http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12377 Sun, 20 Mar 2022 06:54:56 GMT 2022-03-20T06:54:56Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12397 Название: Computer Simulation of Biological Wastewater Treatment Processes in Aerotanks With Plates Авторы: Biliaiev, Mykola M.; Lemesh, Maksym V.; Biliaieva, Viktoriia V.; Mashykhina, Polina B.; Yakubovska, Zinaida M. Краткий осмотр (реферат): EN: Purpose. Efficiency determination of the aeration tank at the stage of design or reconstruction of bioreactors in which biological wastewater treatment is carried out requires the use of special mathematical models and calculation methods. The main purpose of the article is to develop CFD models for evaluating the operation efficiency of aeration tanks. Methodology. A numerical model has been developed for the computer calculation of the biological wastewater treatment process in aerotanks, taking into account hydrodynamics. The model is based on two-level mass conservation equations for the substrate and activated sludge and the velocity potential equation. The process of biological transformation of the substrate is calculated based on the Monod model. For the numerical integration of the mass transfer equations of activated sludge and substrate, the alternating-triangular difference splitting scheme is used. In this case, the basic equations are divided into two equations of a more simplified form. For the numerical integration of the equations for the velocity potential, it is split into two one-dimensional equations. Further, each equation is solved according to explicit scheme. For the numerical integration of equations that describe the process of substrate transformation based on the Monod model, the Euler method is used. Findings. The software implementation of the constructed numerical model has been carried out. The results of a computational experiment on the study of the wastewater treatment process in an aeration tank with plates are presented. This leads to the conclusion that the quality control of wastewater treatment in aeration tanks is possible with the help of plates. Originality. A multivariate CFD model has been developed, which makes it possible to quickly assess the efficiency of the aeration tank. A feature of the model is the ability to evaluate the operation of the aeration tank, taking into account its geometric shape and location of additional plates in the construction. Practical value. The constructed numerical model can be used during calculations in the case of designing aeration tanks, or in determining the efficiency of wastewater treatment under new operating conditions.; UK: Мета. Визначення ефективності роботи аеротенків на етапі проєктування або реконструкції біореакторів, у яких здійснюється біологічне очищення стічних вод, вимагає використання спеціальних математичних моделей і методів розрахунку. Основною метою статті є розробка CFD-моделі для оцінки ефективності роботи аеротенка. Методика. Для комп’ютерного розрахунку процесу біологічного очищення стічних вод в аеротенку, з урахуванням гідродинаміки, розроблена чисельна модель. В основу моделі покладено двовимірні рівняння збереження маси для субстрату та активного мулу та рівняння для потенціалу швидкості. Процес біологічного перетворення субстрату розраховано на базі моделі Monod. Для чисельного інтегрування рівнянь масопереносу активного мулу та субстрату використано поперемінно-трикутну різницеву схему розщеплення. При цьому базові рівняння розщеплено на два рівняння більш спрощеного вигляду. Для чисельного інтегрування рівняння для потенціалу швидкості здійснено його розщеплення на два одновимірних рівняння. Далі кожне рівняння розв’язано за явною схемою. Для чисельного інтегрування рівнянь, що описують процес трансформації субстрату на базі моделі Monod, використано метод Ейлера. Результати. Здійснено програмну реалізацію побудованої чисельної моделі. Наведено результати обчислювального експерименту з дослідження процесу очищення стічних вод в аеротенку за рахунок використання додаткових елементів у споруді–пластин. Це дозволяє зробити висновки, що управління якістю очищення стічних вод в аеротенках можливе за допомогою застосування пластин. Наукова новизна. Розроблено багатофакторну CFD-модель, що дозволяє швидко оцінити ефективність роботи аеротенка. Особливістю моделі є можливість оцінки роботи аеротенка з урахуванням його геометричної форми та розташування в споруді додаткових пластин. Практична значимість. Побудована чисельна модель може бути використана під час проведення розрахунків у випадку проєктування споруд аеротенків або під час визначення ефективності очищення стічних вод за нових умов експлуатації.; RU: Цель. Определение эффективности работы аэротенка на этапе проектирования или реконструкции биореакторов, в которых осуществляется биологическая очистка сточных вод, требует использования специальных математических моделей и методов расчета. Основной целью статьи является разработка CFD-модели для оценки эффективности работы аэротенков. Методика. Для компьютерного расчета процесса биологической очистки сточных вод в аэротенках, с учётом гидродинамики, разработана численная модель. В основу модели заложены двухуровневые уравнения сохранения массы для субстрата и активного ила и уравнение для потенциала скорости. Процесс биологического преобразования субстрата рассчитан на базе модели Monod. Для численного интегрирования уравнений массопереноса активного ила и субстрата использована попеременно–треугольная разностная схема расщепления. При этом базовые уравнения разделены на два уравнения более упрощенного вида. Для численного интегрирования уравнения для потенциала скорости осуществлено его расщепление на два одномерных уравнения. Далее каждое уравнение решено по явной схеме. Для численного интегрирования уравнений, описывающих процесс трансформации субстрата на базе модели Monod, использован метод Эйлера. Результаты. Осуществлена программная реализация построенной численной модели. Приведены результаты вычислительного эксперимента по исследованию процесса очистки сточных вод в аэротенке за счет использования дополнительных элементов в сооружении – пластин. Это проводит к выводу, что управление качеством очистки сточных вод в аэротенках возможно с помощью применения пластин. Научная новизна. Разработана многофакторная CFD-модель, позволяющая быстро оценить эффективность работы аэротенка. Особенностью модели является возможность оценки работы аэротенка с учетом его геометрической формы и расположения в сооружении дополнительных пластин. Практическая значимость. Построенная численная модель может быть использована при проведении расчетов в случае проектирования сооружений аэротенков или при определении эффективности очистки сточных вод в новых условиях эксплуатации. Описание: M. Biliaiev: ORCID 0000-0002-1531-7882; M. Lemesh: ORCID 0000-0002-1230-8040; P. Mashykhina: ORCID 0000-0003-3057-9204 Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12397 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12396 Название: Моделирование очистки сточных вод на базе CFD-модели: экспресс-расчет Авторы: Козачина, Виталий Анатольевич; Громова, Елена Вячеславовна; Гунько, Елена Юрьевна; Татарко, Л. Г. Краткий осмотр (реферат): RU: Цель. В работе предусмотрена разработка CFD-модели для оценки эффективности очистки сточных вод в горизонтальном отстойнике. CFD-модель может быть применена для расчета гидродинамики течения и массопереноса в сооружениях, имеющих сложную геометрическую форму в области движения потока сточных вод. Методика. Для численного моделирования процесса движения сточных вод в горизонтальном отстойнике использованы две математические модели. Первая модель основана на уравнениях движения вязкой несжимаемой жидкости – уравнениях Навье–Стокса. Эти уравнения записаны в переменных «завихренность – функция тока». Для расчета концентрации загрязнителя в горизонтальном отстойнике использовано двухмерное уравнение массопереноса. Для численного интегрирования этого уравнения применена конечно-разностная схема расщепления. Расщепление моделирующего уравнения массопереноса проведено таким образом, чтобы на каждом дробном шаге неизвестное значение концентрации загрязнителя определять по явной формуле. Для численного интегрирования уравнения переноса вихря и уравнения для функции тока (система уравнений Навье–Стокса) использованы конечно-разностные схемы расщепления. Результаты. На базе разработанной CFD-модели создан комплекс компьютерных программ, позволяющий определять эффективность очистки воды в горизонтальном отстойнике. Представлены результаты проведенного вычислительного эксперимента по оценке эффективности очистки воды в отстойнике с дополнительными элементами в виде пластин. Научная новизна. Создана эффективная CFD-модель, позволяющая оперативно оценивать эффективность очистки сточных вод в горизонтальном отстойнике с дополнительными элементами. Эта модель учитывает геометрическую форму очистного сооружения и наиболее существенные физические факторы, влияющие на эффективность очистки воды в горизонтальных отстойниках: неравномерное поле скорости потока сточных вод, процессы диффузии, различное положение входных и выходных отверстий очистного сооружения. Практическая значимость. Построенная CFD-модель относится к классу «диагностических моделей» и может быть использована для оценки эффективности очистных сооружений на этапе их эскизного проектирования.; UK: Мета. У роботі передбачено розробку CFD-моделі для оцінки ефективності очищення стічних вод у горизонтальному відстійнику. CFD-модель може бути використана для розрахунку гідродинаміки течії і масопереносу в спорудах, що мають складну геометричну форму в області руху потоку стічних вод.Методика. Для чисельного моделювання процесу руху стічних вод у горизонтальному відстійнику використано дві математичні моделі. Перша модель застосована на рівняннях руху в'язкої нестисливої рідини – рівняннях Нав’є–Стокса. Ці рівняння записано у змінних «завихреність – функція потоку». Для розрахункуконцентрації забруднювача в горизонтальному відстійнику використано двовимірне рівняння масопереносу. Для чисельного інтегрування цього рівняння застосовано кінцево-різницеву схему розщеплення. Розщеплення моделювального рівняння масопереносу проведено так, щоб на кожному дробовому кроці невідоме cзначення концентрації забруднювача визначати за явною формулою. Для чисельного інтегрування рівняння переносу вихору та рівняння для функції потоку (система рівнянь Нав’є–Стокса) використано кінцеворізницеві схеми розщеплення. Результати. На базі розробленої CFD-моделі створено комплекс комп’ютерних програм, що дозволяє визначати ефективність очищення води в горизонтальному відстійнику. Представлено результати проведеного обчислювального експерименту з оцінки ефективності очищення води у відстійнику з додатковими елементами у вигляді пластин. Наукова новизна. Створено ефективну CFD-модель, що дозволяє оперативно оцінювати ефективність очищення стічних вод у горизонтальному відстійнику з додатковими елементами. Ця модель враховує геометричну форму очисної споруди та найбільш значущі фізичні фактори, які впливають на ефективність очищення води в горизонтальних відстійниках: нерівномірне поле швидкості потоку стічних вод, процеси дифузії, різне положення вхідних і вихідних отворів очисної споруди. Практична значимість. Побудована CFD-модель належить до класу «діагностичних моделей» і може бути використана для оцінки ефективності очисних споруд на етапі їх ескізного проєктування.; EN: Purpose. Development of CFD model to evaluate the efficiency of wastewater treatment in a horizontal settler. The CFD model can be used to calculate flow hydrodynamics and mass transfer in settlers with complex geometric shape in the area of wastewater flow. Methodology. For numerical simulation of the process of wastewater movement in a horizontal settler, two mathematical models are used. The first model is based on the motion equations of a viscous incompressible fluid – the Navier-Stokes equations. The Navier-Stokes equations are written in the variables «vorticity - flow function». A two-dimensional mass transfer equation is used to calculate the concentration of a pollutant in a horizontal settler. To numerically integrate the two-dimensional mass transfer equation, a finitedifference splitting scheme is used. The splitting of the modeling equation of mass transfer is carried out so that at each fractional step to determine the unknown value of the pollutant concentration by an explicit formula. For numerical integration of the vortex transfer equation and the equation for the flow function (the Navier-Stokes system of equations), finite-difference splitting schemes are used. Findings. Based on the developed CFD model, a complex of computer programs has been developed, which makes it possible to determine the efficiency of water treatment in a horizontal settler with additional elements. The results of a computational experiment to assess the efficiency of water treatment in a horizontal settler with additional elements in the form of plates are presented. Originality. An efficient CFD model has been created, which allows to quickly evaluate the efficiency of wastewater treatment in a horizontal settler with additional elements. The developed CFD model takes into account the geometric shape of the facility and the most significant physical factors, that influence the efficiency of the waste water treatment in horizontal settler: non-uniform flow velocity, diffusion, different position of inlet and outlet openings. Practical value. The developed CFD model belongs to the class of «diagnostic models» and can be used to assess the efficiency of treatment facilities at the stage of their preliminary design. Описание: В. Козачина: ORCID 0000-0002-6894-5532; Е. Громова: ORCID 0000-0002-5149- 4165; Е. Гунько: ORCID 0000-0001-9257-763Х Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12396 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12391 Название: Дослідження впливу системи обслуговування тепловозів на організацію роботи локомотивного депо Авторы: Боднар, Борис Євгенович; Очкасов, Олександр Борисович; Боднар, Євген Борисович; Бобир, Дмитро Валерійович; Очеретнюк, Максим Вікторович Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. У роботі передбачено оцінити вплив систем обслуговування тепловозів на показники їх використання та організацію роботи локомотивного депо. Методика. Для досягнення мети виконано розрахунок експлуатаційних показників тепловозів серій 2ТЕ116 та ТЕ33АС в умовах локомотивного депо. Удосконалено імітаційну модель роботи цеху з ремонту локомотивів. Із використанням методів теорії систем масового обслуговування виконано імітаційне моделювання роботи цеху з ремонту тепловозів за сервісної та планово-попереджувальної систем обслуговування локомотивів. Результати. Розраховано програму ремонту тепловозів за планово-попереджувальної та сервісної систем обслуговування. На основі результатів моделювання роботи ремонтного цеху проведено порівняння впливу показників експлуатації та ремонту на роботу локомотивного депо для двох різних підходів щодо організації технічного обслуговування локомотивів. Імітаційна модель роботи цеху з ремонту локомотивів дозволяє в подальшому проводити порівняльний аналіз використання різних серій локомотивів у депо. Аналіз отриманих результатів демонструє, що запропонований підхід до моделювання технічного обслуговування та ремонту парку тепловозів може бути вдосконалений за рахунок визначення показників надійності під час надходження локомотивів на планові та позапланові види ремонту. Наукова новизна. Полягає в удосконаленні імітаційної моделі цеху з ремонту локомотивів, яка дозволяє проводити аналіз впливу експлуатаційних факторів на систему організації ремонту локомотивів, із метою вибору раціональної системи технічного обслуговування локомотивного парку. Практична значимість. Отримані результати дозволяють проводити аналіз впливу показників експлуатації й ремонту локомотивів на роботу локомотивного депо та визначити доцільність використання обраного тягового рухомого складу на заданій ділянці обслуговування. Отримані результати свідчать, що використання тепловозів ТЕ33АС із системою сервісного обслуговування має скоротити час перебування на всіх видах технічного обслуговування та поточних ремонтів.; RU: Цель. В работе предусмотрено оценить влияние систем обслуживания тепловозов на показатели их использования и организацию работы локомотивного депо. Методика. Для достижения цели выполнен расчет эксплуатационных показателей тепловозов серий 2ТЭ116 и ТЕ33АС в условиях локомотивного депо. Усовершенствована имитационная модель работы цеха по ремонту локомотивов. С использованием методов теории систем массового обслуживания выполнено имитационное моделирование работы цеха по ремонту тепловозов при сервисной и планово-предупредительной системах обслуживания локомотивов. Результаты. Рассчитано программу ремонта тепловозов при планово-предупредительной и сервисной системах обслуживания. На основе результатов моделирования работы ремонтного цеха проведено сравнение влияния показателей эксплуатации и ремонта на работу локомотивного депо для двух различных подходов к организации технического обслуживания локомотивов. Имитационная модель работы цеха по ремонту локомотивов позволяет в дальнейшем проводить сравнительный анализ использования различных серий локомотивов в депо. Анализ полученных результатов демонстрирует, что предложенный подход к моделированию технического обслуживания и ремонта парка тепловозов может быть усовершенствован за счет определения показателей надежности при поступлении локомотивов на плановые и внеплановые виды ремонта. Научная новизна. Заключается в совершенствовании имитационной модели цеха по ремонту локомотивов, которая позволяет проводить анализ влияния эксплуатационных факторов на систему организации ремонта локомотивов, с целью выбора рациональной системы технического обслуживания локомотивного парка. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют проводить анализ влияния показателей эксплуатации и ремонта локомотивов на работу локомотивного депо и определить целесообразность использования, выбранного тягового подвижного состава на заданном участке обслуживания. Полученные результаты свидетельствуют, что использование тепловозов ТЕ33АС с системой сервисного обслуживания должна сократить время пребывания на всех видах технического обслуживания и текущих ремонтов.; EN: Purpose. The work is aimed to assess the influence of locomotive service systems on the indicators of their use and operation organization of the locomotive depot. Methodology. To achieve this purpose the calculation of operational indicators of locomotives of series 2TE116 and TE33AS in the conditions of locomotive depot is performed. The simulation model of the locomotive repair shop has been improved. Using the methods of the queuing systems theory, simulation modeling of the locomotive repair shop with service and schedule preventive systems for locomotive service was performed. Findings. The program of locomotives repair at schedule preventive and service systems is calculated. Based on the simulation results of the repair shop operation, we compared the influence of operation and repair on the locomotive depot operation for two different approaches to the organization of locomotives maintenance. The simulation model of the locomotive repair shop allows further comparative analysis of the use of different series of locomotives in the depot. The analysis of the results obtained demonstrates that the proposed approach to modeling the maintenance and repair of a diesel locomotive fleet can be improved by determining the reliability indicators when locomotives arrive for scheduled and unscheduled repairs. Originality. We improved the simulation model of the locomotive repair shop, which allows analyzing the influence of operational factors on the system of locomotive repair, in order to select a rational system of the locomotive fleet maintenance. Practical value. The results obtained make it possible to analyze the influence of the operation and repair indicators of locomotives on the operation of the locomotive depot and to determine the feasibility of using the selected traction rolling stock at a given service area. The results obtained indicate that the use of TE33AS diesel locomotives with a service system should reduce the residence time for all types of maintenance and repairs. Описание: Б. Боднар: ORCID 0000-0002-3591-4772; О. Очкасов: ORCID 0000-0002-7719-7214; Є. Боднар: ORCID 0000-0001-6040-913Х; Д. Бобир: ORCID 0000-0003-1441-38614; М. Очеретнюк: ORCID 0000-0002-9032-8602 Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12391 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12389 Название: 5 (89) 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. Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12389 2020-01-01T00:00:00Z