Кафедра "Комп'ютерне моделювання процесів та систем"

Постійне посилання зібрання

https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/4356

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/cmps

Сучасна назва – кафедра "Комп'ютерне моделювання процесів та систем", попередня назва – кафедра "Cистеми і процеси управління" (від 2001), первісна назва – кафедра “Автоматичне керування рухом”(від 1964).

Кафедра “Автоматичне керування рухом” була створена на інженерно-фізичному факультеті 1 лютого 1964 року для підготовки кадрів вищої кваліфікації, які володіли б як практичною інженерною підготовкою, так і фундаментальними знаннями в галузі математики та інформаційних технологій. Протягом минулих десятиліть кафедра випустила понад півтори тисячі фахівців. Лише за останні 30 років кафедра підготувала близько 600 інженерів-механіків-дослідників, з яких кандидатами наук стали понад 100 осіб і шість осіб – докторами наук.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 5 докторів технічних наук, 7 кандидатів технічних наук; 4 співробітника мають звання професора, 6 – доцента.

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 271

Реалізація в ССКА КіДиМ програмного визначення розмірностей невідомих в задачах механіки на підставі енергетичних співвідношень
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Андрєєв, Юрій Михайлович; Шабанов, Геннадій Вікторович
У роботі представлені результати досліджень реалізованого в спеціальній системі комп’ютерної алгебри (ССКА) КіДиМ алгоритму опрацьовування одиниць виміру фізичних і геометричних величин задач механіки. Програмний комплекс КіДиМ служить для розв’язання задач механіки дискретних механічних систем будь-якої складності інженерної та наукової спрямованості. Для завершеності процесу підготовки вихідних даних для таких завдань суттєве значення має використання в вихідних і результуючих даних одиниць виміру. Вихідні дані завдань КіДиМ завдяки їх аналітичній формі можуть бути записані в будь-якому порядку. Для надання допомоги користувачеві в складі програм КіДиМ є спеціальний діагностичний блок вихідних даних. Тому реалізація використання розмірностей в даних КіДиМ переслідує додаткову мету підвищення діагностичних можливостей системи. Формули розмірностей реалізуються тут як звичайні аналітичні вирази, що дає змогу вбудованій системі комп’ютерної алгебри формувати вирази одиниць виміру даних при їх комп’ютерних аналітичних перетвореннях в процесі розв’язання завдань динаміки, статики і кінематики. Таким чином, постановка задачі опрацьовування одиниць виміру в ССКА КіДиМ включає читання в початкових даних значень змінних з вказаними у формульному вигляді розмірностями, діагностику правильності їх завдання і відповідності цим даним, запам’ятовування їх в екземплярах класів «змінна» та «елемент», обчислення розмірностей відповідно формулам перетворення даних для отримання результатів розрахунків. У статті показано, як за допомогою енергетичних співвідношень між координатами і характеристиками елементів механічної моделі вдається ефективно встановлювати розмірності геометричних і фізичних величин завдань. Для демонстрації логіки роботи реалізованого алгоритму наведено прості компактні приклади з навчальних задач кінематики, статики, динаміки плоских і просторових систем. Показано, як в КіДиМ будуються необхідні для розв’язання задач рівняння, як можна отримати одиниці виміру складових рівнянь і їх рішень. Завдяки тому, що розмірності тут представляються як формули, то відносно просто реалізується їх спрощення – скорочення і заміна похідними одиницями. Крім того, так як змінні, що входять в формули розмірностей і змінні самої задачі, розташовуються в різних просторах даних КіДиМ, вони можуть мати однакові найменування і ніяк не змішуються.
Introduction to transmission electron microscopy "In Situ"
(National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2024) Bagmut, O. G.; Bagmut, I. O.
The tutorial describes the theoretical and practical methods of transmission electron microscopy. The material is illustrated with practical examples, in all sections the necessary literature is given. The results of the authors' work in the field of thin film microscopy and phase transformations are described. For graduate students and students of physical and technical specialties, scientists.
Розробка програмно-математичного забезпечення мобільного робота на основі Arduino та Raspberry Pi
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Сковпень, О. І.; Багмут, Іван Олександрович
Вплив електронного опромінення на кристалізацію аморфних плівок Sb₂2Se₃
(LLC Scientific Publishing Center "InterConf", 2024) Багмут, Олександр Григорович; Багмут, Іван Олександрович
Розробка програми для генерації сіток плоского скінченноелеметного розбиття двухфазних середовищ
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Коновалов, М. В.; Бреславський, Дмитро Васильович
Нові тестові рухи твердого тіла в задачі оцінювання точності алгоритмів безплатформеної орієнтації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Гомозкова, І. О.; Плаксій, Юрій Андрійович
Використання методів теорії ймовірностей та математичної статистики при управлінні проектами
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Некрасова, Марія Володимирівна
Показане місце методів теорії ймовірності та математичної статистики в системі загальнонаукових методів управління проектами. Скорочено описано склад основних методів теорії ймовірності та математичної статистики, найбільш затребуваних при управлінні проектами. Також відмічена роль методу Монте-Карло, бо від призначений для врахування ризику в процесі кількісного аналізу характеристик проекту та прийняття управлінських рішень. Показано можливості управління проектами, які забезпечують методи теорії ймовірності та математичної статистики при управлінні проектами з методології Project Management Body of Knowledge (PMBoK). Показано, що методи теорії ймовірностей та математичної статистики при управлінні проектами з методології PMBoK найбільш потрібні при реалізації наступних груп процесів управління проектом: група процесів планування проекту, група процесів моніторингу та управління проектом.
Розробка мобільного застосунку для перевірки рівня знань англійської мови з використанням мови програмування Swift та фреймворку UIKit
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Красуля, Дар'я Олексіївна; Іванченко, Ксенія Вікторівна; Іванченко, Дмитро Анатолійович
Ця наукова робота спрямована на розробку та впровадження інноваційного мобільного застосунку, спрямованого на оцінку рівня знань іноземних мов. Основна мета дослідження полягала в створенні зручного та швидкого інструменту, який дозволяє користувачам не лише визначати свій рівень мовної компетенції, а й виявляти недоліки та визначати оптимальний шлях для подальшого вдосконалення. В ході дослідження було ретельно проаналізовано існуючі методики та системи оцінювання мовних навичок. На основі цього аналізу були сформульовані докладні функціональні та нефункціональні вимоги до розроблюваного програмного продукту. Вибір технічних та програмних інструментів, зокрема мови програмування Swift та операційної системи IOS, був обгрунтований їхньою актуальністю та можливістю створювати застосунки для всіх пристроїв у екосистемі Apple. Суттєвою частиною роботи було створення бази даних, використовуючи нереляційну систему Realm для мобільних пристроїв. Застосунок взаємодіє з даними у форматі JSON, що дозволяє ефективно завантажувати та відображати списки питань для користувачів. В процесі розробки використовувалися такі бібліотеки, як Foundation, UIKit, RealmSwift та інші, з метою забезпечення оптимальної продуктивності та надійності застосунку. Особлива увага приділялася створенню інтуїтивно зрозумілого та зручного інтерфейсу для користувачів. Процес розробки включав в себе ретельне проектування логіки та структури мобільного застосунку з метою забезпечення максимальної зручності під час використання. Однією з ключових частин дослідження було тестування розробленого застосунку. Здійснювались UI тестування для перевірки коректності та зручності інтерфейсу, тестування сумісності для впевненості у роботі на різних пристроях та функціональне тестування для перевірки відповідності всіх визначених вимог. В результаті дослідження була успішно розроблена інформаційна система для автоматизованого тестування, яка відповідає високим стандартам та вимогам. Отримані результати можуть служити основою для інтеграції програми у навчальний процес або для надання студентам можливості отримати практичні навички в оцінці своєї мовної компетенції.
Розробка програмного засобу для дистанційного контролю знань
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ковтун, Олександр Миколайович; Лінник, Олексій Сергійович; Іванченко, Ксенія Вікторівна
Метою даної дослідження було розроблення та впровадження інформаційної системи для оцінки та тестування знань студентів з метою спрощення процесу створення тестів та оцінки навчальних досягнень викладачів. У ході роботи був проведений огляд існуючих комп'ютерних навчальних програм, аналіз ринку сучасних аналогів, та на основі отриманих даних сформульовано функціональні та нефункціональні вимоги до розроблюваного програмного продукту. Виходячи з поставлених вимог, було обрано технічні та програмні засоби для розробки програми, а саме мова програмування JavaScript та фреймворк ReactJS для розробки клієнтської частини веб-застосунку, що дозволяє швидко та зручно розробляти інтерактивні користувацькі інтерфейси та гарантує стабільну роботу системи. Серверна частина застосунку реалізована за допомогою потужного та гнучкого фреймворку Spring, який дозволяє створювати масштабовані та високопродуктивні веб-додатки. Для досягнення поставленої мети в роботі вирішуються наступні задачі: реєстрація нового користувача, редагування даних користувача,вхід та вихід користувача в/із системи, перегляд/створення/редагування/видалення навчальної групи, перегляд студентів обраної групи, перегляд/створення/редагування/видалення/публікація тесту, перегляд/створення/редагування вправи у окремому тесті, отримання всіх вправ у вибраному тесті, призначення тесту на проходження обраній групі, можливість переглянути/здати призначені користувачу (його групі) тести, можливість перевірити вправи та виставити оцінку (деякі вправи можуть бути оцінені системою автоматично, якщо викладач задав вірну відповідь для порівняння), можливість переглянути результат за зданий тест. Була спроектована та побудована база даних MySQL відповідно до описаної моделі даних яка відповідає третьому ступеню нормалізації. Розроблено структурну та функціональну схеми системи. Виділено три ролі користувачів: адміністратор, викладач, студент. Велике значення приділялося забезпеченню простоти та зручності користування продуктом користувача, оскільки це грає ключову роль у використанні програмного забезпечення. У процесі розробки програми велика увага була приділена створенню інтуїтивно зрозумілого та комфортного інтерфейсу. Як результат, була створена інформаційна система для автоматизованого тестування, яка успішно виконує поставлені завдання і відповідає всім визначеним вимогам, а також є цілком готовою до практичного впровадження. Отримані результати можуть бути використані як для інтеграції програми у навчальний процес, так і для надання студентам можливості отримати практичні навички.
Програмний засіб для обробки даних з довготривалої міцності матеріалів з використанням кривих Едвардса
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Хорошун, Андрій Сергійович; Cенько, Альона Володимирівна; Татарінова, Оксана Андріївна
Надано опис розробленого програмного засобу для збереження та аналізу даних з високотемпературного деформування та довготривалої міцності металевих матеріалів. Для його реалізації як веб-застосунку обрано веб-фреймворк з відкритим кодом Laravel. Рішення Voyager використовується спільно з ним як графічний інтерфейс для взаємодії з базою даних. Для побудови графіків використовується рішення на мові програмування JavaScript з використанням технології Canvas. Описано основні класи та компоненти. За допомогою діаграм варіантів використання показано можливість застосування програмного засобу в інженерній практиці обробки даних експериментальних високотемпературних досліджень повзучості та руйнування. Запропоновано підхід та алгоритм для апроксимації кривих довготривалої міцності загального вигляду, що включають різні типи руйнування, з застосуванням кривих Едвардса. З їхнім використанням отримано аналітичний нелінійний вираз для функціональної залежності між часом до руйнування та руйнівним напруженням. Обговорюються апроксимації різних типів кривої довготривалої міцності, що відповідають процесам накопичення пошкоджуваності у матеріалі за різними типами фізичних механізмів. Продемонстровано небажану можливість отримання завищеного значення часу до руйнування у випадку малих та середніх значень напружень без використання інформації щодо ділянок міжзеренного руйнування, руйнування завдяки окисленню чи корозії та старіння на кривій довготривалої міцності. Використання розробленого програмного засобу , підходу та способу аналітичного представлення функціональної залежності значень руйнівного напруження від часу в еволюційному рівнянні для параметру пошкоджуваності дозволяє проводити уточнені розрахунки елементів конструкцій, що працюють в умовах високотемпературного навантаження.
Конструкція, апаратна та програмна реалізпація системи управління тепловим режимом установки для високотемпературних випробувань
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Лисенко, Володимир Валерійович; Мєтєльов, Володимир Олександрович; Татарінова, Оксана Андріївна; Фесюков, Олексій Володимирович
Надано опис конструкції, системи управління та програмної реалізації управління тепловим режимом експериментальної установки для випробувань на повзучість, яку розроблено в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут". В результаті проведення тестування автоматизованої системи управління та контролю температури було встановлено основні характеристики системи. Визначено, що діапазон завдання регулювання температури від 0 до 999С. Робочий діапазон нагрівання від 100 до 500С. Встановлено, що при виконанні умов розміщення зразку і забезпеченні потрібної термоізоляції камери нагрівання, абсолютне значення середньої похибки регулювання температури має значення, що не перевершує ±2С. Середнє-квадратичне значення похибки регулювання не більш ±1,6С. Визначено, що стабільність підтримання температури залежить від місця розміщення зразку: в центральній зоні камери значення коливань температури є меншими, ніж при нижньому розміщенні зразку. Час циклу вимірювання і регулювання температурного режиму 1,0012 сек. Потужність нагрівачів складає 2х1200 Вт (при фазному включенні) і 2х3500 Вт (при лінійному). Мікроконтролер, задіяний у системі, має ресурси для підключення додаткових модулів і первинних перетворювачів, що надає змогу розширення функціональних можливостей системи шляхом організації додаткових вимірювальних каналів. Наведено перші результати тестування при дослідженні повзучості плоских зразків з алюмінієвих сплавів. Характер отриманої за вимірами деформації зразків кривої повзучості повністю відповідає класичним її формам з трьома ділянками. Надано вигляд фрагменту зруйнованого зразку. Модульна конструкція, універсальність і високі технічні характеристики системи та установки у цілому дозволяють її використання при проведені різноманітних експериментів у наукових дослідженнях і в навчальному процесі.
Комп'ютерне моделювання повзучості роторів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Паламарчук, Павло Ігорович; Cенько, Альона Володимирівна; Марусенко, Олексій Миколайович
Розглянуто питання визначення напружено-деформованого стану при повзучості у моделях роторів парових та газових турбін. Формулювання задачі базується на загальному підході механіки суцільного середовища з використанням теорії плину для опису деформацій повзучості. Як метод розв’язання використано метод скінченних елементів у реалізації професійного інженерного програмного забезпечення. Проаналізовано вплив відцентрового навантаження на напружено-деформований стан, що змінюється протягом 10000 год повзучості матеріалу роторів. Розглянуто дві моделі ротору – спрощену циліндричної форми та ротору барабанного типу, що описано геометрією тіла обертання та який складається з кількох циліндричних частин. Завдяки симетрії моделей розрахункові схеми побудовано на основі використання двовимірного скінченного елементу тіла обертання. Застосовано алгоритми для підготовки вхідних даних, що можуть бути рекомендовані для використання у практиці проектування підприємств енергетичної галузі. Для розрахунків повзучості використано гіпотезу плину (закон Нортону). Проаналізовано повзучість моделей в різних температурних умовах з застосуванням у якості їхнього матеріалу різних сталей, що використовуються у турбобудуванні. За результатами виконаного комп’ютерного моделювання повзучості моделей роторів встановлено рівні деформування та характер перерозподілу напружень, що виникають при однаковому навантаженні відцентровими силами в різних температурних умовах, які викликані робочими процесами у турбіні. Проаналізовано рівні напружень та деформацій у роторі барабанного типу та встановлені найбільш навантажені та деформовані його області. Відмічається, що за даними проведеного моделювання для розглянутої моделі ротору барабанного типу накопичений за час аналізу рівень деформацій є помірним та не перевищує 0.4%, що є придатним з точки зору аналізу експлуатаційних властивостей.
Алгоритми та програмний засіб для обробки зображень структури металевих матеріалів з метою визначення характеристик повзучості
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Грошевий, Михайло Олександрович; Татарінова, Оксана Андріївна; Cенько, Альона Володимирівна
Cтаття містить опис підходу, алгоритмів та програмного засобу для аналізу зображень деформованих структур матеріалів. Розроблений підхід побудовано на виділенні при аналізі мікроструктури матеріалу важливих факторів, що впливають на високотемпературне деформування при повзучості у жароміцному нікелевому сплаві, а саме розмірів каналів та їхньої орієнтації. Розроблений програмний засіб використовує алгоритми перетворення зображень у бінарні чорно-білі за допомогою методу Отсу. Інтенсивність градієнту в кожній точці зображення візуалізується з використанням оператору Собеля. Границі фрагментів визначаються за допомогою детектора країв Кенні. Відрізки прямих ліній знаходяться з використанням перетворення Гафа. Програмний засіб реалізовано на мові програмування Python з застосуванням бібліотеки OpenCV. Описано основні складові частини та надано блок-схему програми. З застосуванням розробленого програмного забезпечення виконано перетворення відомих експериментально отриманих зображень деформованих при температурі 1273К та широкому діапазоні напружень структур зразків з жароміцного нікелевого сплаву CMSX-4 у різні моменти часу. Обговорюються результати аналізу розмірів каналів -фази у сплаві за допомогою кількісного оцінювання перетворених бінарних зображень. Знайдені характеристики були поставлені у відповідність до значення швидкості деформацій повзучості, що була визначена розрахунковим шляхом за відомими експериментальними даними. Показано можливість визначення переходу від ділянки встановленої повзучості до етапу лавиноподібного зростання деформацій та прихованих пошкоджень. Для розглянутого прикладу проведено визначення розташування каналів у представницькому зображенні. Запропоновано методику корегування кривих повзучості з залученням даних обробки зображень структури матеріалу.
Удосконалений алгоритм розв'язання обернених задач динаміки робототехничних пристроїв у ССКА КіДиМ
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Андрєєв, Юрій Михайлович; Дзюба, Василь Леонідович
У роботі представлені результати досліджень аналітичного алгоритму побудови системи лінійних рівнянь для визначення рушійних сил і моментів у ланках робототехнічних пристроїв довільної структури під час руху. Цей алгоритм реалізується як аналітичний алгоритм у спеціальній системі комп'ютерної алгебри (ССКА) КіДиМ, на основі якого формуються чисельні розрахунки зазначених сил та моментів у процесі виконання робочих процесів, позиціонування механізмів у необхідні положення, паркувальні переміщення тощо. Програмний комплекс КіДиМ служить для вирішення завдань механіки широкого класу дискретних механічних систем довільної структури та виду рухів його ланок для розрахунків інженерної та наукової спрямованості. Наведено теоретичне обґрунтування розробленого нового підходу, аналітичний та чисельний доказ його ефективності з погляду процесу автоматичного отримання роздільних рівнянь, обчислювальної ефективності та точності результатів. Пропонований алгоритм є результатом розвитку реалізованого раніше в ССКА КіДиМ аналогічного за цілями алгоритму. На відміну від реалізованого раніше алгоритму, який формує вирішальну систему рівнянь після побудови рівнянь динаміки шляхом їх аналітичних перетворень, новий алгоритм вбудовується у процес формування рівнянь динаміки – здійснює сортування елементів моделі – інерційні, дисипативні, пружні та силові елементи відомих сил та моментів формують праву частину, а силові елементи з невідомими силами і моментами формують матрицю лівої частини рівнянь, що розв’язують обернену задачу динаміки. У статті дано порівняльний аналітичний висновок одного та іншого алгоритму і показано збіг одержуваних рівнянь. Також на прикладах розрахунків оберненої задачі динаміки портального крана та двох 6-ти ступеневих маніпуляторів показані переваги нового підходу.
Автономний метод докалібрування безплатформної інерціальної навігаційної системи у ході експлуатації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Успенський, Валерій Борисович
На сучасному повітряному транспорті широко використовують безплатформні інерціальні навігаційні системи (БІНС). Термін експлуатації таких систем налічує десятиріччя. За цей час можливе погіршення характеристик таких систем, пов'язане з деградацією інерціальних датчиків – гіроскопів та акселерометрів. В цих умовах для підтримки необхідної точності БІНС протягом усього терміну експлуатації необхідно або періодично проводити регламентні роботи з бортовою системою, або безперервно адаптувати модель вимірювань датчиків, що використовується, в частині компенсації виникаючих похибок. Другий з вищевказаних напрямків, який назвемо докалібруванням, має перед першим ту перевагу, що проводиться самою системою автоматично і не вимагає ані додаткового обладнання, ані додаткових робіт з обслуговування. Відомий спосіб докалібрування БІНС заснований на комплексуванні інформації від БІНС та від приймача супутникових радіонавігаційних сигналів (СРС). Таке докалібрування, по-перше, істотно залежить від наявності та якості супутникової інформації, по-друге, можливе лише для інтегрованих навігаційних систем, в яких інерційна підсистема доповнена приймачем СРС. На відміну від відомого способу у цій статті вирішується завдання автономного докалібрування БІНС, яке здійснюється після кожного польоту. Рішення будується на основі лінеаризованої моделі помилок інерційної навігації за крайовими умовами вектора стану (на початку та наприкінці польоту). Зовнішня інформація, що використовується, складається тільки з початкових значень координат і поточних вимірювань баровисотоміра. В результаті рішення наприкінці польоту визначаються похибки гіроскопів та акселерометрів, а також помилка визначення в БІНС кінцевих значень широти та довготи. Похибки датчиків можуть бути використані у наступних вмиканнях системи, що забезпечує підвищення точності її роботи загалом. На типовій програмі імітаційного польоту проведено аналіз придатності та ефективності розробленої методики.
Корекція норми кватерніона орієнтації в алгоритмах БІНС: розрахункові схеми нормування і їх ефективність
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Плаксій, Юрій Андрійович
Розглядається задача корекції норми обчисленого кватерніона орієнтації в алгоритмах функціонування безплатформених інерціальних навігаційних систем. Розглянуто два існуючих підходи до процесу корекції, перший підхід полягає в нормуванні кватерніона повороту на такті обчислень, другий підхід полягає в нормуванні результуючого кватерніона. Приведено 5 відомих розрахункових схем корекції норми. Для моделювання тестового руху в роботі застосовано аналітичну кватерніонну кінематичну модель обертання, основану на послідовності трьох поворотів, що відповідають кутам Крилова. Розглянуто випадок лінійної залежності кутів елементарних поворотів від часу. Модель забезпечує отримання в аналітичному вигляді проекцій вектора кутової швидкості твердого тіла на зв'язані осі і відповідних квазікоординат на такті обчислень. Результати чисельного моделювання еталонного руху для заданого набору частот представлені у вигляді залежностей проекцій вектора кутової швидкості твердого тіла від часу і побудованих траєкторії в конфігураційному просторі параметрів орієнтації. Для визначення кватерніона повороту на такті використано алгоритм Міллера, який дозволяє отримати приріст вектора орієнтації на основі ідеальної інформації з датчиків кутової швидкості у вигляді квазікоординат. Перетворення до кватерніона повороту відбувається за допомогою відповідних розкладень тригонометричних функцій кута істинного повороту (модуля вектора орієнтації) в ряд. На основі програмно-чисельного експерименту показано, що найкращий результат корекції норми обчисленого кватерніона в сенсі мінімальної похибки норми дає одна із схем фінітного нормування, для якої відсутня операція ділення і яка забезпечує стійкість в часі процесу корекції норми. Приводяться результати чисельного моделювання модельного обертального руху твердого тіла і відпрацювання схем корекції норми обчисленого кватерніона орієнтації.
Алгоритмічне визначення рівноважного/усталеного положення динамічної системи кінцево-кроковим методом
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Плаксій, Юрій Андрійович
Розглядається задача алгоритмічного оцінювання рівноважного/усталеного положення динамічної системи на основі мінімальної кількості вимірювань вихідної величини в рівновіддалених моментах часу. Для цього застосований кінцево-кроковий метод, який полягає в формуванні за певними правилами сум і різниць значень вихідної величини, що розташовані симетрично на осі часу відносно деякого моменту, який можна визначити апріорі. В результаті формуються перевизначені системи лінійних рівнянь відносно введених фіктивних невідомих і на основі необхідної умови існування розв’язку цих систем знаходяться формули для визначення рівноважного/усталеного положення динамічної системи. Наведені алгоритми визначення рівноважного/усталеного положення для наступних математичних моделей вихідної величини: у вигляді постійної складової і затухаючої експоненти, у вигляді постійної складової та затухаючої синусоїди, у вигляді постійної складової і двох незатухаючих синусоїд, у вигляді постійної складової, затухаючої складової і незатухаючої синусоїди. Показано, що в умовах відсутності похибок вимірювань вихідної величини похибка оцінювання рівноважного/усталеного положення перехідного процесу залежить тільки від похибки розв’язання системи лінійних рівнянь. Обговорюються шляхи використання надлишкової кількості вимірювань.
Комп'ютерне моделювання повзучості циліндра при його контакті зі стрижнями напівциліндричного перерізу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Паламарчук, Павло Ігорович
Статтю присвячено опису постановки задачі, підходу до моделювання та отриманим результатам з повзучості товстої труби при її контакті зі стрижнями напівциліндричного перерізу, які розташовані симетрично її центру. Представлено огляд наукових публікацій, виконаних у напрямку моделювання контакту при повзучості, в тому числі з використанням МСЕ. Постановку задачі викладено з урахуванням скінченних деформацій та переміщень. Описано умови контакту, представлено варіаційний функціонал, який використовується для скінченноелементного формулювання задачі. Завдяки наявній симетрії геометричних параметрів та крайових умов задачу розв'язано з використанням постановки плоскої деформації. Областю дискретизації в МСЕ є четверта частина перерізу труби, що контактує з перерізом стрижня у вигляді половини кола. Представлено результати верифікаційних досліджень, виконаних з метою оцінювання достовірності розв'язання задачі повзучості циліндру, навантаженого внутрішнім тиском. Обговорюються різні моделі для опису контактної взаємодії, що є можливим використовувати у програмному комплексі ANSYS. Показано переваги використання Normal Lagrange Method. Проаналізовано деформування при повзучості труби з її контактом зі стрижнем протягом 10000 годин. Наведено отримані шляхом комп'ютерного моделювання розподіли компонентів напружено-деформованого стану за перерізами контактуючих елементів та графік перерозподілу інтенсивності напружень у місці контакту. Обговорюються отримані за допомогою розрахунків характеристики деформованого стану поверхні циліндричної труби, який виникає завдяки впливу контактуючого стрижня. Проведено апроксимацію та представлено аналітичні вирази залежності інтенсивності напружень та довжини лінії контакту від часу. Отримані результати розв'язання задачі повзучості свідчать, що протягом приблизно 1.25 року завдяки контакту труби зі стрижнями на її поверхні утворюються дефекти типу вм'ятин.
Теорія ймовірностей
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Некрасова, Марія Володимирівна
Завдання будь-якої науки полягає у виявленні закономірностей, яким підпорядковуються реальні процеси розподілу, планування, управління та прогнозування. Усі вони перебувають під впливом безлічі випадкових чинників та взаємодій. Закономірності можна виявити за цілеспрямованого статистичного вивчення масових явищ, що включають збір, впорядкування, систематизацію та аналіз інформації. При досить великому обсязі даних випадкові впливи згладжуються, і середній результат стає мало залежним від випадку. Це лежить в основі утворення статистичних закономірностей, які, як кажуть, мають статистичну стійкість. Наприклад, характеризуючи діяльність підприємства міста і приймаючи рішення на подальший період, виходять із низки середніх характеристик: вироблення одного робітника, відсотка шлюбу, витрати сировини, продуктивності устаткування тощо. буд. Оперуючи середніми показниками, керуються їх стійкістю, хоча у індивідуальному прояві ці показники можуть коливатися у досить широких межах. Слід зауважити, що вивчення теорії ймовірностей обов'язково має супроводжуватись вирішенням завдань. Причому за самостійного вивчення предмета слід спочатку осмислити умову завдання, виділити вихідні дані та невідомі. Потім знайти можливі шляхи переходу від відомих величин до шуканих. Вибрати найбільш раціональний із них. Після цього здійснити його. І, нарешті, проаналізувати отримане рішення та переконатися у його правильності. Тільки за цих умов виробляється теоретико-імовірнісна інтуїція фахівця, вміння будувати та аналізувати математичні моделі реальних процесів.
Конспект лекцій з курсу "Програмування GUI"
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Іванченко, Ксенія Вікторівна; Багмут, Іван Олександрович
Фреймворк Qt() — це кросплатформний набір для розробки програмного забезпечення для мови програмування C++. Дозволяє запускати програмне забезпечення, написане на ньому, у більшості сучасних операційних систем (ОС), просто компілюючи текст програми для кожної без зміни вихідного коду. Містить усі базові класи, які можуть знадобитися для розробки прикладного програмного забезпечення, від елементів графічного інтерфейсу до мереж, баз даних, класів OpenGL, SVG і XML. Бібліотека забезпечує потоковий, мережевий і міжплатформний доступ до файлів. Відмінною рисою Qt від інших бібліотек є використання рудиментарної системи обробки вихідного коду, що в свою чергу дозволяє значно збільшити функціональність бібліотеки завдяки таким поняттям, як слоти та сигнали. Qt оснащений середовищем розробки графічного інтерфейсу QTDesigner, яке дозволяє створювати діалогові вікна та форми "за допомогою миші". Ідея створення форм в Qt заснована на використанні менеджерів позицій, які забезпечують "гумовий" дизайн, в якому розмір і положення елементів форми визначаються автоматично, що значно прискорює розробку графічних інтерфейсів. У цьому методичному виданні подано необхідний теоретичний матеріал з основ створення графічного інтерфейсу користувача з використанням фреймворку Qt. Кожну з розглянутих тем забезпечено достатньою кількістю прикладів. Це методичне видання призначено для студентів спеціальності 122 – Комп'ютерні науки та інших технічних спеціальностей.

Переглянути

Нові надходження