2026

Permanent URI for this communityhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/22007

"Наука та прогрес транспорту" за 2026 р.
“Science and Transportation Progress” for 2026

Browse

Now showing 1 - 15 of 15

№ 1 (113) випуск. Наука та прогрес транспорту
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026)
UKR: Журнал має за мету висвітлення актуальних питань наукового супроводження транспорту, рухомого складу, транспортної інфраструктури, інформаційних й інтелектуальних систем на транспорті та оприлюднення результатів фундаментальних і прикладних досліджень, сучасних наукових підходів до розробки технологій, аналізу управлінських, економічних й екологічних аспектів роботи підприємств транспорту та транспортного будівництва. Часопис включено до Переліку фахових наукових видань України, у яких можна публікувати результати дисертаційних робіт на здобуття наукового ступеня доктора наук, кандидата наук та доктора філософії за такими спеціальностями: Комп’ютерні науки та інформаційні технології; Матеріалознавство; Галузеве машинобудування; Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка; Теплоенергетика; Технології захисту навколишнього середовища; Будівництво та цивільна інженерія; Залізничний транспорт; Автомобільний транспорт; Транспортні технології (за видами).
Experimental evaluation of Strength and Deformability of Steel Nails for Wooden Structures
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Bannikov, Dmytro O.; Bakan, I. M.
ENG: Purpose. The main purpose of the paper is to discuss the experimental studies to determine in laboratory conditions the characteristics of nail steel of one of the most common companies on the modern construction market of Ukraine – ExpertFix (Denmark). Methodology. To achieve this goal the tests were carried out for tensile testing of nails of a classic round cross-section of 5 diameters in the range from 4 to 7 mm, manufactured according to the German standard. Findings. According to the results of the study, diagrams of the work of steel nails under load were constructed, which turned out to be very close to the classical diagram of the work of high-strength steel. The destruction of the samples occurred according to a visco-plastic scheme with the formation of a characteristic «neck» at the rupture site. The recorded strength level is from 450 to 700 MPa at a relative deformation of up to 13%. Originality. The obtained characteristics of nails correspond to high-strength steels of classes C390–C500 according to the standard of Ukraine, but do not correspond to steels of grades St1-St3, for which current theoretical approaches to the design of nodal connections have been developed. Therefore, the use of such nail products in practice requires adjustment and clarification of existing approaches and methods of their use in wooden structures, which in turn requires the intensification of scientific research in this direction. Practical value. The practical usage of the strength characteristics of steel nails obtained during experimental studies allows for the correct and reasonable design of nodal connections of wooden structures based on the current Ukrainian standard. It also provides a basis for developing more advanced calculation approaches for assessing their performance.
Аналіз результатів лабораторних випробувань пружних властивостей ґрунтоцементу
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Крисан, Володимир Іванович; Крисан, Віталій Володимирович; Дубінчик, Ольга Іванівна; Мазуренко, М. В.
UKR: Мета. Автори ставлять за мету проведення лабораторних випробувань пружних властивостей ґрунтоцементу і аналіз отриманих результатів для обґрунтування фізико-механічних властивостей ґрунтоцементних паль, що застосовуються для підсилення слабкого земляного полотна та ґрунтової основи. Методика. Програма лабораторних випробувань полягала в отриманні характеристик ґрунтоцементу та проведенні аналізу отриманих результатів у випадку застосування в якості основи залізничної колії. Під час виконання будівельних робіт були відібрані зразки ґрунтоцементу. Після відбору зразки розрізались спеціальним обладнанням, а місця зрізів шліфувались для забезпечення повного контакту з плитами пресу. Після цього в прилад ущільнення було закладено зразки ґрунтоцементу під навантаженням 0,03 МПа та залишено під ним на 72 години. Навантаження зразків виконувалось ступенями з витримкою до стабілізації не менше 5 хвилин. Випробування опрацьовувалися, аналізувалися та розглядалися в рамках аналізу пружних властивостей. Результати. При досягненні тиску 1,12 МПа зразок витримувався 30 хвилин, осадка становила 0,093 мм. Після цього ступенями велось розвантаження до тиску 0,03 МПа зі стабілізацією кожної ступені. Аналіз побудованого графіку свідчить, що залишкова деформація складає 0,03 мм, а сумарна при тиску 1,12 МПа – 0,093 мм. Аналіз побудованого графіку свідчить про наявність петлі гістерезису, що демонструє роботу ґрунтоцементу в пружному режимі. При цьому модуль деформації E на різних ступенях завантаження знаходиться в діапазоні 560…750 МПа. Ґрунтоцемент демонструє стабільні пружні властивості, що робить його ефективним матеріалом для використання в цивільному, промисловому та залізничному будівництві. Наукова новизна. В статті на основі результатів лабораторних випробувань ґрунтоцементу остаточно доведено його високі пружні властивості під час дії циклічних навантажень, що моделюють дію рейко-шпальної решітки на баласт та земляне полотно залізниці. Практична значимість полягає в отриманні значень модуля пружності ґрунтоцементу, які в подальшому можна застосовувати для практичних розрахунків прогнозування осідань ґрунтових основ.
Визначення експериментальної обчислювальної складності реалізації просторових графових фракталів засобами конструктивно-продукційного моделювання
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Летучий, Олександр Ігорович
UKR: Мета. Дослідження спрямовано на визначення показників обчислювальної складності з формування просторових графових фракталів, що у свою чергу вимагає розробки програмного застосунку для їх формування, який дає змогу їх візуально переглядати, а також засобів для підрахунку показників обчислювальної складності. Методика. Для формування просторових графових фракталів використовуються підхід конструктивно-продукційного моделювання, в основі якого лежать правила продукції притаманні формальним граматикам. Конструктивно-продукційне моделювання передбачає ряд перетворень, таких як: спеціалізація, інтерпретація та конкретизація. Перетворення структури описують яким чином можна сформувати просторовий графовий фрактал, що включає визначення предметної області, атрибутику, операцій над атрибутами, правіла підстановки, умови та обмеження над операціями, опис алгоритмів та реалізацію у вигляді програмного забезпечення. Визначаються показники базових операцій, що виконуються на асемблером рівні: арифметичні, присвоєння, порівнювання та переходу. Для підрахунку показників ітерації формування графового фракталу на рівні коду додаються спеціальні лічильники. Лічильники операцій знаходяться лише в тих ділянках коду, які безпосередньо виконуються під час кожної ітерації формування фракталів. Результати. Розроблено програму на мові C# з графічним інтерфейсом. Визначено показники експериментальної обчислюваної складності формування просторових графових фракталів засобами конструктивно-продукційного моделювання на основі використання різних типів кришталевих ґраток. Знайдені залежності мають кореляційне відношення близьке до одиниці. Наукова новизна. Було визначено експериментальну обчислювальну складність реалізації просторових графових фракталів засобами конструктивно-продукційного моделювання. В якості основи формування просторових ґрафових фракталів використовуються різні типи кристалічних ґраток, які описують розташування атомів кристалічних речовин. Практична значимість. Визначення показників обчислювальної складності базових операцій дає можливість прогнозувати час виконання ітерації формування просторових графових фракталів, а також оптимізувати алгоритми її реалізації. Аналіз показників базових операцій дає можливість знайти вузькі місця в алгоритмах з формування просторових графових фракталів.
Визначення фрактальної розмірності часткових геометричних фракталів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Шинкаренко, Віктор Іванович; Маслюк, Віра Олексіївна; Стаднік, А. В.
UKR: Мета. Дослідження спрямовано на визначення залежності фрактальної розмірності часткових геометричних фракталів від ступеня спотворення структури фракталу. Такий аналіз є важливим для розуміння поведінки складних об’єктів у випадку часткового порушення властивості самоподібності, що часто трапляється у реальних задачах комп’ютерної графіки, моделювання природних процесів, біомедичних зображень та аналізу матеріалів. Методика. У дослідженні використано методику побудови фракталів на основі L-систем з проміжним мультисимвольним представленням із підсівом дефектів шляхом випадкового видалення певного відсотка символів зі сформованої послідовності. Аналіз здійснювався за допомогою методу box-counting: фрактальна структура багаторазово покривалася квадратною сіткою зі змінною довжиною сторін квадратів, після чого визначалась кількість квадратів, необхідних для покриття фігури. Фрактальна розмірність визначалася через логарифмічну залежність між кількістю квадратів і довжиною сторони квадратів (метод нахилу прямої на логарифмічному графіку). Графічні зображення фракталів зберігалися у форматі BMP з високою роздільною здатністю для мінімізації похибок, спричинених раструванням. Для підвищення достовірності кожна структура аналізувалася шляхом десятиразового повторного покриття сіткою зі змінними параметрами. Результати. Запропонована методика була апробована на відомих геометричних фракталах: сніжинка Коха, квадратний острів Коха, крива Серпінського, крива дракона, крива Леві без спотворень. Для них отримане значення фрактальної розмірності узгоджується з теоретичним. Для цих фракталів була визначена залежність фрактальної розмірності від ступеня пошкодження (відсотка видалених елементів). Зокрема, зі зростанням кількості дефектів, як правило, спостерігається зменшення значення фрактальної розмірності, що свідчить про втрату самоподібності та спрощення геометричної структури. Такі результати дозволяють кількісно описати процес деградації фрактальних структур та встановити критичні межі стійкості самоподібності. Наукова новизна робити полягає у визначенні нових об’єктів дослідження, а саме часткових геометричних фракталів. Отримані нові дані про ступінь самоподібності часткових фракталів з різним ступенем пошкодженості. Практична значимість полягає у можливості використання отриманих результатів у комп'ютерній графіці, обробці зображень, створенні 3D-моделей, а також у матеріалознавстві та інших науках, де важливе врахування складності та структури матеріалів. Результати роботи розширюють сучасні підходи до аналізу фрактальних структур і пропонують нові методи їхнього дослідження та застосування.
Застосування згорткової нейронної мережі для класифікації кодів автоматичної локомотивної сигналізації
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Гончаров, Костянтин Вікторович; Рибалка, Роман Володимирович; Сердюк, Тетяна Миколаївна
UKR: Мета. Обґрунтування вибору типу та параметрів штучної нейронної мережі для класифікації кодових сигналів автоматичної локомотивної сигналізації АЛСН за наявності завад та спотворень часових параметрів кодів. Методика. Для досягнення поставленої мети виконано порівняльний аналіз різних типів штучних нейронних мереж. Було встановлено, що для класифікації кодів АЛСН найбільш придатною є одновимірна згорткова мережа, яка ефективно виявляє характерні часові ознаки сигналів, потребує менше даних для навчання, стійка до шумів, забезпечує стабільну класифікацію навіть при зсуві сигналу в часі. Були проведені розрахунки кількості параметрів мережі залежно від її конфігурації: кількості шарів, згорткових фільтрів та кількості нейронів у повнозв’язаних шарах. Для навчання мережі використовували синтезовані дані: до еталонних сигналів «З», «Ж», «ЧЖ» додавався шум та вносились випадкові зміни часових параметрів (тривалості імпульсів і пауз). Було синтезовано 1000 реалізацій для кожного кодового сигналу АЛСН. Програмний код для підготовки даних, тренування мережі та класифікації сигналів був написаний мовою Python із використанням бібліотек TensorFlow, Keras, Scipy.signal та NumPy. Результати. Відповідно до отриманої залежності між конфігурацією нейронної мережі та точністю класифікації для розпізнавання кодів АЛСН була обрана мережа, яка містить три згорткові шари, шар Dense з 16-ти нейронів та вихідний шар з трьох нейронів. Працездатність запропонованої нейронної мережі була підтверджена результатами класифікації синтезованих сигналів з низьким відношенням сигнал/шум та сильним спотворенням форми, а також реальних сигналів АЛСН. Наукова новизна. Авторами цієї роботи вперше проведене комплексне дослідження ефективності різних типів штучних нейронних мереж для класифікації кодів автоматичної локомотивної сигналізації АЛСН в умовах інтенсивних завад та часових спотворень, що дозволило обґрунтувати вибір конфігурації одновимірної згорткової нейронної мережі та встановити залежності між параметрами моделі (кількістю шарів, фільтрів, нейронів) та точністю класифікації. Практична значимість. Впровадження цифрового локомотивного приймача сигналів АЛСН із класифікатором на базі запропонованої згорткової нейронної мережі замість застарілої релейної апаратури дозволить зменшити експлуатаційні витрати, підвищити завадостійкість та надійність системи АЛСН за рахунок стійкого розпізнавання кодів в умовах інтенсивних завад та спотворень часових параметрів кодових сигналів.
Комплексна оцінка небезпеки перетинів в одному рівні залізниці й автомобільної дороги з урахуванням когнітивного фактору
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Курган, Микола Борисович; Іванов, Родіон Вікторович
UKR: Мета. Створення діагностичної системи оцінки небезпеки залізничних переїздів, яка базується на багатофакторному аналізі ризику в межах структурованої системи критеріїв. Для досягнення поставленої мети проведено аналіз вітчизняних і міжнародних нормативних документів, що регламентують проєктування та експлуатацію переїздів в одному рівні залізниці й автомобільної дороги, а також оцінено їхні експлуатаційні та економічні характеристики. Методика. Запропонована методика спрямована на підвищення деталізації та інформативності оцінки небезпеки на етапі практичного застосування. Діагностична цінність методики полягає в створенні підґрунтя для планування адресних, цільових заходів безпеки, спрямованих на усунення конкретних факторів небезпеки. Показано, що включення когнітивного фактору забезпечує більш точне ранжування переїздів і створює підґрунтя для обґрунтування адресних заходів підвищення безпеки руху. Результати. Перевірка методики показала, що врахування когнітивного фактору помітно впливає на загальну оцінку небезпеки та змінює порядок розташування переїздів за рівнем ризику. Встановлено, що підвищений ризик пов’язаний не лише з інтенсивністю руху, а й із надмірною кількістю інформації та суперечливими сигналами. Отримані результати підтверджують доцільність цільових заходів із вдосконалення роботи сигналізації та зменшення візуальних перешкод без значних фінансових витрат. Наукова новизна. Вперше розроблено багатофакторну методику оцінки когнітивної небезпеки на залізничних переїздах, що ґрунтується на інтеграції психофізіологічних факторів водія (когнітивне навантаження, когнітивний дисонанс, втома) у систему розрахунку загального ризику. На відміну від існуючих нормативних підходів, запропонована методика дозволяє діагностувати конкретні причини когнітивного ризику та визначати пріоритетність цільових заходів, спрямованих на зниження ймовірності помилки водія. Практичне значення. В умовах, коли фізичні параметри залізничного переїзду (кількість колій, просторове розташування, тип покриття, наявність та тип сигналізації) є технічно або економічно складними для зміни, методика пропонує інструмент оптимізації інформаційного середовища в межах існуючої інфраструктури. Це дозволяє вирішувати аспекти безпеки руху, які не охоплюються чинними нормативними документами.
Методи та засоби рефакторингу онтологій
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Карповський, Дмитро Олегович
UKR: Мета. Робота спрямована на дослідження еволюції концепції рефакторингу – від інструмента оптимізації програмного коду до потужного засобу вдосконалення структур даних, алгоритмів та бізнес-процесів. Основною метою дослідження є вивчення історичного процесу становлення рефакторингу програмного забезпечення та онтологій, можливостей застосування методів покращення до онтологій як специфічного виду програмних структур, що відіграють ключову роль у знання-орієнтованих системах, семантичному вебі та кіберфізичних системах нового покоління. Методика. Методологічну основу дослідження становлять загальнонаукові та спеціальні методи аналізу й узагальнення. Застосовано систематичний огляд наукових публікацій у галузі рефакторингу програмного забезпечення та онтологічної інженерії з використанням повнотекстових і реферативних наукометричних баз даних. У роботі використано методи порівняльного аналізу для зіставлення різних підходів до рефакторингу, структурно-функціональний аналіз для дослідження змін у програмних та онтологічних моделях, а також методи класифікації для групування існуючих технік рефакторингу за рівнем абстракції та сферою застосування. Результати. У межах дослідження проведено ґрунтовний аналіз наукових публікацій, присвячених тематиці рефакторингу та онтологічної інженерії, із залученням повнотекстових і реферативних баз даних. Розглянуто історію становлення підходів до рефакторингу, зокрема трансформації схем даних, концептуального рефакторингу, модифікації обмежень цілісності та еволюції інструментів для оцінки якості змін. Особливу увагу приділено застосуванню рефакторингу до онтологій, включно з аналізом його впливу на модульність, когерентність та повторне використання знань. Наукова новизна роботи полягає в систематичному дослідженні існуючих методів рефакторингу та їх класифікації за типами. Здійснено комплексний аналіз сильних і слабких сторін кожного з підходів, що дозволяє обґрунтовано обирати оптимальні стратегії вдосконалення програмного коду. Запропонований підхід сприяє глибшому розумінню механізмів рефакторингу в контексті різних сфер застосування. Практична значимість Представлені результати можуть бути використані під час проєктування, супроводу та еволюції знання-орієнтованих систем, де важливу роль відіграє структурна узгодженість і підтримка семантики даних. Окреслено перспективи подальших досліджень, що включають автоматизацію процесів рефакторингу онтологій за допомогою методів машинного навчання, розширення системи метрик оцінювання та адаптацію запропонованих рішень до предметних галузей, які характеризуються високою динамікою змін.
Методика оцінювання несучої здатності інвентарних конструкцій наплавних мостів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Перепелиця, Кирило Миколайович; Співак, Дмитро Сергійович
UKR: Мета. Метою даної роботи є розробка підходів для об’єктивного дослідження інвентарної конструкції наплавного залізничного мосту НЖМ–56. Вибір розрахункової схеми наплавного мосту для подальших обґрунтованих досліджень вантажопідйомності та рекомендацій з улаштування мостів з майна НЖМ–56 для пропуску залізничного, автомобільного та гусеничних навантажень. Методика. Варіативне моделювання наплавних (понтонних) мостів НЖМ–56 з різними схемами (довжиною та кількістю понтонних опор) для їх дослідження методом ліній впливу. Аналіз отриманих результатів, обґрунтування розрахункової схеми мостового переходу, яка пропонується до подальших досліджень. Застосування програмного забезпечення, що реалізує метод скінчених елементів для проведення досліджень. Результати. Опрацювання підходів для перерахунку вантажопідйомності інвентарних конструкцій наплавних (понтонних) систем мостів методом скінчених елементів. Визначено варіант довжини та схему збирання наплавного мосту НЖМ-56, що чинить найбільший вплив на величину зусиль, які виникають під дією тимчасового навантаження, для подальших досліджень та надання обґрунтованих рекомендацій з пропуску тимчасового навантаження. Запропоновано найбільш невигідні варіанти та місця розміщення тимчасових рухомих навантажень для дослідження напружено-деформованого стану конструкції. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в отриманні нових результатів на основі уточненої методики для перерахунку вантажопідйомності наплавних (понтонних) систем мостів на прикладі наплавного мосту НЖМ–56. Дослідження зосереджено на вивченні особливостей перехідної частини понтонного мосту, що розглядається як окрема підсистема та в сукупності з елементами руслової частини. Практична значимість. Визначення підходів та методик з перерахунку вантажопідйомності інвентарних конструкцій наплавних (понтонних) систем, які потребують перерахунку за викликами сьогодення. Дослідження направленні на забезпечення безпечного пропуску тимчасового залізничного, гусеничного та колісних навантажень по наплавному (понтонному) мосту НЖМ–56. Визначення особливостей дослідження наплавної системи мосту із застосуванням програмного забезпечення, що реалізує метод скінченних елементів.
Моделювання процесу буксування колісної пари електровоза
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Афанасов, Андрій Михайлович; Кончанін, Станіслав Вадимович; Головко, Роман Дмитрович
UKR: Мета. Своєчасне виявлення та припинення буксування колісних пар електровозів завжди було однією з найбільш актуальних задач залізничного транспорту. Буксування колісних пар електровозів збільшує знос бандажів колісних пар та рейок, підвищує імовірність виходу з ладу тягових електродвигунів, створює аварійні ситуації в експлуатації. Метою даного наукового дослідження є визначення закономірностей розвитку процесу буксування колісної пари електровоза в різних умовах експлуатації шляхом імітаційного моделювання процесу буксування. Методика. Методологічною основою дослідження є загальні принципи системного аналізу, математичного аналізу, моделювання електромеханічних систем, теоретичної механіки та теорії електричної тяги. Комп’ютерне імітаційне моделювання процесу розвитку буксування колісної пари виконувалося за допомогою середовища «Simulink». Результати. В результаті наукового дослідження створено математичну модель процесу буксування колісної пари електровоза, в якій враховано тягову характеристику електроприводу, характеристику зчеплення, фізико-хімічний стан контакту колесо – рейка, моменти інерції складових тягового електроприводу та часові параметри процесу втрати зчіпних якостей. Отримано апроксимуючий вираз, якій з досить високою точністю описує характеристику зчеплення, яку представлено у вигляді залежності безрозмірного коефіцієнта зчеплення від відносного ковзання поверхні колеса по рейці. Створено імітаційну модель, яка дозволяє моделювати процес буксування колісної пари електровоза в різних умовах експлуатації. В результаті моделювання отримані характеристики трьох варіантів розвитку буксування для реальних параметрів тягового електроприводу та умов експлуатації. Визначені співвідношення, при яких тимчасова втрата зчіпних якостей електровоза приводить до розносного буксування. Наукова новизна. Запропоновано аналітичний вираз та визначені коефіцієнти апроксимації для залежності коефіцієнта зчеплення коліс з рейками від швидкості ковзання поверхонь коліс по рейках. Сформульовані умови, що визначають характер розвитку буксування колісної пари, які можуть бути використанні при розробці принципів автоматичного керування тяговим електроприводом з високою стійкістю проти буксування. Практична значимість. Створена модель дозволяє проводити теоретичні дослідження процесу розвитку буксування колісних пар електровозів в різних умовах експлуатації. Результати таких досліджень можуть бути використані для створення системи автоматичного керування тяговим електроприводом, яка забезпечує підвищення стійкості електровоза проти буксування.
Обґрунтування конструкції станції метрополітену пілонного типу в скельних породах при варіюванні ширини пілонної частини
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Федоров, Костянтин Євгенович
UKR: Мета. Автор ставить за мету провести чисельний аналіз методом скінченних елементів конструкції станції пілонного типу, що зводиться в скельних породах Новоавстрійським методом спорудження тунелів (NATM), й провести її обґрунтування під час варіювання ширини пілонної частини, визначивши залежності компонент напружено-деформованого стану. Методика. Визначено, що станція метрополітену пілонного типу, що досліджується, є конструкцією, яка має явну неоднорідність структури. Проведений детальний аналіз конструктивного рішення системи «пілон – прохід» станції метрополітену пілонного типу, що споруджується NATM. Обґрунтовано, що відображення неоднорідної структури станції метрополітену пілонного типу із відтворенням системи «пілон – прохід» є завданням математичного моделювання на основі методу скінченних елементів. За допомогою розрахункового професійного комплексу Structure CAD розроблено скінченно-елементні моделі станції пілонного типу із варіюванням ширини пілонної частини. Результати. Отримано результати напружено-деформованого стану комбінованої оправи станції метрополітену пілонного типу за допомогою скінченно-елементних моделей із варіацією ширини пілону. Доведено, що для станції метрополітену пілонного типу при варіації ширини пілону bпіл деформований стан залишається однорідним. Якісний аналіз шістьох компонент напружено-деформованого стану при варіації ширини пілону доводить, що вплив ширини пілону є локальним і загасає в околиці 1,0…1,2 м. Проаналізовані залежності є лінійними або поліноміальними відповідно для різних компонент напруженого й деформованого стану і дозволяють обґрунтувати ширину пілону, що забезпечує міцність станційної конструкції. Наукова новизна характеризується вперше отриманими залежностями напружено-деформованого стану комбінованої оправи станції метрополітену пілонного типу при варіації ширини bпіл. Практична значимість полягає в проведенні низки розрахунків під час математичного моделювання методом скінченних елементів із проведенням аналізу міцності станційної конструкції та наданням рекомендацій щодо вибору її розмірів.
Оптимізація енергоспоживання насосного обладнання ВНС шляхом підбору сучасних насосів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Кіріченко, Павло Сергійович; Савін, Валерій Валерійович; Козачина, Віталій Анатолійович; Машихіна, Поліна Борисівна; Козачина, Валерія Вячеславівна
UKR: Мета. Дослідження з визначення оптимального з технічного та економічного погляду варіанту заміни насосного обладнання на прикладі насосної станції другого підйому ВНС–45, що експлуатується у місті Кривий Ріг. Методика. Дослідження реалізовано у декілька етапів: аналіз фактичного режиму роботи станції, порівняння технічних характеристик альтернативних насосів, побудова графіків сумісної роботи насосів із системою, статистична обробка результатів і оцінка практичної цінності. Такий підхід дозволив забезпечити комплексність аналізу й достовірність висновків. У роботі застосовано методи гідравлічного розрахунку, графічного моделювання та аналізу паспортних характеристик насосів. Усі параметри аналізувались при середньодобовій витраті води 83,07 м3/год. Результати дослідження показали, що найбільш ефективними є насоси Grundfos NB 65–200/198 та MVAe.65–200.A.1100, які забезпечують зниження середньомісячного споживання електроенергії на понад 30 % порівняно з існуючим агрегатом типу Д320–50. Результати. Вирішені питання надмірного енергоспоживання об’єктами систем централізованого водопостачання. Значну частину витрат комунальних підприємств становить робота насосного обладнання, яке у більшості випадків є технічно застарілим і функціонує поза межами оптимального режиму роботи та є енергонеефективним. Отримані результати можуть стати основою для подальших досліджень у напрямку впровадження систем автоматичного керування на базі змінних швидкостей обертання насосів та алгоритмів оптимізації. Наукова новизна. Розроблений науково обґрунтований підхід до модернізації агрегатів насосного обладнання, яке у більшості випадків є технічно застарілим і функціонує поза межами своєї оптимальної робочої зони, з метою підвищення енергоефективності. Практична значимість. Практична цінність дослідження полягає в створенні універсальної інженерної моделі підбору насосного обладнання для міських водопровідних систем, що не потребує зміни гідравлічної схеми або впровадження складних алгоритмів керування. Модель може бути застосована на аналогічних об’єктах без додаткових капіталовкладень у інженерну (трубопровідну) інфраструктуру.
Сучасні засоби підвищення якості навчання із застосуванням онлайн-системи обліку навантаження та успішності студентів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Іванов, Олександр Петрович; Демидович, Інна Миколаївна
UKR: Мета. Підвищення якості навчання студентів за рахунок електронного обліку успішності та навантаження студентів, що забезпечує оперативний доступ студентів до власних результатів навчання, автоматизує облік навчальної діяльності для викладачів, підвищує мотивацію студентів через гейміфікацію та гарантує безперервність і надійність роботи завдяки кросплатформній архітектурі та відмовостійким рішенням. Методика. Для отримання релевантних даних авторами проведено аналіз сучасних LMS, електронних журналів та інтерактивних освітніх платформ, зокрема Moodle, Canvas та Top Hat, а також відповідних наукових публікацій за останні п’ять років. Оцінювались функціональні можливості, кросплатформність, відмовостійкість, інтеграція з університетськими базами та засоби мотивації студентів. Результати. На основі виконаного аналізу було розроблено інтегровану інформаційну систему з двома взаємопов’язаними модулями – студентським додатком «Успішність» та викладацьким «Кабінетом», що забезпечує автоматизацію обліку навчальної діяльності та підвищує ефективність взаємодії між студентами та викладачами. Було проведено інтеграцію з внутрішніми базами даних університету для автоматичного оновлення інформації про оцінки, відвідуваність та розклад занять. У системі використані система керування базами даних MongoDB та фреймворк Flutter для кросплатформної розробки інтерфейсів. Наукова новизна. Вперше у запропонованій системі поєднано дві взаємопов’язані платформи для студентів і викладачів, що забезпечує безперервний доступ до освітніх даних у режимі реального часу. Використання елементів гейміфікації та мотиваційних індикаторів трансформує облік успішності у систему, яка стимулює активність та самостійність студентів. Архітектура з високою відмовостійкістю та кросплатформна реалізація забезпечують надійність і мобільність використання системи в різних освітніх середовищах. Практична значимість. Можливість забезпечення оперативного доступу студентів та викладачів до актуальних даних про навчальну діяльність, що сприяє підвищенню прозорості та контролю навчального процесу. Впровадження системи дозволяє автоматизувати облік відвідуваності та оцінок, зменшуючи адміністративне навантаження викладачів. Додавання елементів гейміфікації стимулює мотивацію студентів і покращує їхню залученість до навчання. Система вже впроваджена та успішно використовується протягом трьох семестрів, що підтверджує її ефективність і практичну цінність для університетського освітнього середовища.
Чисельне дослідження процесу затвердіння тонкого покриття на поверхні тіла
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Губін, Олександр Ігорович; Бразалук, Юлія Володимирівна
UKR: Мета. Плазмове напилення широко застосовується для зміцнення та відновлення робочих поверхонь деталей виробів, що зумовлено сукупністю його техніко-економічних переваг та високою ефективністю процесу. Активне використання цієї технології, зокрема під час обробки деталей широкої номенклатури, обумовлює підвищені вимоги до рівня застосовуваного обладнання та якості вихідних матеріалів. Водночас метод плазмового напилення покриттів має низку обмежень, які водночас слугують потенційним резервом для подальшого вдосконалення технологічних рішень. Ефективним методом розв’язку таких задач є використання математичних моделей. Основна мета роботи полягає у побудові нелінійної математичної моделі затвердіння покриття на поверхні тіла з урахуванням температурної залежності теплофізичних характеристик. Методика. Математична модель для дослідження процесу затвердіння покриття на поверхні тіла включає в себе рівняння теплопровідності для твердої кірки і основи. Чисельне інтегрування моделюючих рівнянь здійснюється за допомогою неявного різницевого методу з ловлею фронту у вузол сітки. Результати. Розроблено комп’ютерну програму, за допомогою якої можливо проведення чисельних досліджень процесів затвердіння титанового та алюмінієвого покриттів на сталевій основі. Наведено результати чисельного моделювання. Наукова новизна. Розроблено нелінійну математичну модель для дослідження процесу затвердіння тонкого покриття на поверхні тіла. Модель базується на чисельному інтегруванні рівнянь теплопровідності для твердої кірки і основи та дозволяє визначити зміну в часі температури в різних точках системи «основа – покриття». Практична значимість. Розроблена математична модель може бути корисною при дослідженні затвердіння покриття напиленого на поверхню тіла, а також при виборі режимних параметрів процесу плазмового напилення. Вона забезпечує наукове обґрунтування параметрів процесу та режимів роботи застосовуваного обладнання. Модель дозволяє оцінювати динаміку формування теплових полів у процесі затвердіння покриттів.
Ієрархія математичних моделей для розрахунку аеротенків
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Biliaiev, Mykola M.; Chirkov, A. O.
ENG: Purpose. Aeration tanks are widely used in wastewater treatment. Complex processes of mass transfer of impurities, activated sludge, and oxygen occur in an aeration tank. Therefore, it is very important to have specialized mathematical models that allow for a comprehensive consideration of complex multifactorial processes in aeration tanks. The aim of this work is to identify the advantages and disadvantages of mathematical models used to evaluate the efficiency of water treatment in aeration tanks, as well as to develop numerical models for analyzing the operation of aeration tanks. Methodology. System analysis methods used in accordance with hydrodynamics and mass transfer models in wastewater treatment tasks in aeration tanks. The solution of the hydrodynamics problem is based on the use of potential flow model. Mass transfer equations that take into account convective and diffusive transport are used to describe the process of impurity movement in an aeration tank. The development of numerical models is based on the use of the method of splitting modeling equations. Findings. Numerical models for calculating the efficiency of water purification in an aeration tank have been developed and implemented in software. These models are a modern tool for mathematical modeling of complex, multifactorial mass transfer processes in aeration tanks. Originality. Based on a systematic analysis, the advantages and disadvantages of the models used to analyze the efficiency of aeration tanks have been identified. The construction of effective numerical models for calculating hydrodynamics and mass transfer in aeration tanks has been considered. Practical value. The proposed numerical models of hydrodynamics and mass transfer in aeration tanks can be useful for rapid assessment of the efficiency of wastewater treatment in aeration tanks.