2021
Permanent URI for this community
Browse
Browsing 2021 by Title
Now showing 1 - 20 of 27
Results Per Page
Sort Options
Item Efficient Algorithms for Parallelizing Tridiagonal Systems of Equations(НМетАУ, Дніпро, 2021) Shvachych, Gennady Grygorovych; Vozna, Nataliіa; Ivashchenko, Olena Valerievna; Bilyi, Oleksandr; Moroz, DmytroENG: The article is devoted to the development of the maximal parallel forms of mathematical models with a tridiagonal structure. The example of solving the Dirichlet and Neumann problems by the method of straight lines and the sweep method for the heat equation illustrates the direct fundamental features of constructing parallel algorithms. It is noted that the study of the heat and mass transfer processes is run through their numerical modeling based on modern computer technology. It is shown that with the multiprocessor computing systems’ development, there disappear the problems of increasing their peak performance. On the other hand, building such systems, as a rule, requires standard network technologies, mass-produced processors, and free software. The noted circumstances aim at solving the so-called big problems. It should be borne in mind that the classical approach to solving the tridiagonal structure models based on multiprocessor computing systems is far more time-consuming compared to single-processor computing facilities. That is explained by the recurrence relations that make the basis of classical methods. Therefore, the proposed studies are relevant and aim at the distributed algorithms development for solving applied problems. The proposed research aims to construct the maximal parallel forms of mathematical models with a tridiagonal structure. The paper proposes the schemes to implement parallelization algorithms for applied problems and their mapping to parallel computing systems. Parallelization of tridiagonal mathematical models by the method of straight lines and the sweeping method allows designing absolutely stable algorithms with the maximum parallel form and, therefore, the minimum possible time for their implementation on parallel computing devices. It is noteworthy that in the proposed algorithms, the computational errors of the input data are separated from the round-off errors inherent in a PC. The proposed approach can be used in various branches of metallurgical, thermal physics, economics, and ecology problems in the metallurgical industry.Item Improvement Quality of Preparation Specialists in Area of Mathematical Modeling(НМетАУ, Дніпро, 2021) Yasev, Aleksandr GeorgievichENG: Improvement quality of preparation specialists in area of mathematical modeling is an actual problem in education students (especially applied) and non mathematical specialties. For solving this problem must be used system and successive exposition of maintenance of the stages of building model with obligatory demonstration of there intercommunications. Each stage of modeling makes some part of quality of model. Most difficult stage is idealization of original, because in this case the most important properties of original must be distinguished and the experimental samples of output of variables of original and calculation samples of model are got.. Main attention it must be spared to estimation of adequacy original and model with the help of famous nonparametric criteria such as criterion Wilcoxon and special criterion for small samples. Last part of modeling usually is optimization parameters of original. Methodology of study, that provides a receipt of the deeper and complete understanding of essence of mathematical modeling of technical objects is offered. Positive results are achieved by using method which is proposed. System exposition of material and accent on research and proof adequacy of model allow to attain the deeper and complete understanding of essence of mathematical design of technical objects and promote efficiency of preparation of specialists in area of the applied mathematical modeling.Item New Approach for the Step-up Converter Efficiency Increasing(НМетАУ, Дніпро, 2021) Guda, Anton I.; Zimoglyad, Andrey Yu.ENG: This paper is devoted to the problem of efficient power conversion technologies creation. The main article objectives are: provide a simple method for the step-up converter energy efficiency improvement, without usage of the bleeding-edge components, explore the characteristics the proposed method and schematic properties, and to establish the bounds of the applicability for the proposed solution. In this paper an another approach is proposed. In the initial state, input voltage is used for the gate driver powering. After the start-up, when output voltage become greater, than the input one, it become the source for the driver. Schottky diodes may be used as a switch between input and output schematic branches for driver powering. Experimental unit to test new approach was created. It is base on IC MC34063A, TC4420, MOSFET IRFP3205 and other components. A series of experiments was held to determine new approach properties. Comparison with classic step-up method reveals difference between approach. Experiments shows, that in the case of high load, classic schematic fails to stabilize output voltage some earlier, than proposed method. In the same conditions power efficiency may be higher up to 15 %. On the other hand, due to increasing power loss in control circuit this method has slightly lesser efficiency in the case low load.Numerical estimation of new approach properties, along with experimental results provides background for correct approach selection. Some discrepancies between theory and experiments requires further investigation. Proposed approach really provides better power efficiency in the case of high load, but using this approach on lower loads may be useless due to control power rising. Precise working range can not be determined only by calculations, experiments are required.Item A Practical Approach to Malware Analysis(НМетАУ, Дніпро, 2021) Klishch, Sergey M.; Guda, Anton I.; Mala, Yuliia; Synytsina, YuliiaENG: Malware analysis takes significant place at the intersection of incident response, forensics, and security monitoring, and system and network administration. The reason behind performing malware analysis is to extract information from a malware sample that can assist in responding to a malware incident. From a business perspective malware analysis is critical for saving valuable data of many organizations since the control of any IT system vulnerability in the wrong hands can have unexpected consequences. In this article we will cover general practical aspects and pre requirements needed for quick start in this area.Item Research of Computing Efficiency in Modular Multiprocessor Systems(НМетАУ, Дніпро, 2021) Ivashchenko, Valery Petrovych; Shvachych, Gennady Grygorovych; Ivashchenko, Olena ValerievnaENG: The article is devoted to the research of efficiency of a multiprocessor computing system in solving problems aimed at expanding the computing area. The purpose of the research is to further develop the approach associated with definition of methodology for effectiveness evaluation of the multiprocessor modular computing system and the impact on this indicator of the calculations deceleration. At the same time, the main attention is paid to the impact peculiarities on this indicator of network interface of multiprocessor system. We should note that the research of these problems is important and relevant. This is not only due to the fundamental limitation of the maximum possible performance of ordinary serial computers, but also to the almost constant existence of computational problems which solution requires additional capabilities of existing computer facilities. The working methods of analyzing the multiprocessor systems efficiency do not allow to determine the optimal number of its nodes for solving a certain class of problems taking into account the calculations deceleration. At the same time, to solution of such problems is short of proper research development on the analysis of the network interface impact on the efficiency of modular multiprocessor computer systems. In addition, to estimate the efficiency of a computing multiprocessor system, the basic analytical relationships are usually not provided through the parameters of the system being studied. The basic regularities concerning the time of solving the problem are revealed, depending on the change in the multiprocessor system calculations area. The research is aimed at determining the deceleration factor associated with the increase of the computing area of a multiprocessor system when compared with the computer version with an unlimited computing area. The analytical ratios are derived for determining the calculations deceleration coefficient. A stage of simulation for calculations of the deceleration factor was carried out to determine the regularities of its change, depending on the application of a particular computing platform. The revealed tendencies of such a change point to the need to reconcile the components of the network interface and computing capabilities of the chosen computing platform. The derived analytical relations were aimed at determining the optimal number of nodes of a multiprocessor system which allow the minimum delay of calculations.Item Вдосконалення методики і розробка програмного забезпечення розрахунку маршрутів виробництва труб безоправочним волочінням з урахуванням точності(Національна металургійна академія України, Дніпро, 2021) Соловйова, Інна Анатоліївна; Николаєнко, Юлія МиколаївнаUKR: Наведено приклади дослідження прогнозування різностінності і визначення товщини стінки заготовки для отримання труби певного розміру, що сприяє підвищенню точності труб з вуглецевих марок сталей при проектуванні маршрутів виробництва. Виконаний кореляційно-регресійний аналіз, визначені фактори, що впливають на зміну різностінності і побудовані регресійні моделі. Результати аналізу доповнили програмне забезпечення визначення розмірів заготовки при проектуванні маршрутів волочіння вуглецевих холоднодеформованих труб безоправочним волочінням.Item Використання нейромережевих класифікаторів для реалізації системи ідентифікації транспортних засобів(НМетАУ, Дніпро, 2021) Островська, Катерина Юріївна; Стовпченко, Іван Володимирович; Губанов, Олександр ДмитровичUKR: Робота присвячена дослідженню нейромережевих класифікаторів для реалізації системи ідентифікації транспортних засобів. В роботі вирішувалося завдання розпізнавання світлових сигналів транспортних засобів. Як детектор транспортних засобів використовувалася полегшена версія YOLOv3, а класифікатором світлових сигналів виступала адаптована під умови задачі архітектура MobileNetv2. Моделі навчалися на декількох датасетах, приведених до єдиного формату. Отримана якість моделей є досить хорошою для доказу працездатності системи. Подальше поліпшення якості можливо за рахунок збільшення обсягу навчальної вибірки і більш точного підбору гіперпараметрів моделі. З точки зору швидкості роботи система розпізнавання показала прийнятний результат.Item Вплив дресування на структуру і властивості гарячекатаної листової сталі для холодної штамповки(НМетАУ, 2021) Куцова, Валентина Зіновіївна; Іванченко, Віталій Георгійович; Котова, Тетяна Володимирівна; Ковзель, Максим АнатолійовичUKR: Досліджено вплив дресування на структуру і властивості гарячекатаних сталевих штаб та листів, які призначені для холодної штамповки. Отримані дані можуть бути використані при визначенні параметрів дресування для забезпечення формування структури і рівня властивостей металу згідно з вимогами ГОСТ 4041–2017. Розробка оптимальної технології дресування дозволить знизити несприятливий вплив процесу старіння та отримати якісну листову сталь для холодної штамповки.Item Дослідження багатоканальних систем почергового керування(НМетАУ, Дніпро, 2021) Станчиц, Георгій Юрійович; Станчиц, Антон Георгійович; Румянцев, Олексій ВіталійовичUKR: Розглядаються багатоканальні системи керування, в яких керуючий вплив, прикладається в одному з каналів, відповідно до деякого закону перемикання. Приведена класифікація багатоканальних систем почергового керування (БСПК). Приведені різні типові схеми БСПК і приведений їх порівняльний аналіз. Розглядаються різні умови перемикання керуючого впливу. Приведена цифрова імітаційна модель БСПК і результати її досліджень.Item Дослідження ефективності розподілених алгоритмів машинного навчання(НМетАУ, Дніпро, 2021) Островська, Катерина Юріївна; Стовпченко, Іван Володимирович; Аніщенко, Владислав ВолодимировичUKR: Робота присвячена дослідженню ефективності розподілених алгоритмів машинного навчання реалізованих в проекті Apache Mahout. В результаті роботи був проведений аналіз ефективності алгоритмів машинного навчання за допомогою методу кластеризації к-середніх (k-Means) і методу нечіткої кластеризації к-середніх (fuzzy k-Means / c-Means), реалізованих в проекті Apache Mahout. Отримано результати тестування обох методів кластеризації на однакових наборах даних. Розглянуто точність кластеризації кожного методу, а також побудовані порівняльні діаграми результатів досліджуваних методів.Item Дослідження особливостей цифрових зображень металоструктур, що містять карбіди(НМетАУ, Дніпро, 2021) Захаров, Олександр Олександрович; Селівьорстова, Тетяна Віталіївна; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Балакін, Валерій Федорович; Камкіна, Людмила ВолодимирівнаUKR: Стаття присвячена розробці інформаційної моделі призначеної для аналізу цифрових зображень металоструктур з карбідними вкрапленнями. Проведений аналіз літературних джерел, встановлено, що дослідження металоструктур є актуальним інструментом оцінки якісних характеристик. Наявність карбідів в структурі металу має значний вплив на його якість. Наведений огляд методики вивченні структури металу, визначено важливість етапу обробки зображення металоструктур. Описані основні способи отримання цифрових зображень структури металу. Представлені зразки металоструктур, з карбідами. Запропоновано процедуру цифрової обробки зображень металоструктур з карбідними вкрапленнями, яка складається з переведення зображення в напівтонове, контрастування та порогової бінарізації. Продемонстровані результати визначення карбідних вкраплень із застосуванням процедури цифрової обробки зображень. Показані переваги та недоліки підходу, визначені напрямки вдосконалення.Item Дослідження переходніх процесів вібраційної машини з інерційним віброзбудником та асинхронним електродвигуном(НМетАУ, Дніпро, 2021) Кононов, Дмитро Олександрович; Єрмократьєв, Віктор Олексійович; Мірошник, Євген СергійовичUKR: Для забезпечення стабільної роботи вібраційної машини (сталість амплітуди коливання при зміні будь-яких параметрів системи) з інерційним приводом використовується зарезонансне налаштування. У зв'язку з цим мають місце складнощі, що виникають під час пуску і вибігу віброВТМ, таких як збільшення амплітуди коливань, можливість зависання електродвигуна на знижених оборотах, що призводить до перегріву. Розроблено математичну модель ВТМ, складені диференціальні рівняння руху ВТМ з урахуванням характеристик асинхронного електродвигуна. Для вирішення системи диференціальних розроблена програма в додатку Simulink. Отримані залежності підтверджують збільшення амплітуди коливання лотка ВТМ при пусту та зупинці ВТМ, що необхідно враховувати для розрахунку параметрів роботи систем з вібраційними машинами. Проведено порівняння експериментальних даних з розрахунковими, має місце гарний збіг результатів.Item Дослідження успішності студентів з проблемами слуху(НМетАУ, Дніпро, 2021) Дорош, Наталія Леонідівна; Астіон, Юлія Володимирівна; Петречук, Ліна МиколаївнаUKR: Проведено дослідження загальних показників та успішності студентів, які відносяться до Регіонального центру освіти інвалідів Національної Металургійної академії України (РЦОІ). Приймаючи до уваги, що Металургійна академія є єдиним закладом IV рівня акредитації в Україні, у якому здобувають освіту студенти з проблемами слуху, надана робота може бути віднесена до актуальних питань сьогодення.. Проведено збір та обробку інформації з навчання студентів з проблемами слуху з 2007 по 2018 роки. Спроектовано і розроблено базу даних РЦОІ. Проведено дослідження якості успішності студентів з проблемами слуху, які навчалися за спеціальністю «Комп’ютерні науки». Виконано аналіз пріоритетності дисциплін в їх освоєнні. Запропоновано об’єднання дисциплін за 6 категоріями. Доведено, що всі категорії дисциплін засвоюються, але дисципліни гуманітарної та соціальної спрямованості засвоюються легше. Підтверджено ефективність та доцільність отримання вищої освіти студентами з проблемами слуху.Item Дробно-дифенційний підхід для опису процесу живлення металів і сплавів, що твердіють в умовах регульованого газового тиску(НМетАУ, Дніпро, 2021) Селівьорстова, Тетяна Віталіївна; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Мала, Юлія АнатоліївнаUKR: Для опису процесів фільтрації в складних дендритно-пористих середовищах запропонований ряд дробно-диференційних математичних моделей дифузійного типу. Описано нелінійне рівняння, що містить дробові похідні Рімана-Ліувілля за часом, яке може бути застосовано для коректного опису однофазної фільтрації не ньютонівської рідини в пористому середовищі.Item Застосування нейромережних технологій для виявлення пневмонії по рентгенівським знімкам(НМетАУ, Дніпро, 2021) Островська, Катерина Юріївна; Мінаєнко, АннаUKR: У роботі спроектовано та розроблено додаток для виявлення пневмонії по рентгенівським знімкам із застосуванням нейромережних технологій на мові Python. Для реалізації програми для розпізнавання пневмонії по рентгенівськім знімкам, яке відноситься до задачі розпізнавання образів, буде застосована архітектура згорткових штучних нейроних мереж.Item Комп’ютерна імітаційна модель технологічного процесу реалізації газодинамічного тиску на розплав при самогерметизації виливка(НМетАУ, Дніпро, 2021) Селівьорстова, Тетяна ВіталіївнаUKR: Стаття присвячена розробці комп’ютерної імітаційної моделі технологічного процесу реалізації газодинамічного тиску на розплав при самогерметизації виливка. Описаний процес розроблення імітаційної моделі технологічного процесу на прикладі сталевого злитка. Значну увагу приділено етапу оцінки параметрів здійснення технології, який включає математичне моделювання процесу затвердіння сталевого виливка, аналіз температурних полів для визначення часу герметизації та темпу подачі регульованого газового тиску під час затвердіння виливка. Інформаційна модель технологічного процесу газодинамічного впливу на розплав в ливарній формі для сталевого злитка представлена у вигляді таблиці, що містить опис порядку проведення даного технологічного процесу, зміст етапів та їхню тривалість. Описано процедуру реалізації розробленої імітаційної моделі у вигляді комп’ютерної моделі – ігрового екшен додатку «Virtual Foundry». Представлений універсальний ігровий pipeline, який було реалізовано засобами графічного 3D моделювання з врахуванням сценарію взаємодії гравця з ігровим оточенням. Представлений інтерфейс графічного симулятора «Virtual Foundry», ігрові сцена та кадри 2D анімації. Відзначено наукову новизну розробленої інформаційної моделі технологічного процесу газодинамічного впливу на розплав в ливарній формі, реалізованої комп’ютерної імітаційної моделі у вигляді графічного симулятора «Virtual Foundry».Item Математична модель силової та деформаційної взаємодії смуги і валків при прокатці з інтенсивною пластичною деформацією(Національна металургійна академія України, Дніпро, 2021) Богдан, Дмитро Олексійович; Балакін, Валерій Федорович; Штода, Максим Миколайович; Николаєнко, Юлія МиколаївнаUKR: Анотація. Все більш жорсткі вимоги пред'являються до якості нафтогазових труб, зокрема, до їх корозійної стійкості. Використання вуглецевих марок для їх виготовлення за традиційною технологією не забезпечує достатнього рівня захисту від корозії або є надто дорогим. Застосування механізму інтенсивної пластичної деформації дає змогу значно змінити зернистість і тим самим підвищити механічні властивості металу та його корозійну стійкість. Розроблена схема простого процесу прокатки з холостим роликом передбачає використання інтенсивної пластичної деформації. Математична модель процесу дозволяє встановити справжню ступінь деформації смуги, спроектувати лабораторний експеримент, визначити корозійну стійкість металу та розробити промислову установку для обробки внутрішньої поверхні труб.Item Моделирование локального контактного влияния характеристик трения на прочность шихтовых материалов(НМетАУ, 2021) Малич, Николай Григорьевич; Усов, Олег АлександровичRUS: Разработана математическая модель разрушения кубических образцов горных пород при наличии контактного трения. Разработан метод, алгоритм и программа расчета предельного вертикального напряжения в вершине развивающейся трещины и расчета предела прочности кубических образцов шихтового сырья с использованием трех показателей свойств (предел сопротивления материала сдвигу, угол внутреннего трения, коэффициент контактного трения), которые простыми способами могут быть установлены экспериментально в условиях горнорудных предприятий, где результаты расчета могут быть оперативно использованы для управления процессами дезинтеграции.Item Моделювання даних процесів моніторингу при нерівномірних і нечітких інтервалах спостережень(Національна металургійна академія України, м. Дніпро, 2021) Скалозуб, Владислав Васильович; Мурашов, Олег В'ячеславовичUKR: У статті досліджено актуальні завдання щодо моделювання і аналізу даних часових послідовностей моніторингу процесів з нерівномірними та нечіткими інтервалами вибірки. Реалізація завдань аналізу і прогнозування таких часових рядів виконується на основі сепарабельної моделі, яка відрізняється окремим формуванням послідовностей величин показників процесу та інтервалів між спостереженнями. Сепарабельна модель була застосована для дослідження процесів клінічного моніторингу стану хворих на діабет з метою визначення оцінок величин нового періоду до виникнення стану/подій, які відповідають встановленим вимогам. Проведено оцінку ефективності удосконаленого квантильного алгоритму моделювання часових послідовностей, запропонованого у цій роботі. Реалізація моделей послідовностей вимірів з нечітким кроком виконується шляхом застосування підходу на основі α-рівнів. Для скаляризації нечіткого результату застосовувався метод центру ваги.Item Модернізація лабораторного прокатного стана 150 для формування у студентів навичок дослідження об'єкта автоматизації(НМетАУ, Дніпро, 2021) Зінченко, Михайло Дмитрович; Потап, Олег Юхимович; Рибальченко, Марія Олександрівна; Маначин, Іван ОлександровичUKR: Дослідження роботи автоматизованих систем управління з застосуванням компьютерів в значної мірі дозволяє скоротіти час, але не дає повного представлення роботи системи на реальному об’екті. Тому застосування реальних об’єктів для дослідження систем управління в навчальному процесі є доцільним і корисним. Метою дослідження є модернізація лабораторного прокатного стана 150, призначеного для про-катки свинцю, олова та пластиліну, і оснащення його датчиками і виконавчими механізмами. В роботі виконано заміну ручного натискного пристрою прокатної кліті автоматизованим, для чого додатково встановлений черв’ячний редуктор, що дозволило збільшити загальне передатне число до 94,5. Переміщення натискних гвинтів здійснюється від двигуна змінного струму, який управляється за допомогою панелі оператору DOP-103BQ і частотного перетворювача MS-300 з вбудованим ПЛК. Як датчик переміщення застосували фотоімпульсний датчик ПДФ-3. Встановлене обладнання та розроблене програмне забезпечення для панелі оператора і ПЛК забезпечилі високу точність встановлення натискних гвинтів в задане положення. Додаткове було розроблено програмне забезпечення для вимірювання енергосилових параметрів процеса прокатки: сили прокатки і електричних параметрів двигуна постійного струму привода прокатної кліті. Вимірюівання енергосилових параметрів і розмірів прокату до и після прокатки дозволило визначити жорсткисть кліті і прокату, що необхідно для розрахування коефіцієнтів передачи автоматизованої системи настройки прокатної кліті.