Кафедра "Математичне моделювання та інтелектуальні обчислення в інженерії"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/1366
Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/dpm
Від 2022 року кафедра має назву "Математичне моделювання та інтелектуальні обчислення в інженерії", первісна назва – "Динаміка та міцність машин".
Iсторія кафедри починається в 1930 році, коли в нашому університеті, що називався тоді Харківський механіко-машинобудівний інститут, була створена спеціальність "Динаміка і міцність машин".
Засновниками спеціальності були видатні вчені: академіки Йоффе Абрам Федорович, Обреїмов Іван Васильович, Синельников Кирило Дмитрович, професор Бабаков Іван Михайлович. В різні роки кафедрою завідували: член-корреспондент АН УРСР Майзель Вениамин Михайлович (1936-1941); академік АН УРСР Філіппов Анатолій Петрович (1948-1960), професор, доктор технічних наук, лауреат Державної премії України Богомолов Сергій Іванович (1960-1991); професор, доктор технічних наук, академік АН вищої школи України Львов Геннадій Іванович (1992-2020). Від 2020 року і по теперішній час завідувач кафедри – лауреат премії Президента України для молодих вчених за видатні досягнення, доцент, кандидат технічних наук Водка Олексій Олександрович.
Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". Наукова школа з динаміки і міцності машин, створена в нашому університеті, широко відома у світі.
У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють; 2 доктора технічних наук, 7 кандидатів технічних наук, 1 доктор філософії; 2 співробітника мають звання професора, 5 – доцента.
Переглянути
19 результатів
Результати пошуку
Документ Сучасний алгоритм лінійного та квадратичного програмування в оптимізації та задачах деформування конструкцій змінної структури в умовах контактування(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Грищенко, Володимир МиколайовичРізноманітні математичні задачі, в яких поставлена мета пошуку екстремуму функціоналу, відносяться до задач математичного програмування, задач оптимізації. Практично спрямованих проблем пошуку оптимального рішення надзвичайно багато в економіці, управлінні, техніці та інших. Вони пов’язані з підвищенням ефективності виробництва, зниженням витрат ресурсів, удосконаленням конструктивних рішень та технологічних процесів, зниженням маси, габаритів тощо. Серед них важлива роль приділяється методам обмеження максимальних напру- жень, обумовлених зовнішніми навантаженнями. Розв'язання таких задач розпочинається з математичної формалізації. В якості параметрів варіювання вибирають конструктивні, економічні або технологічні показники. Пошук найкращого рішення зводиться до підбору сукупності параметрів, які надають стаціонарне значення функції цілі. Екстремальні задачі практичної орієнтації містять в математичних моделях обмеження типу рівності-нерівності. В поліпшенні технічних характеристик машин суттєва роль належить інженерно-технічним працівникам, які на етапі проектування знаходять оптимальні варіанти. При цьому суттєвим елементом процесу проектування є моделювання визначальних процесів в конструкціях з врахуванням основних факторів впливу та сценаріїв поведінки. Оптимізація – важливий напрямок прикладної математики, який надає ефективні інструменти проведення такого моделювання. В роботі [3] запропоновано Universal Algorithm − чисельну схему рішення задач квадратичного програмування (КП), для обчислення оптимальної точки широкого кола прикладних задач. При цьому задача лінійного програмування (ЛП) розглядається як частинний випадок задачі (КП). Тобто в універсальному алгоритмі постановки 2-х задач оптимізації формалізовані в єдиній та зручній формі симетричної матричної залежності, що дає змогу побудувати єдиний ефективний алгоритм на базі операцій матричної алгебри. Зокрема, дозволяє розглядати практичні задачі обчислення НДС в конструкціях змінної структури, що складаються з окремих частин пов’язаних односторонніми зв’язками. Основна ціль даної роботи в аналізі поведінки алгоритму при збільшенні кількості обмежень типу нерівності, уточненні обчислювальної схеми, формулюванні висновків. В якості прикладів роботи алгоритму розглянуті дві модельні задачі. Це класична "транспортна" задача ЛП та поведінка моделі мостової споруди з односторонніми зв’язками у вантах при варіаціях вітрових навантажень. Кількість вант збільшена до 20 а обмежень нерівностей до 40.Документ Коливання систем зі скінченним числом ступенів свободи(2023) Грищенко, Володимир МиколайовичПроцеси, що відбуваються у всіх областях фізики та техніки, супроводжуються коливальним характером. Вивченню закономірностей їх протікання присвячена дисципліна ”Теорія коливань”. Одне з головних її застосувань має місце в механіці, де спостерігається бурхливе зростання потужностей. Багато практично важливих проблем механіки та техніки можуть бути вирішені шляхом аналізу пружних механічних коливань в машинах та загалом в техніці. Теорія коливань присвячена вивченню загальних закономірностей протікання коливальних процесів в різних динамічних системах; правильному трактуванню результатів експериментів при дії вібрацій на споруди та конструкції (прогнозуванню їх поведінки та встановленню причин появи небезпечних режимів), а також розробці математичного апарата та інженерних підходів обчислення цих коливань в різних об′єктах машинобудування. Серед усіх галузей промисловості центральну роль відіграє машинобудування , оскільки всі процеси в матеріальному виробництві, транспорті, будівництві пов’язані з використанням машин. При виконанні робочих операцій основні рухи ланок машин супроводжуються коливальними процесами. Вони можуть проходити як з частотами власних коливань так і з частотами зовнішніх навантажень, наприклад,викликаних роботою ДВЗ. У цих випадках моделі машин повинні враховувати пружні властивості своїх ланок. Важливого значення вивчення динаміки набуває при проєктуванніі розрахунках сучасної техніки: підйомно-транспортного, залізничного, сільськогосподарського призначення; металургійних, будівельних засобів; важкого устаткування, транспорту, шляхових машин і т. д. Існують тенденції зростання продуктивності робочих машин, наростання темпів роботи та підвищення навантажень, розвитку автоматизованих засобів виробництва. Зростають вимоги не тільки до міцності, надійності, стійкості, продуктивності механізмів, але і до точності переміщень робочих органів машин-маніпуляторів. Тому одним з перших розрахунків механізмів є динамічний з урахуванням всіх основних силових навантажень. Він надає повну ясність у процесах, що супроводжують їх роботу та дозволяє конструктору вибирати правильне рішення, щоб забезпечити нормальну роботу. Це виконується засобами теорії коливань. До предмету дисципліни відноситься також формулювання принципів та характеру ідеалізації фізичних явищ та об’єктів, тому щопри дослідженні динаміки довільних складних систем потрібні суттєвіспрощення при побудові фізичних та математичних моделей до їх помірних розмірів. Важливо при цьому збереження достовірності всього процесу моделювання. В результаті проведених досліджень з використанням запропонованих моделей стає можливим формулювання важливих практичних висновків, які дозволяють встановити або безпечні режими роботи механізмів або їх раціональні параметри, при яких агрегати працюють найбільш продуктивно. В аналітичній механіці для контролю за станом об’єктів вводиться фундаментальне поняття – число ступенів свободи (ЧСС), яке дозволяє застосовувати математичний апарат для моделювання поведінки найскладніших машин та споруд. Контрольні завдання виконуються з метою закріплення теоретичного матеріалу, набуття практичних навичок, підходів побудови простих розрахункових і математичних моделей механізмів та дослідження їх поведінки як коливальних систем.Документ Чисельна схема визначення канонічної структури матриці лінійного оператора з використанням механізму віртуальних матриць(ТОВ "Планета-Прінт", 2021) Грищенко, Володимир МиколайовичДокумент Методичні вказівки з організації та проведення всіх видів практики(2021) Грищенко, Володимир Миколайович; Радіонова, Світлана ВолодимирівнаПрактика студентів є невід'ємною складовою частиною процесу підготовки спеціалістів, представляє собою один з найважливіших видів навчальної роботи, призначена максимально сприяти їх професійному становленню та забезпечувати адаптацію в трудовому колективі. Практика представляє собою специфічний вид навчальної діяльності, яка орієнтована в першу чергу на набуття студентами стійких навичок самостійної роботи при вирішенні задач, які є типовими для спеціальності. Наскрізна програма призначена для методичного забезпечення єдиного комплексного підходу до організації практики студентів по спеціальності з дотриманням системності, неперервності та послідовності їх підготовки. У відповідності до навчального плану спеціальності 113 передбачено проведення наступних видів практики: - переддипломна для бакалаврів - VIІІ семестр, 4 тижні; - переддипломна для магістрів – ХІ семестр, 8 тижнів.Документ Методичні вказівки з організації та проведення всіх видів практики(2021) Грищенко, Володимир Миколайович; Радіонова, Світлана ВолодимирівнаПрактична підготовка студентів є одним з найважливіших видів навчальної роботи, яка призначена максимально сприяти їх професійному становленню та забезпечувати адаптацію в трудовому колективі. Практика представляє собою специфічний вид навчальної діяльності, яка орієнтована в першу чергу на набуття студентами стійких навичок самостійної роботи при вирішенні задач, які є типовими для спеціальності. Наскрізна програма призначена для методичного забезпечення єдиного комплексного підходу до організації практики студентів по спеціальності з дотриманням системності, неперервності та послідовності в їх підготовці. У відповідності до навчального плану спеціальності 122 передбачено проведення наступних видів практики: - переддипломна – VIІІ семестр, 4 / 3 тижні для бакалаврів очної / заочної форм навчання відповідно; - переддипломна – ХІ семестр, 8 / 3 тижні для магістрів очної / заочної форм навчання відповідно.Документ Ефективність елементарних неунітарних перетворень в поєднанні з віртуальними матрицями в організації обчислень матричної алгебри(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Грищенко, Володимир МиколайовичСучасні прикладні задачі матричної алгебри потребують алгоритмів ефективної та надійної роботи з великою кількістю рівнянь. Ціль таких алгоритмів полягає в перетворенні цих рівнянь з широким діапазоном чисельних значень їх коефіцієнтів. Перетворення спрямовані на спрощення форми матриць з метою надання їм однієї з канонічних. Розроблено багато чисельних методів, схем, алгоритмів для досягнення цих цілей. На якість результатів перетворень безумовно впливає не лише сам метод а також і порядок виконання окремих операцій. В даній роботі запропоновано прийнятний ( на наш погляд ) варіант роботи з відомими методами та схему їх застосування коли пріоритетні для обчислень питання точності та стійкості, економії оперативної пам’яті та раціональної кількості операцій узгоджуються між собою. Базовою в цих перетвореннях прийнята елементарна неунітарна матриця. Для обмеження безконтрольного росту коефіцієнтів призначено певний порядок операцій з використанням Virtual матриць, в основі яких управління перестановками рядків / стовбців. Ланцюги перетворень з використанням елементарних матриць формують циклічні процеси та можуть бути універсальними. В роботі наведені приклади використання запропонованих схем для двох важливих типових матричних перетворень.Документ Алгоритми оптимального проектування конструкцій сучасними програмними засобами(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2016) Бредихін, І. О.; Грищенко, Володимир МиколайовичДокумент Схема алгоритму покрокового приведення двох матриць у формі шура до простого виду(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Грищенко, Володимир МиколайовичВажливого значення для сучасної техніки набувають питання динамічної поведінки машин та конструкцій. Зважаючи на тенденції сьогодення такі як нові інформаційні технології, трансформація проектно-конструкторських процесів; створення систем САПР (систем автоматизації проектних робіт), особливого значення набувають питання удосконалення методів рішення задач динаміки. Чисельне моделювання стало невід'ємною частиною дослідження самих складних процесів для самих складних фізичних моделей, а Finite Element Method став основним чисельним методом їх дослідження. Зазначені тенденції невідворотно будуть супроводжуватись значним ростом кількості параметрів визначення стану об'єктів. Зокрема, в динаміці машин значної кількості степенів вільності. Як наслідок, появу проблеми багатократного збільшення розмірів задачі. Рішення проблеми власних значень (EigenValue) може розглядатись як важлива компонента в побудові чисельно-аналітичних підходів, які альтернативні простим покроковим схемам інтегрування типу Рунге-Кутта в задачах великого розміру. Можна одержати певні переваги, якщо матриці лінійних перетворень попередньо привести до простих форм. Такий підхід широко застосовується в динаміці (модальний аналіз). В даній роботі запропонована схема алгоритму покрокового чисельного аналізу структури матриці K в проблемі (K,E) →(J,E) та схема побудови жорданового базису для загального випадку коренів характеристичного поліному (для дійсних та комплексних коренів, простих та кратних). В якості стартової форми прийнята стандартна проблема власних значень з матрицею К попередньо приведеною до форми Шура (матрицею блочно-трикутної форми). Схема супроводжується рішенням модельних прикладів.Документ Особливості спектру частот крутильних коливань трансмісій машин(НТУ "ХПІ", 2018) Грищенко, Володимир МиколайовичПитанням міцності машин при інтенсивних динамічних навантаженнях надається першочергове значення. Це різні за призначенням, конструкцією, умовам навантаження машини: енергетичні, самохідні, авто- та промислові трактори, тепловози, транспортні та інші. Їх об'єднує наявність потужного джерела періодичних навантажень в широкому діапазоні частот, наявність відносно податливої трансмісії, схожість характеру динамічних процесів, схожість методів аналізу. Дослідження крутильних коливань для таких систем є обов'язковим. Важливою складовою цього аналізу є розрахунок спектра власних частот та форм коливань багатомасової еквівалентної схеми трансмісії. В роботі розглядається визначення спектра частот та аналіз особливостей форм коливань силової передачі трансмісійних машин. Для чисельних експериментів прийнята 12-ти масова ланцюгова крутильна схема типової силової передачі трактора. Враховані інерційні характеристики двигуна, коробки передач, бортових редукторів, коліс та інших; пружність колінчастого вала, муфт і інших. Обговорюються підходи по спрощенню динамічної моделі. Показано, що спектр достатньо щільний; є поява очікуваних пар майже кратних частот; деякі з форм коливань носять яскравий парціальний характер. Розглянуто також вплив на спектр частот ефекту пониження порядка рівнянь шляхом об'єднання певних мас.Документ Ортогональні та елементарні перетворення матриць узагальненої проблеми власних значень(НТУ "ХПІ", 2017) Грищенко, Володимир Миколайович; Бредихін, І. О.