http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11893 2022-03-20T07:17:27Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13465 Название: Оцінка ризику термічного ураження людей на промисловому об’єкті в разі аварійного горіння твердого ракетного палива Авторы: Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Виталий Анатольевич; Калашников, Іван Володимирович; Шевченко, О. В. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Ця робота передбачає розробку чисельної моделі для розрахунку зон термічного ураження людей у разі аварійного горіння твердого ракетного палива на території промислового об’єкта. Методика. Для розв’язання поставленої задачі – визначення зон термічного ураження людей на території промислового об’єкта – використано рівняння, що виражає закон збереження енергії. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку за наявності будівель на території промислового об’єкта, де має місце аварійна ситуація, використано модель потенціальної течії. Чисельне розв’язання двовимірного рівняння для потенціалу швидкості проведено за допомогою методу Лібмана. Під час використання цієї чисельної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, що формується біля промислових будівель. Для чисельного розв’язання рівняння енергії використано неявну різницеву схему розщеплення. Попередньо здійснено фізичне розщеплення двовимірного рівняння енергії на систему одновимірних рівнянь, що описують перенос температури в одному координатному напрямку. На кожному кроці розщеплення невідоме значення температури визначено за явною схемою біжучого рахунку. На базі побудованої чисельної моделі створено код за допомогою алгоритмічної мови FORTRAN. Результати. На основі розробленої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки ризику термічного ураження людей на території промислового об’єкта, де виготовляють тверде ракетне паливо. Визначено зони, які є небезпечними для перебування персоналу. Наукова новизна. Розроблено ефективну чисельну модель, що дозволяє розраховувати зони термічного забруднення в разі аварійного горіння твердого ракетного палива. Практична значимість. На базі розробленої математичної моделі створено комп’ютерну програму, що дає можливість проводити серійні розрахунки для визначення зон термічного ураження під час надзвичайних ситуацій на території хімічно небезпечних об’єктів. Ця модель може бути використана під час розробки плану ліквідації аварійної ситуації (ПЛАС) для хімічно небезпечних об’єктів.; EN: Purpose. This work involves the development of a numerical model for the calculation of areas of thermal damage to people in the event of solid propellant burning at the industrial site. Methodology. An equation expressing the law of energy conservation was used to solve the problem of determining the areas of thermal shock of people at the industrial site. A potential flow model was used to calculate the airflow velocity field in the presence of buildings at the industrial site where an emergency occurs. The numerical solution of the two-dimensional equation for the velocity potential is derived using the Liebmann method. This numerical model takes into account the uneven velocity field of the wind flow that is formed near industrial buildings. An implicit difference splitting scheme was used to numerically solve the energy equation. The physical splitting of a two-dimensional energy equation into a system of one-dimensional equations describing the temperature transfer in one coordinate direction has been carried out previously. At each splitting step, the unknown temperature value is determined by an explicit point-to-point computation scheme. Based on the numerical model built, the code using the FORTRAN algorithm language is created. Findings. Based on the developed numerical model, a computational experiment was conducted to evaluate the risk of thermal damage to people at the industrial site where solid propellants are produced. The dangerous areas for personnel are identified. Originality. An efficient numerical model has been developed to calculate the zones of thermal pollution in case of solid propellant burning. Practical value. Based on the developed mathematical model, a computer program was created, which allows performing serial calculations for determining the zones of thermal damage during emergencies at the chemically hazardous objects. The mathematical model developed can be used to design an emergency response plan for chemically hazardous objects.; RU: Цель. Данная работа предусматривает разработку численной модели для расчета зон термического поражения людей при аварийном горении твердого ракетного топлива на территории промышленного объекта. Методика. Для решения поставленной задачи – определения зон термического поражения людей на территории промышленного объекта – использовано уравнение, выражающее закон сохранения энергии. Для расчета поля скорости воздушного потока при наличии зданий на территории промышленного объекта, где имеет место аварийная ситуация, использована модель потенциального течения. Численное решение двумерного уравнения для потенциала скорости проведено с помощью метода Либмана. При использовании этой численной модели учтено неравномерное поле скорости ветрового потока, формируемого у промышленных зданий. Для численного решения уравнения энергии использовано неявную разностную схему расщепления. Предварительно осуществлено физическое расщепление двумерного уравнения энергии на систему одномерных уравнений, описывающих перенос температуры в одном координатном направлении. На каждом шагу расщепления неизвестное значение температуры определено по явной схеме бегущего счета. На базе построенной численной модели создан код на алгоритмическом языке FORTRAN. Результаты. На основе разработанной численной модели проведен вычислительный эксперимент для оценки риска термического поражения людей на территории промышленного объекта, где изготовляют твердое ракетное топливо. Определены зоны, опасные для нахождения персонала. Научная новизна. Разработана эффективная численная модель, позволяющая рассчитывать зоны термического загрязнения в случае аварийного горения твердого ракетного топлива. Практическая значимость. На базе разработанной математической модели создана компьютерная программа, которая дает возможность проводить серийные расчеты для определения зон термического поражения при чрезвычайных ситуациях на территории химически опасных объектов. Данная математическая модель может быть использована при разработке плана ликвидации аварийной ситуации (ПЛАС) для химически опасных объектов. Описание: М. Біляєв: ORCID 0000-0002-1531-7882; О. Берлов: ORCID 0000-0002-7442-0548; В. Козачина: ORCID 0000-0002-6894-5532; І. Калашников: ORCID 0000-0002-2814-380; О. Шевченко: ORCID 0000-0001-9907-3610 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13463 Название: Динамічні властивості одноповерхової виробничої будівлі Авторы: Розуменко, Д.В.; Банніков, Дмитро Олегович Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Зараз в Україні зростає попит на повторне використання промислових будівель, які протягом певного часу не були в експлуатації. При цьому частими є випадки, коли нове технологічне обладнання передає на наявні конструкції значні динамічні навантаження протягом тривалого часу. Оскільки дані щодо динамічних властивостей виробничих будівель на сьогодні практично відсутні, основною метою нашого дослідження є оцінка власних динамічних характеристик одноповерхової виробничої будівлі. Методика. Для досягнення поставленої мети необхідно було спочатку обрати тип виробничої будівлі, який є доволі розповсюдженим для сформульованих умов можливості повторного використання. За таку будівлю було взято одноповерхову трипрогонову неопалювану виробничу будівлю (прогони 15 + 15 + 6 м) зі сталевим несучим каркасом. У ході досліджень варіювались перерізи основних несучих елементів, а також схеми їх з’єднання між собою. Розрахунки виконано методом скінченних елементів на базі проєктного комплексу Lira for Windows. Результати. Отримані частотні спектри власних динамічних характеристик основних несучих конструктивних елементів для виробничої будівлі розглядуваного типу перебувають у діапазоні до 30 Гц. Також у ході досліджень отримані залежності для зміни цього діапазону для різних випадків проєктно-конструкторських рішень будівлі. Наукова новизна. Представлені в публікації результати досліджень дозволяють оцінити спектр власних динамічних характеристик одноповерхових багатопрогонових неопалюваних виробничих будівель із традиційним конструктивним рішенням сталевого каркасу. Практична значимість. Отриманий діапазон власних динамічних характеристик виробничої будівлі розглядуваного типу виявляється доволі небезпечним для здоров’я людини. Найбільш несприятливою є форма коливань колон, яка фактично залучає до роботи весь конструктивний каркас. Тому в ході досліджень було розроблено та перевірено спеціальний спосіб стабілізації таких коливань «на основу» за допомогою гнучких канатів.; EN: Purpose. Recently, there has been a growing demand in Ukraine for the reuse of industrial buildings that have not been in exploitation for a certain period of time. At the same time, there are frequent cases when new technological equipment transfers significant dynamic loads to existing structures over a long period of time. Since the available data regarding the dynamic properties of industrial buildings are now practically absent, the main goal of the studies made by the authors is to evaluate and analyze own dynamic characteristics of a one-storey industrial building. Methodology. To achieve this goal, it was necessary first to choose the type of industrial building, which is common enough for the formulated conditions of the reuse possibility. A one-storey unheated industrial building with three purlins (purlins 15 + 15 + 6 m) with a steel supporting frame was taken as such a building. In the course of research, the cross sections of the main load-bearing elements were varied, as well as the schemes of their connection with each other. The calculations were carried out by the finite element method based on the Lira for Windows project complex. Findings. The obtained frequency spectra of the own dynamic characteristics for the main bearing structural elements of an industrial building of the type in question are in the range up to 30 Hz. Also, during the research, dependencies were obtained for changing this range for various cases of design decisions of the building. Originality. The research results presented in the publication make it possible to evaluate the range of the own dynamic characteristics of single-storey multipurlined unheated industrial buildings with the traditional structural solution of the steel frame. Practical value. The resulting range of the own dynamic characteristics of the industrial building of the type in question is quite dangerous for human health. The most unfavorable is the oscillation form of the columns, which actually involves the entire structural frame. Therefore, in the course of research, a special method was developed and tested to stabilize such vibrations «on the base» using flexible ropes.; RU: Цель. В последнее время в Украине растет спрос на повторное использование промышленных зданий, которые на протяжении определенного периода времени не пребывали в эксплуатации. При этом нередки случаи, когда новое технологическое оборудование передает на существующие конструкции значительные динамические нагрузки на протяжении длительного времени. Поскольку данные относительно динамических свойств производственных зданий на сегодня практически отсутствуют, основной целью нашего исследования является оценка собственных динамических характеристик одноэтажного производственного здания. Методика. Для достижения поставленной цели необходимо было сначала избрать тип производственного здания, который является достаточно распространенным для сформулированных условий возможности повторного использования. В качестве такого здания было принято одноэтажное трехпролетное неотапливаемое производственное здание (пролеты 15 + 15 + 6 м) со стальным несущим каркасом. В ходе исследований варьировались сечения основных несущих элементов, а также схемы их соединения между собой. Расчеты выполнены методом конечных элементов на базе проектного комплекса Lira for Windows. Результаты. Полученные частотные спектры собственных динамических характеристик основных несущих конструктивных элементов для производственного здания рассматриваемого типа находятся в диапазоне до 30 Гц. Также в ходе исследований получены зависимости для изменения этого диапазона для различных случаев проектно-конструкторских решений здания. Научная новизна. Представленные в публикации результаты исследований позволяют оценить спектр собственных динамических характеристик одноэтажных многопролетных неотапливаемых производственных зданий с традиционным конструктивным решением стального каркаса. Практическая значимость. Полученный диапазон собственных динамических характеристик производственного здания рассматриваемого типа оказывается достаточно опасным для здоровья человека. Наиболее неблагоприятной является форма колебаний колонн, которая фактически вовлекает в работу весь конструктивный каркас. Поэтому в ходе исследований был разработан и проверен специальный способ стабилизации таких колебаний «на основание» с помощью гибких канатов. Описание: Д. Розуменко: ORCID 0000-0001-6058-9417; Д. Банніков: ORCID 0000-0002-9019-9679 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13449 Название: Організація бездротової мережі на сортувальній станції з використанням бджолиного методу Авторы: Пахомова, Вікторія Миколаївна; Назарова, Д. І.. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Сьогодні бездротові мережі широко використовують в якості альтернативи дротовим, що дозволяє підключити декілька пристроїв як між собою в локальну, так і до глобальної мережі Інтернет. Але на сучасному етапі в Україні немає масового використання бездротової мережі на залізничному транспорті, тому доцільно провести дослідження розгортання такої мережі, зокрема на сортувальній станції. Методика. На програмній моделі «LocBS–BeeCol», що створена мовою Python за алгоритмом бджолиної колонії, визначено оптимальну кількість базових станцій (БС) бездротової мережі та їх розташування на сортувальній станції, проведено дослідження параметрів алгоритму. Вхідні дані моделі «LocBS–BeeCol»: параметри сортувальної станції (площа, кількість клієнтів, яких потрібно підключити до базових станцій); параметри бездротової мережі (радіус покриття базової станції, максимальна кількість клієнтів для однієї базової станції); параметри алгоритму бджолиної колонії (кількість бджіл-розвідників, кількість спроб знайти оптимальне рішення одною бджолою). Результати. Для сортувальних станцій різної потужності (малої, середньої та великої) отримано оптимальну кількість базових станцій бездротової мережі за обмежень на радіус покриття базової станції та кількість клієнтів, що підключені до неї. Так, наприклад, для підключення 300 клієнтів на сортувальній станції середньої потужності, площа якої 2 500x500 м2, необхідно 93 базових станції з радіусом покриття 50 м. Наукова новизна. Якість отриманих рішень значною мірою залежить від вибору параметрів алгоритму бджолиної колонії. Проведено дослідження кількості базових станцій бездротової мережі та часу пошуку оптимального рішення за різною кількістю бджіл та кількістю спроб знайти оптимальне рішення бджолою для сортувальних станцій різної потужності. Визначено, що збільшення кількості бджіл (із 10 до 50) та кількості спроб знаходження оптимального рішення бджолою (із 10 до 50) призводить до уточнення оптимального рішення (зменшення числа базових станцій у середньому на 6,5 та 9,3 % відповідно). Крім того, збільшення кількості бджіл (із 10 до 50) призводить до зменшення часу пошуку оптимального рішення бджолами в середньому в 1,8 раза, у той час як збільшення кількості спроб знаходження оптимального рішення бджолою (із 10 до 50) призведе до зростання часу пошуку оптимального рішення в середньому в 2,14 раза. Практична значимість. Розроблено алгоритм та його програмну реалізацію, які дозволяють визначити необхідну кількість базових станцій та їх розміщення під час розгортання бездротової мережі на сортувальній станції. Для сортувальної станції великої потужності в разі збільшення радіуса покриття базової станції удвічі (із 50 до 100 м) кількість БС зменшується приблизно в два рази (зі 136 до 64), при цьому час пошуку оптимального рішення бджолами збільшується в 2,5 раза (із 8,4 до 20,6 с).; EN: Purpose. In general, today wireless networks are widely used as an alternative to wired, allowing you to connect multiple devices, both among themselves in the local and global Internet. However, at the present stage in Ukraine there is no widespread use of a wireless network at rail transport, therefore it is advisable to conduct research on the deployment of such a network, in particular, at a marshalling yard. Methodology. Using LocBS-BeeCol program model written in Python according to the bee colony algorithm the optimal number of base stations (BS) of the wireless network and their location at the marshalling yards was determined, as well as research on the bee algorithm parameters was conducted. Input data of the LocBS-BeeCol model are as follows: marshalling yard parameters (area, number of clients that need to be connected to base stations); wireless network parameters (base station coverage radius, maximum number of clients for one base station); parameters of the bee colony algorithm (number of scout bees, number of attempts to find the optimal solution using one bee). Findings. For marshalling yards of various capacities (small, medium and high), the optimal number of base stations of the wireless network was obtained with restrictions on the coverage radius of the base station and the number of clients connected to it. Thus, for example, to connect 300 clients at medium-sized marshalling yards with an area of 2500x500 m2, 93 base stations with a coverage radius of 50 m are needed. Originality. The quality of the obtained solutions significantly depends on the choice of the bee colony algorithm parameters. A study of the base stations number of the wireless network and search time for finding the optimal solution for different number of bees and the number of attempts to find the op-timal solution using the bee for marshalling yards of various capacities was carried out. It was determined that an increase in the number of bees (from 10 to 50) and the number of attempts to find the optimal solution by a bee (from 10 to 50) improves the quality of the optimal solution (decrease in the number of base stations by an average of 6.5% and 9.3%), respectively. In addition, increase in the bee number (from 10 to 50) reduces the search time for the optimal solution by bees by an average of 1.8 times, while increase in the number of attempts to find the optimal solution by a bee (from 10 to 50) will increase search time for the optimal solution on average 2.14 times. Practical value. An algorithm and its software implementation have been developed, which make it possible to determine the required number of base stations and their location when deploying a wireless network at a marshalling yards. For marshalling yards with high capacity, when the coverage radius of the base station is doubled (from 50 to 100 m), their number decreases by about half (from 136 to 64), while the time for finding the optimal solution by bees increases by 2.5 times (from 8.4 to 20.6 s).; RU: Цель. Сегодня беспроводные сети широко используют в качестве альтернативы проводным, что позволяет подключить несколько устройств как между собой в локальную, так и к глобальной сети Интернет. Однако на современном этапе в Украине нет массового использования беспроводной сети на железнодорожном транспорте, поэтому целесообразно провести исследование развертывания такой сети, в частности, на сортировочной станции. Методика. На программной модели «LocBS–BeeCol», написанной на языке Python по алгоритму пчелиной колонии, определено оптимальное количество базовых станций (БС) беспроводной сети и их расположение на сортировочной станции, проведено исследование параметров алгоритма. Входные данные модели «LocBS–BeeCol»: параметры сортировочной станции (площадь, количество клиентов, которые нужно подключить к базовым станциям); параметры беспроводной сети (радиус покрытия базовой станции, максимальное количество клиентов для одной базовой станции); параметры алгоритма пчелиной колонии (количество пчел-разведчиков, количество попыток найти оптимальное решение одной пчелой). Результаты. Для сортировочных станций различной мощности (малой, средней и высокой) получено оптимальное количество базовых станций беспроводной сети при ограничениях на радиус покрытия базовой станции и количество клиентов, подключенных к ней. Так, например, для подключения 300 клиентов на сортировочной станции средней мощности, площадь которой 2 500x500 м2, необходимо 93 базовых станций с радиусом покрытия 50 м. Научная новизна. Качество полученных решений в значительной мере зависит от выбора параметров алгоритма пчелиной колонии. Проведено исследование количества базовых станции беспроводной сети и времени поиска оптимального решения при различном числе пчел и количестве попыток найти оптимальное решение пчелой для сортировочных станций различной мощности. Определено, что увеличение количества пчел (с 10 до 50) и количества попыток нахождения оптимального решения пчелой (с 10 до 50) приводит к уточнению оптимального решения (уменьшению числа базовых станций в среднем на 6,5 и 9,3 % соответственно). Кроме этого, увеличение количества пчел (с 10 до 50) приводит к уменьшению времени поиска оптимального решения пчелами в среднем в 1,8 раза, в то время как увеличение количества попыток нахождения оптимального решения пчелой (с 10 до 50) приведет к росту времени поиска оптимального решения в среднем в 2,14 раза. Практическая значимость. Разработан алгоритм и его программная реализация, позволяющие определить необходимое количество базовых станций и их размещение при развертывании беспроводной сети на сортировочной станции. Для сортировочной станции высокой мощности при увеличении радиуса покрытия базовой станции вдвое (с 50 до 100 м) количество БС уменьшается примерно в два раза (со 136 до 64), при этом время поиска оптимального решения пчелами увеличивается в 2,5 раза (с 8,4 до 20,6 с). Описание: В. Пахомова: ORCID 0000-0002-0022-099X;Д. Назарова: ORCID 0000-0002-7134-9416 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13431 Название: 6 (90) випуск. Наука та прогрес транспорту Краткий осмотр (реферат): UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи управління на транспорті, екологія на транспорті, експлуатація та ремонт засобів транспорту, матеріалознавство, залізнична колія, інформаційно-комунікаційні технології та математичне моделювання, нетрадиційні види транспорту, машини та механізми, транспортне будівництво, рухомий склад і тяга поїздів. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.; RU: В статьях отражены научные исследования, выполненные авторами в Днепропетровском национальном университете железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна и других организациях. Статьи посвящены решению актуальных вопросов железнодорожного транспорта по следующим направлениям: автоматизированные системы управления на транспорте, экология на транспорте, эксплуатация и ремонт средств транспорта, материаловедение, железнодорожный путь, информационно-коммуникационные технологии и математическое моделирование, нетрадиционные виды транспорта, машины и механизмы, транспортное строительство, подвижной состав и тяга поездов. Вестник представляет интерес для работников научно-исследовательских организаций, преподавателей высших учебных заведений, докторантов, аспирантов, магистрантов и инженерно-технических работников. 2020-01-01T00:00:00Z