. 2. Бібліогр.: 6 назв.

УДК 621.43:621.4:621.1.01

Розрахунок теплофізичних характеристик випускного газу дизельного комбінованого двигуна внутрішнього згоряння / Мазін В.О. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 13–19.

У дослідженні визначаються коефіцієнти динамічної та кінематичної в’язкості, теплопровідності випускного газу дизельного комбінованого двигуна внутрішнього згоряння (КДВЗ) при характерних для випускних систем станах. Методика реалізації дослідження ґрунтується на теоріях газових сумішей з використанням формул зведення Сутерленда, згоряння рідких вуглеводних палив з розрахунку стехіометричних співвідношень. Результати дослідження являють собою значення коефіцієнтів в’язкості і теплопровідності випускного газу суміші стехіометричного складу при характерних для випускної системи дизельних КДВЗ станах, залежності в’язкості і теплопровідності випускного газу від складу паливної суміші за атмосферних тиску і температури. Похибка встановлених характеристик не перевищує 0,5 %. Висновки відповідають класичним уявленням про досліджені властивості газів: в’язкість і теплопровідність продуктів згоряння дизельних КДВЗ із підвищенням температури і збільшенням змісту повітря збільшуються, причому при зміні вмісту повітря в’язкість змінюється інтенсивніше за теплопровідність.

Іл. 2. Табл. 6. Бібліогр.: 22 назви.

УДК 681.3.04

Апаратна реалізація обчислень у скінченних полях характеристики два / Дичка І.А., Онай М.В., Бухтіяров Ю.В. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 20–27.

Обґрунтовано необхідність апаратної реалізації обчислювальних процедур у скінченних полях виду GF(2m) з підвищеним показником швидкодії. Проведено аналіз різних форм подання елементів поля GF(2m) та показано, що існує необхідність (у процесі виконання обчислень) переходити від однієї форми подання елементів до іншої, тобто на апаратному рівні забезпечувати ізоморфізм поля. Зазначено, що для полів Галуа, потужність яких не переви-              щує 220, найдоцільніше застосовувати табличний спосіб зберігання елементів поля. Виділено групу операцій, які доцільно виконувати над числовим поданням, та групу операцій, які доцільно виконувати над степеневим поданням елементів поля. Запропоновано архітектуру обчислювальних засобів для реалізації операцій у полі GF(2m), яка в ході обчислень поєднує степеневе і числове подання елементів поля та дає змогу виконувати основні операції над заданими операндами в скінченному полі. Наведено результати моделювання продуктивності обчислень у скінченних полях характеристики два при двох способах реалізації операцій – програмному і апаратному.

Іл. 4. Табл. 2. Бібліогр.: 9 назв.

УДК 621.372.061

Алгоритми реставрації образів за методом умовної деконволюції в області трансформант перетворення Адамара / Іванюк Н.О., Рибін О.І. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 28–36.

Запропоновано модифікацію методу умовної деконволюції за використання дискретного ортогонального перетворення Адамара. Головною задачею при реалізації запропонованого алгоритму є знаходження оберненої матриці деградації образу за допомогою символьного методу формування цієї матриці будь-якого порядку в базисі перетворення Адамара. Алгоритм враховує блочно-діагональну структуру матриці деградації, що дає змогу значно спростити обчислення незалежно від порядку матриці. Використання символьних методів при реалізації запропонованого алгоритму дає можливість скоротити час на проведення операцій обчислення, за рахунок чого виключаються численні операції додавання та віднімання однакових величин. Це дає змогу зменши-      ти операційну похибку. Запропонована модифікація методу реставрації образів у базисі трансформант перетворення Адамара легко програмується засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Іл. 7. Бібліогр.: 16 назв.

УДК 681.3

Система моніторингу державного бюджету України / Діден-ко О.О., Коваль О.В., Сенченко В.Р. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 37–48.

Стаття присвячена проблемі побудові системи моніторингу держбюджету України, яка належить до інструментів державного регулювання соціально-економічних процесів. Як основа проектування системи запропонована модель предметної сфери у складі інформаційної моделі та моделі прецедентів, яка охоплює всі основні сутності бюджетного процесу та їх взаємозв’язки з урахуванням особливостей бюджетного устрою в Україні. Запропонована модель дає можливість представити аналітичну діяльність експерта у вигляді сукупності типових сценаріїв, спрямованих на моніторинг бюджетних процесів на всіх стадіях (складання, затвердження, виконання та аудит бюджетів всіх рівнів). На підставі запропонованої моделі розроблено архітектуру та програмні засоби системи моніторингу держбюджету України.

Іл. 4. Табл. 1. Бібліогр.: 20 назв.

УДК 303.732, 517.9

Формалізація постановки задачі керування ризиками в системах різної природи / Коршевнюк Л.О., Бідюк П.І. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 49–54.

Розглянуто проблему формального опису загальної постановки задачі комплексного керування ризиками в цілому для досліджуваної системи. Необхідність звернення до таких постановок зумовлена тим, що існуючі підходи мають локальний несистемний характер дослідження ризиків, непридатні для врахування різної та міждисциплінарної природи ризиків, не здатні подолати проблеми каскадних ризиків. Розглянута постановка задачі на основі моделі Мертона є узагальненою, універсальною та ідеалізованою, у якій ризик не представлено в явному вигляді, а тому немає необхідності у виконанні докладного аналізу можливих ризиків. Запропоновано підхід до формалізації задачі керування ризиками на основі докладного дослідження факторів і ситуацій ризиків. Оптимальна стратегія керування визначається на основі функціоналу якості, що забезпечує мінімізацію негативних проявів ризиків у цілому для системи, мінімізацію витрат на керування ризиками та запобігання руйнуванню (загибелі) системи.

Бібліогр.: 7 назв.

УДК 621.002.3:621.89

Силове поле при тонкому алмазному шліфуванні деталей тертя з нових композиційних сплавів для друкарської техніки / Гавриш А.П., Киричок П.О., Роїк Т.А., Віцюк Ю.Ю. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 55–59.

Наведено результати дослідження впливу на складові сил різання при тонкому алмазному шліфуванні деталей тертя з нових композиційних матеріалів, створених на базі шліфувальних відходів інструментальних сталей 86Х6НФТ, 4ХМНФС і 5Х3В3МФС для важких умов роботи друкарської техніки. Встановлено закономірності впливу режимних факторів шліфування, типу алмазу, зернистості та матеріалу зв’язки алмазного круга на параметри якості поверхонь оброблення з урахуванням механізму формування складових сил різання на ріжучій кромці алмазного зерна в зоні різання матеріалу. Визначено залежності шорсткості поверхонь оброблення нових високошвидкісних композитних сплавів від режимів процесу алмазного шліфування (швидкості обертання, поздовжньої подачі, швидкості обертання алмазного круга та зернистості алмазних зерен в інструменті). Розроблено рекомендації з виробу алмазних кругів і режимів різання для промисловості, які забезпечують якість поверхонь тертя високошвидкісних підшипників ковзання для друкарської техніки.

Табл. 5. Бібліогр.: 15 назв.

УДК 532.53:629.784

Структура циркуляційних течій в’язкої нестисливої рідини поблизу радіальних перегородок / Ковальов В.А. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 60–64.

Наведено результати числового моделювання вісесиметричних течій у резервуарах із жорсткими перегородками. Виконано аналіз структури циркуляцій i характеру розвитку течії в часі залежно від геометричних параметрів перегородок і чисел подібності Рейнольдса, Ейлера і Россбі. Встановлено, що циркуляційні течії поблизу перегородок здатні коригувати структуру й енергетичні характеристики основного потоку, а також істотно змінювати особливості розвитку течій як в області впливу перегородки, так і поблизу внутрішніх її кромок. Отримано дані щодо раціонального розміщення перегородок у потоці з точки зору мінімізації їх маси та кількості, що має велике значення для літального апарата. Порівняння числових даних з експериментальними свідчить про якісний збіг отриманих результатів. Встановлено такі характеристики течій, як поля азимутальної швидкості, структури меридіональних течій і циркуляцій у кожному конкретному випадку течії. Дано практичні рекомендації з проектування подібних внутрішніх конструкцій стабілізуючих пристроїв.

Іл. 4. Бібліогр.: 4 назви.

УДК 669.018.95:539.4.015:665.3:621.762.5

Вплив механічних коливань на формування мікроструктури монокристалів і керамічних композитів під час вирощування з розплаву / Лобода П.І., Богомол Ю.І., Соловйова Т.О. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 65–72.

Досліджено вплив механічних коливань частотою 50 Гц на процес формування мікроструктури та хімічного складу монокристалів із гексабориду лантану й армованих керамічних композитів системи LaB6–ZrB2 під час кристалізації із розплаву та подальшої термообробки. Встановлено, що механічні коливання впливають на процес кристалізації і призводять до вирівнювання концентраційного профілю розподілу атомів перед фронтом росту кристала, змінюють форму та розміри зони розплаву, а також підсилюють структурну неоднорідність. Методами оптичної мікроскопії, рентгенівської текстурдифрактометрії, мікрорентгеноспектральним і рентгенофазовим аналізами показано, що внаслідок дії механічних коливань змінюється кількість, розмір і форма волокон дибориду перехідного металу в процесі спрямованої кристалізації евтектичного сплаву LaB6–ZrB2. З’являється розорієнтація матричної і армуючої фаз відносно кристалографічного напрямку росту, що задається кристалом-затравкою, яка призводить до погіршення монокристалічності зразка. Підвищується дефектність структури, що своєю призводить до зменшення періоду ґратки і густини гексабориду лантану та керамічного композиту системи LaB6–ZrB2.

Іл. 8. Табл. 2. Бібліогр.: 11 назв.

УДК 621.745.55

Способи створення пошарової системи із рудно-флюсо-паливних композицій з підвищеним вмістом твердого палива / Чернега Д.Ф., Нещадим В.М., Кудь П.Д., Іванченко Д.В. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 73–77.

Експериментально досліджено чотири способи отримання котунів з рудно-флюсових композицій з підвищеним вмістом твердого палива, що базуються на поєднанні процесів згрудкування вихідних сировинних матеріалів і їх спікання за температури 1593–1598 К: 1) тверде паливо змішувалося з вихідними шихтовими матеріалами безпосередньо перед їх згрудкуванням; 2) паливо накочувалось на поверхню гранул крупністю 10–15 мм, і лише потім котуни підлягали випаленню; 3) варіантні частинки твердого палива (50 %) змішувались із сировинними шихтовими матеріалами перед їх згрудкуванням, а решта накочувалась на поверхню гранул з подальшою імітацією реального процесу змішування котунів із твердим паливом у барабанному змішувачі; 4) тверде паливо в кількості 40 % змішувалось із сировинними шихтовими матеріалами перед їх згрудкуванням, 40 % твердого палива наносилось на поверхню сирих гранул з імітацією процесу барабанного згрудкування, а 20 % залишкового палива наносилось на гранули перед завантаженням їх у піч. Міцність на стиснення випалених офлюсованих котунів, що містять підвищену кількість твердого порохнявого палива, змінюється в межах 1,9–2,45 кН/котун  і не характеризується високими показниками, хоча і перевищує вимоги Держстандарту на 0,5–0,95 кН/котун. Визначено вміст монооксиду заліза (FeO) і заліза металевого (Feмет) в офлюсованих котунах після їх випалення і встановлено, що FeO змінюється в межах 21,5–27,2 %, Feмет – 11,2–18,9 %. Максимальний ріст цих показників спостерігається у випалених котунах, виготовлених за четвертим варіантом. Підвищення вмісту FeO і особливо Feмет у компактному випаленому шихтовому матеріалі свідчить, що застосування такої технології сприяє росту ступенів дисоціації гематиту і металізації в кінцевому продукті та підвищенню його металургійних властивостей.

Іл. 3. Бібліогр.: 7 назв.

УДК 535.317

Інфрачервона гібридна лінза з виправленою сферичною аберацією / Колобродов В.Г., Микитенко В.І., Сірий Є.А. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 78–81.

Запропоновано метод корекції сферичної аберації монохроматичної рефракційної лінзи проектуванням її як гібридної. В основі методу лежить рівняння, що дає можливість для гібридної лінзи отримати розрахункові довжину хвилі і фокусну відстань її дифракційної складової, сферична аберація якої в межах заданого світлового діаметра дорівнює сферичній аберації рефракційної складової, але протилежна за знаком. На основі цього методу розраховано світлосильну плоско-випуклу германієву гібридну лінзу, яка для світла з робочою довжиною хвилі формує ідеальний сферичний фронт. З метою підвищення до необхідного значення дифракційної ефективності такої лінзи пропонується змінювати отримані розрахункові параметри її дифракційної частини. Показано, що зі збільшенням дифракційної ефективності гібридної лінзи значення її сферичної аберації також збільшується, проте залишається значно меншим, ніж у рефракційної складової.

Іл. 3. Бібліогр.: 5 назв.

УДК 541.138.2

Вплив електроосмотичних явищ на час перехідних процесів у амперометричних газових сенсорах / Букет О.І., Лінючева О.В., Блуденко А.В., Нагорний О.В., Лінючев О.Г. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 83–88.

Стаття присвячена 100-річчю з дня народження видатно- го вченого-електрохіміка, член-кореспондента АН УРСР              Л.І. Антропова і продовжує цикл досліджень перехідних процесів у амперометричних сенсорах. Виявлено причини розбіжностей у тривалості перехідних процесів, які при вимірюваннях, розмежованих перервою від кількох хвилин до кількох годин, не дають змоги за величинами часу виходу струмового сигналу на 10 і 50 % від його стаціонарного значення оцінити очікуване значення достовірного сигналу сенсора ще до його стабілізації. Показано, що перебіг електродної реакції викликає тимчасове зростання струмоутворювальної поверхні робочого електрода сенсора, яке нівелюється через кілька хвилин після припинення подачі визначуваного компонента в аналізовану газову суміш. Причиною цього явища є осмотичне накопичення води в зоні струмоутворювальної реакції внаслідок абсорбції її парів із повітря та дифузії з глибини розчину електроліту, що потовщує плівку розчину й спотворює форму його меніска. Протягом часу існування меніска, форма якого спотворена попередньою генерацією струмового сигналу, тривалість перехідного процесу скорочується внаслідок швидшого зарядження поляризаційної ємності робочого електрода більшим за силою струмовим сигналом.

Іл. 6. Бібліогр.: 6 назв.

УДК 620.197.3:620.194

Розвиток електрохімічних методів вимірювання швидкості  корозії металів наукової школи професора Л.І. Антропова / Герасименко Ю.С., Білоусова Н.А., Васильєв Г.С., Васильє-ва С.М., Клименко А.В., Вишневська Ю.П. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 89–102.

Розглянуто розвиток наукових основ електрохімічних методів визначення швидкості корозії металів, робота над якими започаткована під керівництвом видатного електрохіміка Л.І. Антропова та продовжується послідовниками  його школи. Опрацьовано аспекти точності визначення швидкості корозії методом поляризаційного опору (R p). Показано, що використання двохелектродної схеми істотно знижує похибку вимірювань R p. Уточнені співвідношення для коефіцієнта пропорційності між R p і швидкістю корозії з урахуванням структури подвійного електрохімічного шару та впливу специфічної адсорбції іонів, які перевірено експериментально. Виведено аналітичну залежність для визначення швидкості корозії за наявності великих поляризаційних ємностей. Розглянуто метод нелінійної подвійної поляризації для визначення кінетичних параметрів корозії за аналітичною формулою в системі з дифузійним або пасиваційним контролем, який не потребує застосування емпіричних коефіцієнтів. Описано новий неруйнівний метод на основі поляризаційного опору з використанням неполяризованих електродів. Показано приклади практичного застосування цього методу в дослідженнях корозійної стійкості зварного з’єднання. За дослідженнями характеру зміни поляризаційного опору в часі в сульфатній кислоті  за наявності амінокислот і похідних гуанідину виведено кількісні співвідношення, які визначають зростання фазових плівок на поверхні металів залежно від часу експозиції та концентрації інгібітору.  

Іл. 9. Табл. 8. Библиогр.: 34 назви.

УДК 621.357.2

Отримання компактної міді з карбонатної руди електрохімічним способом / Донченко М.І., Лінючева О.В., Ущаповсь- кий Д.Ю., Редько Р.М., Бик М.В. // Наукові  вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 103–110.

Розглянуто процес електроекстракції міді з розчинів, отриманих вилуговуванням міді з карбонатної руди сульфатною кислотою. Показано, що обробку руди доцільно проводити 10 %-ною кислотою впродовж 30–40 хв при інтенсивному перемішуванні суміші. Здійснено процес електроекстракції міді з концентрованого розчину при ступеневому зниженні густини струму пропорційно до концентрації іонів міді, що зменшується в ході процесу. Виконано порівняння параметрів реального процесу і розрахованого за теоретично отриманими формулами. Встановлено, що прогнозування оптимального режиму електролізу можливо здійснювати за електрохімічними характеристиками, початковою концентрацією металу і геометричними параметрами електрохімічної комірки. Одержано експериментальну залежність напруги на електролізері від концентрації кислоти, іонів міді та густини катодного струму. Виявлено, що основною складовою напруги на електролізері є електрохімічна – різниця потен-ціалів електродів під струмом. Показано зменшення напруги в часі й розраховано питомі витрати електроенергії при отриманні міді методом електроекстракції.

Іл. 5. Табл. 2. Бібліогр.: 8 назв.

УДК 621.35; 65.012

Побудова причинно-наслідкової діаграми для герметизованих електрохімічних пристроїв методом сходження від абстрактного до конкретного / Ігнатович В.М. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. –  № 6. – С. 111–115.

Викладається послідовність дій з побудови узагальненої причинно-наслідкової діаграми для герметизованих електрохімічних пристроїв, якими можуть бути первинні та вторинні хімічні джерела електричної енергії, суперконденсатори, електрохімічні сенсори тощо, виходячи із заданих параметрів пристрою. Діаграма дає можливість наочно представити взаємозв’язок різноманітних факторів, що впливають на параметри електрохімічних пристроїв та їх стабільність під час зберігання й експлуатації. На відміну від загальновідомої причинно-наслідкової діаграми Ісікави, діаграма, описана у статті, побудована не для одного параметра якості виробу, а для виробу в цілому, якість якого характеризується кількома параметрами. Крім того, вона включає можливі причини зміни параметрів електрохімічних пристроїв під час зберігання й експлуатації. Причинно-наслідкова діаграма для виробу може використовуватися як для розробки конструкції та технології електрохімічних пристроїв, так і в управлінні якістю пристроїв під час їх виробництва. Спосіб побудови діаграми в суттєвих рисах збігається з відомим у філософії методом побудови теорії складного об’єкта дослідження – методом сходження від абстрактного до конкретного.

Іл. 1. Бібліогр.: 6 назв.

УДК 620.193.197 (075.8,076)

Моделювання процесів адсорбції органічних сполук на металах на основі концепції “жорстких” і “м’яких” кислот та основ / Погребова І.С. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 6. – С. 116–126.

Розглянуто процес адсорбції поверхнево-активних речовин (ПАР) на металах із позиції утворення комплексів з переносом заряду та їх стабілізації за рахунок зарядної та електронної (орбітальної) взаємодії. Показано доцільність використання при моделюванні адсорбційних процесів кислотно-основної рівноваги Льюїса–Усановича та принципу “жорстких” і “м’яких” кислот та основ (ЖМКО) Пірсона, який слідує з неї. Виведено та якісно підтверджено рівняння, які відповідають встановленню на електроді адсорбційної рівноваги, що обумовлена силами зарядної, електронної та зарядно-електронної взаємодії. Встановлено, що найважливішими характеристиками, які відповідають за адсорбцію ПАР на металах, є зарядне число та потенціал іонізації органічної сполуки й j-потенціал електрода та робота виходу електрона з металу. В рамках запропонованої моделі проведено розподіл металів на дві крайні адсорбційні групи: які відрізняються селективністю їх адсорбційних та електрохімічних властивостей. Показано перспективність використання цієї моделі при прогнозуванні механізмів перебігу різних електрохімічних процесів, в основі яких лежать адсорбційні явища.

Іл. 2. Табл. 1. Бібліогр.: 30 назв.