Дисертації на здобуття наукових ступенів

Постійне посилання на фонд

https://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/2772

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 42

Визначення навантаження, що дiє на валопровiд судна при його русi в умовах iнтенсивного нерегулярного хвилювання
(2020) Урсолов, О. I.; Ursolov, O. I.; Нєкрасов В. О.
Урсолов О. I. Визначення навантаження, що дiє на валопровiд судна при його русi в умовах iнтенсивного нерегулярного хвилювання. – Квалiфiкацiйна наукова праця на правах рукопису. Дисертацiя на здобуття наукового ступеня доктора фiлософiї за спецiальнiстю 135 – суднобудування. – Нацiональний унiверситет кораблебудування iменi адмiрала Макарова, Миколаїв, 2020. У разi вiдмови валопроводу у процесi експлуатацiї, судно втрачає хiд та керованiсть, що може призвести до перекидання в умовах хвилювання. З iншого боку, поломки пов’язанi з валопроводом, призводять до втрати прибутку судновласника або втрати можливостi виконувати бойову задачу, а також до великих додаткових витрат на ремонт. Бiльш точнi моделi роботи суднового валопроводу та розрахунковi схеми його напружено-деформованих станiв дозволять передбачати можливi ризики майбутньої експлуатацiї валопроводу та уточнювати його конструктивнi розмiри при проектуваннi судна або параметри центрування на iснуючих суднах. Особливо актуальною ця проблема є у зв’язку з тим, що режими роботи валопроводу в умовах хитавицi судна на хвилях, є найменш вивченими на даний час. Таким чином, актуальнiсть дисертацiйного дослiдження визначається: 1. Необхiднiстю вдосконалення моделей суднових валопроводiв для розрахункiв параметрiв їх центрування на тихiй водi та роботи в умовах хитавицi суден. 2. Необхiднiстю розробки комплексного розрахункового методу оцiнювання впливу хитавицi на сумiсну роботу системи судно–валопровiд. 3. Необхiднiстю проведення комплексних дослiджень впливу хитавицi судна на роботу валопроводу з метою визначення навантаження, яке дiє на валопровiд. Метою дисертацiйної роботи є розробка методу визначення навантажень, якi дiють на валопровiд при сумiснiй роботi системи судно–валопровiд в умовах руху судна на iнтенсивному нерегулярному хвилюваннi. Наукова новизна отриманих результатiв полягає у наступному. 1. Вперше на основi використання методiв теорiї корабля, будiвельної механiки корабля та гiдродинамiчної теорiї змащення розроблено комплексну модель динамiки системи судно–валопровiд при русi судна на хвилюваннi, яка враховує дiючi на валопровiд гiдродинамiчнi сили на гребному гвинтi, iнерцiйнi сили вiд хитавицi судна, сили вiд деформування корпусу судна на хвилях та еласто-гiдродинамiчне змащення в пiдшипниках гребного вала. 2. Вперше на основi отриманої моделi функцiонування системи судно–валопровiд розроблено комплексний метод розрахунку дiючих на валопровiд статичних та динамiчних навантажень, якi необхiдно враховувати на стадiях проектування валопроводу та вибору параметрiв його центрування. 3. На основi методу скiнченних елементiв удосконалено метод розрахунку компонентiв НДС при статичному згинаннi суднового валопроводу, пiдшипники якого представленi односторонньою неоднорiдною нелiнiйною змiщуваною пружною основою, що дозволило врахувати довжину, зазор, деформування та змiщення пiдшипникiв. 4. На основi використання методiв скiнченних елементiв та оптимiзацiї удосконалено метод розрахунку компонентiв НДС при згинаннi суднового валопроводу з урахуванням еласто-гiдродинамiчного змащення у всiх пiдшипниках, що дозволило уточнити умови його роботи. 5. Отримало подальший розвиток моделювання пружної основи пiдшипника методом скiнченних елементiв, за допомогою якого узагальнено вирази для матрицi жорсткостi стержневого скiнченного елемента пружної основи Вiнклера, що дозволило врахувати змiну коефiцiєнта жорсткостi вздовж пiдшипника. 6. На основi узагальнення та розширення виразiв для релаксацiї отримав подальший розвиток метод релаксацiї послiдовних наближень, що дозволило забезпечити надiйну збiжнiсть нелiнiйних розрахункiв суднового валопроводу. Теоретичне значення дослiдження полягає у розробцi комплексної математичної моделi функцiонування суднового валопроводу та узагальненого методу визначення дiючих на нього навантажень як при вiдсутностi руху судна, так i при його ходi на тихiй водi та в умовах iнтенсивного регулярного i нерегулярного хвилювання. Практичне значення одержаних результатiв полягає у наступному. 1. Розробленi методи розрахунку компонентiв НДС при згинаннi суднового валопроводу у статичних i динамiчних умовах навантаження можуть бути використанi для бiльш точних розрахункiв його центрування. 2. Розроблена модель роботи валопроводу при русi судна на нерегулярних хвилях може бути використана для оцiнювання компонентiв НДС при згинаннi валопроводу з метою урахування небажаних явищ, якi потребують змiни його конструктивних та технологiчних параметрiв. 3. Побудованi залежностi можуть бути використанi для оцiнювання впливу хитавицi судна на навантаження, що дiють на валопровiд. 4. Розроблений скiнченний елемент пружної основи з параболiчною залежнiстю коефiцiєнта жорсткостi за довжиною може бути застосований для бiльш точного моделювання неоднорiдних пружних основ iз використанням меншої кiлькостi скiнченних елементiв. 5. Розроблений узагальнений метод релаксацiї може бути застосований до розв’язання низки нелiнiйних задач зi зворотними зв’язками при великiй чутливостi параметрiв, в тому числi суднобудiвних. У першому роздiлi виконано аналiз публiкацiй стосовно аварiй, пов’язаних з судновим валопроводом, методiв розрахунку компонентiв його НДС при згинаннi та умов його роботи. Аналiз аварiйностi суднових валопроводiв показав, що втомнi руйнування валiв, перегрiвання, плавлення, випiнг i втомне руйнування дейдвудних пiдшипникiв з бабiту, а також iнтенсивне зношення неметалевих дейдвудних пiдшипникiв, що змащуються водою, є достатньо частими причинами аварiй на суднах. Основою цих аварiй часом є неякiсне центрування валопроводу, занадто простi розрахунковi моделi валопроводу або виборi параметрiв центрування без врахування впливу функцiонування судна в умовах хвилювання, оскiльки зазвичай розглядається лише робота валопроводу при номiнальнiй потужностi головного двигуна та експлуатацiї судна на тихiй водi. Виконаний аналiз лiтератури дозволив визначити актуальний напрям дисертацiйного дослiдження. Другий роздiл дисертацiї присвячений опису основних методiв, що використано та розроблено у дисертацiї. Розроблено матрицю жорсткостi скiнченного елементу пружної основи з параболiчним законом змiни коефiцiєнта жорсткостi за довжиною, яка бiльш точно моделює деформування пiдшипникiв судового валопроводу та дозволяє зменшити необхiдну кiлькiсть скiнчених елементiв для одного пiдшипника. Запропоновано узагальнений метод релаксацiї, що забезпечує надiйну збiжнiсть методу послiдовних наближень при розв’язаннi нелiнiйних задач визначення компонентiв НДС при згинаннi валопроводу зi зворотними зв’язками. Метод релаксацiї дозволяє в залежностi вiд особливостей математичної моделi пiдбирати його параметри для забезпечення найбiльш надiйної збiжностi розв’язкiв при мiнiмально можливому числi iтерацiй. Третiй роздiл дисертацiї присвячено опису розроблених математичних моделей для розрахунку компонентiв НДС при згинаннi валопроводу як багатопрогонної непризматичної балки в статичних умовах та з урахуванням еласто-гiдродинамiчного змащення пiдшипникiв пiд час його обертання. Розроблено метод розрахунку компонентiв НДС при статичному згинаннi валопроводу одночасно у вертикальнiй та горизонтальнiй площинах, пiдшипники якого представленi односторонньою неоднорiдною нелiнiйною змiщуваною пружною основою, який враховує довжину, зазор та деформацiю вкладишiв, а також лiнiйнi та кутовi змiщення пiдшипникiв в обох площинах. Для розв’язання нелiнiйної системи рiвнянь статичного згину валiв у роботi використано метод скiнченних елементiв та метод послiдовних наближень з релаксацiєю. Статичний згин валiв розраховується як суперпозицiя двох розв’язкiв: згин вiд жорсткого змiщення вузлових опор у межах пiдшипника на його поверхнi (пружна основа вiдсутня); згин на пружнiй основi вiд зовнiшнiх сил та реактивних навантажень вiд жорсткого змiщення пiдшипникiв (вузловi опори у межах пружної основи вiдсутнi). Розроблено модель еласто-гiдродинамiчного змащення дейдвудного пiдшипника. Поля тиску змащення визначається методом скiнченних елементiв, радiальнi перемiщення вкладишу визначаються за допомогою наближеного асимптотичного методу, а рiвновага мiж ними – методом послiдовних наближень з релаксацiєю. Розроблено метод розрахунку компонентiв НДС при згинаннi суднового валопроводу з урахуванням змащення у декiлькох або всiх його пiдшипниках. Для розв’язання нелiнiйної системи рiвнянь динамiчного згину валiв у серединi довжини кожного пiдшипника вводиться допомiжна вузлова опора, реакцiя якої мiнiмiзується методами оптимiзацiї, а саме, – рою часток та внутрiшньої точки. При кожному розрахунку цiльової функцiї, для пошуку рiвноваги мiж реактивними моментами плiвки змащення та розцентруванням валiв було застосовано метод послiдовних наближень з релаксацiєю гiдродинамiчних тискiв. Четвертий роздiл дисертацiї присвячено опису математичних моделей зовнiшнiх факторiв, що впливають на роботу валопроводу пiд час руху судна на хвилях. Описано основнi концепцiї розрахунку хитавицi судна на нерегулярному морському хвилюваннi у частотнiй та часовiй областi на основi гiдродинамiчної теорiї хитавицi та спектральної теорiї нерегулярного хвилювання. Описано метод визначення iнерцiйних навантажень механiчної природи на елементи валопроводу при повздовжнiй хитавицi на нерегулярних хвилях. Дослiджено вплив iнерцiйних навантажень на навантаження пiдшипникiв валопроводу на рiзних режимах хвилювання та в екстремальних умовах. Описано застосування теорiї несучої поверхнi до розрахунку гiдродинамiчних навантажень на гребний гвинт пiд час руху судна на тихiй водi та на хвилях. Дослiджено залежнiсть амплiтуд навантажень на гребний гвинт, спричинених регулярними хвилями та хитавицею, вiд висоти та довжини хвилi. Описано методологiю оцiнювання загальних деформацiй корпусу судна шляхом чисельного iнтегрування рiвнянь згину i зсуву непризматичної балки та мiсцевих деформацiй днищового перекриття методом скiнчених елементiв у стержневiй iдеалiзацiї вiд змiни посадки судна та хвильових навантажень. Наведено формули визначення лiнiйних та кутових змiщень пiдшипникiв, спричинених загальною та мiсцевою деформацiями корпусу судна. Проведено дослiдження величин амплiтуд стрiлок прогину корпусу судна та днищового перекриття, а також вiдповiдних змiщень пiдшипникiв на регулярних хвилях в залежностi вiд висоти та довжини хвилi. У п’ятому роздiлi дисертацiї описано загальну модель функцiонування валопроводу з урахуванням його взаємодiї з корпусом судна при його русi на тихiй водi та в умовах нерегулярного морського хвилювання, а також загальну методологiю визначення навантажень на судновий валопровiд пiд час стоянки, руху судна на тихiй водi або регулярному та нерегулярному хвилюваннi. За допомогою розробленої моделi функцiонування проведено тестовi розрахунки навантажень, що дiють на валопровiд контейнеровоза 4400 TEU довжиною 280 м. Проведено аналiз впливу окремих зовнiшнiх факторiв пiд час хитавицi на роботу валопроводу.
Визначення оптимальних головних розмірів ескортних буксирів
(2021) Ястреба, О. П.; Yastreba, Oleksii P.; Нєкрасов В. О.
Ястреба О. П. Визначення оптимальних головних розмірів ескортних буксирів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.03 «Конструювання та будування суден». – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, МОН України, Миколаїв, 2021. В дисертаційній роботі розв’язано низку задач, які забезпечили досягнення поставленої мети наукового дослідження – створення методу визначення оптимальних головних розмірів і характеристик ескортних буксирів на етапі їх концептуального проектування. Розглянуто сучасні тенденції розвитку світового буксирного флоту, визначені шляхи підвищення ефективності та надійності ескортних буксирів. Проаналізовані особливості експлуатації цих суден з урахуванням зацікавленості судновласників отримання найбільшого прибутку з одного боку та власників буксирних компаній або керівництва порту з іншого боку. Виконано аналіз сучасного стану буксирного флоту України та оцінку його за кількісним та якісним показниками. Більша частина буксирів країни – застарілі (66 % мають вік більше 30 років) та не можуть ефективно працювати і бути конкурентоспроможними з новими суднами. Потужність енергетичної установки менше 1000 к. с. (42 % буксирів) не дає їм можливості обслуговувати великотоннажні судна. Надано рекомендації зміни складу буксирного флоту та потужності буксирів в залежності від кількості та дедвейту суден, які відвідують порт. Розглянуто найбільш відомі світові виробники ескортних буксирів, особливості їх роботи та перспективи розвитку. Виконано аналіз існуючих методів оптимізації визначення головних розмірів ескортних буксирів, розглянуті недоліки і переваги кожного методу. На основі аналізу основних елементів і характеристик 50 ескортних буксирів, які були побудовані з 2000 до 2020 року на провідних підприємствах всього світу, та створеної бази даних цих суден отримані регресійні рівняння. Ці рівняння можуть бути використані як для визначення основних елементів та характеристик ескортного буксира в першому наближенні при грубій оцінці його елементів, так і для формування початкової точки пошуку оптимальних значень елементів судна цього типу в оптимізаційній задачі проектування. Вперше розроблено модель інженерних та навігаційних якостей ескортного буксира, в якій на основі даних буксирувальних випробувань таких буксирів в дослідному басейні Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова розроблено метод визначення діючих на корпус буксира гідродинамічних сил, встановлено залежність цих сил від орієнтації буксира щодо набігаючого потоку рідини, швидкості потоку і характеристик форми корпусу, що необхідно для складання і розв’язання рівнянь руху буксира в задачах його функціонування і проектування. Вперше сформульовано задачу функціонування ескортного буксира, в якій основною функціональною операцією обрано обслуговування буксиром сукупності суден різних типів і водотоннажності, які прибувають в морський порт, що дозволяє ескортному буксиру певної потужності ефективно обслуговувати судна певних діапазонів водотоннажності. В якості методу розв’язання трансцендентних рівнянь руху ескортного буксира в цій операції обрано метод нелінійного програмування задачі пошуку безумовного мінімуму. Вперше як критерій ефективності обрано комплексний критерій економічної ефективності і надійності виконання буксиром основних функціональних операцій, що також враховує вимоги класифікаційних товариств щодо забезпечення безпеки ескортних операцій, обумовлених необхідністю компенсації обмеженої керованості супроводжуваних суден при малих швидкостях їх ескортування розвиненою керуючою силою ескортного буксира. Вперше на основі включення в оптимізаційну задачу вибору головних розмірів і характеристик ескортного буксира задачі його функціонування, запропонованих методів визначення діючих на корпус буксира гідродинамічних сил і рішення трансцендентних рівнянь його руху, а також вимог класифікаційних товариств щодо забезпечення безпеки ескортних операцій, отримано метод концептуального проектування ескортних буксирів. Практичне значення одержаних результатів Виконані чисельні розрахунки розв’язання трансцендентних рівнянь руху ескортного буксира під час виконання ескортних операцій та порівняні результати цих розрахунків з результатами натурних випробувань ескортних буксирів. На основі цих розрахунків і порівнянь розроблено методику присвоєння проектованому буксиру ескортного класу без проведення натурних випробувань, яка рекомендована Регістром судноплавства до практичного використання. Ця методика та багаточисельні розрахунки оптимізаційної задачі вибору головних розмірів свідчать про можливість використання створеного методу при проведенні дослідження ефективності ескортного буксира та визначення його характеристик на концептуальній стадії проектування в проектно-конструкторських і науково-дослідних організаціях. Розроблено комплекс прикладних програм “EscortTug”, який забезпечує проведення досліджень ефективності і надійності ескортного буксира та отримання рішення задачі вибору основних характеристик на стадії концептуального проектування. Результати дослідження використані в навчальному процесі Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова при читанні лекцій з курсу ходовості та керованості суден. Розроблені методи визначення зусиль, діючих на корпус буксира під час ескортування, знайшли застосування в проектній організації «АСАБА ДИЗАЙН ЦЕНТР».
Економіко-організаційне забезпечення розвитку дуальної форми набуття фахових компетенцій у системі вищої освіти
(2023) Канаш Олеся Єгорівна; Kanash O.; Парсяк Володимир Никифорович; Parsiak V.
Наукове дослідження присвячене поглибленню та розвитку теоретико-методичних засад й розробці практичних рекомендацій щодо створення економічних передумов та оцінювання економічних наслідків запровадження та розвитку дуальних форм набуття фахових компетенцій в системі вищої освіти України. Ґрунтуючись на результатах аналітичного огляду численних публікацій вітчизняних й закордонних фахівців, встановлено зміни у підходах до визначення чинників, що обумовлюють інтенсивність та глибину трансформації, які відбуваються в економічних системах. Доведено: ключовими з них є виробничий та людський капітал, які перебувають у постійному русі та щільній взаємодії. Скориставшись логікою виробничої функції, запропонована модель впливу інтелектуального капіталу на економічні результати діяльності суб’єктів господарювання. Застосовуючи історико-економічний метод, висвітлено ретроспективу переворотів, які відбулися у структурі та змісті виробничого та людського капіталу. Виявлено, що разом з вдосконаленням техніки та технологій, їхньої міжгалузевої дифузії, формувався попит на кваліфіковану робочу силу. Разом з тим матеріальна мотивація її носіїв спричиняла зацікавленість найманих працівників набувати нові фахові компетенції. Це прагнення з часом обумовило появу масового запиту на вищу освіту. Потреба в ній зросла впродовж четвертої промислової революції. В роботі запропоноване авторське бачення її сутності та відмінності від тих, що належать нашим попередникам. Наголошено, що нові економічні реалії висувають особливі вимоги до найманого персоналу, налаштовуючи його на командну роботу, творче розв’язання складних проблем, опанування міждисциплінарних навичок, безперервне навчання з метою підвищення фахових компетенцій. Це, своєю чергою, визначає роль закладів вищої освіти, з діяльністю яких суспільство пов’язує надії на збереження та примноження інтелектуального капіталу нації, а інвестори – бізнесів, започаткованих ними. Застосовуючи метод графічного моделювання, з’ясовано місце інтелектуального капіталу в будові людського капіталу, запропоновано модель формування інтелектуального капіталу особистості. Окреслено умови, за яких людина-фахівець набуває якостей останнього та страти, з яких він складається. Відкрите явище зношення інтелектуального капіталу, систематизовано його форми: функціональне, технологічне, економічне (першого та другого виду), окреслено наслідки та суб’єкти, які мають йому протидіяти. Серед них, окрім держави та підприємств, – заклади вищої освіти з притаманною їм соціально-економічною місією, яка модифікується впродовж життєвого циклу особистості. Це підтверджено побудованою моделлю. Наголошено, що зусилля ЗВО, якщо вони прагнуть бути популярними в отримувачів освітніх послуг, та діставати від них замовлення та забезпечувати свою економічну безпеку, мають зосередитися на розширенні у часі життєвого простору, впродовж якого людина реалізує накопичений потенціал інтелектуального капіталу. Констатовано діалектичну суперечність між нормативною тривалістю навчального процесу та тривалістю очікування бізнесом людського капіталу, якого він потребує. Надано аргументи на користь твердження, що воно розв’язується з допомогою дуальних форм набуття вищої освіти. Зокрема, з’ясовано її джерела, які походять з цехової структури економіки європейських країн, змін у світогляді їх молодих громадян та прагненні університетів адекватно відповісти на запити споживачів освітніх послуг. В роботі набуло розвитку визначення дуальної освіти, визначено її суб’єкти та економічні причини, з яких вони мають бути зацікавленими у її впровадженні. Ще одна задача, розв’язана в дисертації – оцінка наслідків державної політики для системи вищої освіти країни. На шляху до визначеної мети проаналізовано законодавчі акти, які визначають інституціональні умови освітньої діяльності, відомості Державної служби статистики. Отримана інформація опрацьовувалася методами статистичного аналізу. Зокрема, графічної візуалізації трендів. Установлено, що започатковані реформи, супроводжуються виникненням загроз для навчальних закладів. З ними мають рахуватися і органи державної влади і надавачі освітніх послуг для внесення коректив в розроблені ними стратегії. Інакше країна має ризик стикнутися з гальмуванням розширеного відтворення інтелектуального капіталу, потрібного економіці. А це позначиться на її здатності виборювати в повоєнні часи належне місце серед розвинених земель світу. Узагальнено чинні форми дуальності, поширені у вищій школі України, наведено ілюстрації їх розмаху та проблем, з якими стикаються оператори ринку освітніх послуг. Виявлено, що приклади плодотворної співпраці бізнесу та університетів є поодинокими, але накопичений досвід вартий того, щоб бути узагальненим та поширеним. Доведено: дуальна освіта знайома вітчизняним ЗВО. Постає завдання наповнювати навчальні процеси новим змістом, що відповідає вимогам ринку праці, застосовувати інноваційні інформаційні технології, здатні посилити її економічну ефективність. Піддано ретельному аналізу досвід застосування дуальної вищої освіти в країнах з розвиненою економікою. Надані переконливі докази того, що вона виникла та набула виняткової дієвості завдяки ініціативам ключових стейкхолдерів: підприємств та установ, які як ніхто інший зацікавлені в залученні до роботи фахівців з високим рівнем професійних компетенцій, випускників шкіл, які добре розуміються на визначальних трендах, за якими рухаються індустрії, урядів та органів місцевого самоврядування. Вони, своєю чергою, переконані: освіта молоді допомагає її прогресу, створює підґрунтя для успіху в подальшому професійному житті. І в контекстах працевлаштування, і з точки зору соціально-економічної інтеграції. Зроблено висновок, що створення та безперервне вдосконалення інституціонального підґрунтя під будовою дуальної освіти – перша з визначальних рис явища, яке опинилося в центрі нашої уваги. Другий важливий урок: умовою реалізації освітньо-професійних програм на засадах дуальності є готовність бізнесу та керівництва місцевих територіальних громад спрямовувати розумні інвестиції на реалізацію відповідних проєктів. Отримані узагальнення та висновки, які стали результатом застосування методів порівняльного аналізу, спостереження, класифікації та типології, були закладені в теоретико-методичні підвалини дорожньої карти використання концепції дуальності у вітчизняних закладах вищої освіти. Йдеться про рекомендації щодо реалізації відповідного процесу. Запропоновано варіанти стратегій, які постають перед очима ключових його учасників в залежності від місця кожного в професійному життєвому циклі. Окрему увагу приділено проблемам, що посідають перед виконавчим персоналом закладів вищої освіти, підприємствами-роботодавцями, а також очікуванням щодо державної підтримки ініціатив з їхнього боку. Обґрунтовано, що відносини між визначеними стейкхолдерами вибудовуються в тривимірному просторі, який обмежовується інституціональним, організаційно-правовим та економічним векторами. Наголошено, що в гонитві за привабливою формою набуття професійних компетенцій не повинна спотворюватися сутність дуальних форм набуття вищої освіти, з відповідними негативними наслідками для якості інтелектуального капіталу. Висловлено претензії до фахівців наукового цеху, які обмежилися визнанням переваг закордонних університетів, у порівнянні з вітчизняними. А от практичних рекомендацій, конструктивних пропозицій від них бракує. Прогнозовано, що найближчим часом учасники навчального процесу, побудованого у вищій школі на засадах дуальності мають покладатися на власні сили. Одна з форм їхньої інтеграції – партнерства, умови яких визначаються угодами, укладеним між їхніми учасниками. Сьогоденною реалією з цього ряду стають індустріальні кластери. До прикладу, «Морський кластер України», в структурі якого створено тренінговий центр. Ефект економічної синергії проявляється тут через формування бізнесами в кооперації з ЗВО актуальних ОПП. В роботі запропоновано модель роботи тренінгового центру, яка має перспективи тиражування. Проаналізувавши віднайдені факти, усвідомивши інтереси стейкхолдерів та побудувавши модель імплементації дуальної технології, зроблено висновок, що реалізація окреслених стратегій потребує перегляду таких характеристик навчального процесу, як форми та дизайн економічних відносин в системі «студент-викладач», використання академічного простору, навантаження професури, графіку набуття фахових компетенцій та канікул студентів, розкладу занять. Тут не обійтися точковими покращеннями. Очевидною є потреба в розробці механізму докорінного реінжинірингу навчального процесу. На шляху до цієї мети визначено послідовність циклу реінжинірингу та напрямки, за якими він має відбуватися. Обґрунтовано висновок, що адміністративні процеси не є ключовими у системі вищої освіти, оскільки виконують сервісні функції стосовно академічних. Щодо академічного напряму, то підкреслено: реінжиніринг навчального процесу має відбуватися в чинному інституціональному полі. Наголошено, що в демократичній країні абітурієнту має бути наділений правом самостійного обирати форми навчання з огляду на економічні обставини, в яких він перебуває, та плани на подальше професійне життя. Інжиніринг охоплює компетенції, які набувають отримувачі освітніх послуг, їхні комунікації з викладачем, куратором від підприємства, методи та технології навчання, що складають інструментальний мікс, структуру якого визначає мікс бажаних фахових компетенцій. Розроблені теоретико- методичні засади, закладені у підґрунті розробленого алгоритму обрання студентами прийнятних форм набуття освіти. Для кожного з варіантів їх поводження запропоновано відпрацювання нормативного обсягу аудиторних годин, самостійної роботи та інших форм академічної діяльності. Йдеться про поєднання постійної роботи на підприємстві з навчанням у закладі вищої освіти за обраною освітньо- професійною програмою, поєднання навчання у закладі вищої освіти з набуттям практичних навичок під час тимчасової роботи на підприємстві з подальшим гарантованим працевлаштуванням на ньому, доповнення академічної складової навчального процесу перебуванням на практиках, передбачених навчальним планом. Розбудова відносин між стейкхолдерами, які залежать від роботи ЗВО, спроможні в той чи інший спосіб впливати на їхню діяльність, а надалі – урізноманітнення цих відносин та наповнення новим змістом, який відбиває перебіг поточних подій в економіці й прогнози щодо її перспектив, відбувається в тривимірному просторі. Він характеризується такими ортогональними векторами: інституційним, організаційно-правовим та економічним. В рукописі запропоновано об’ємну модель цього простору та наведено аргументи на користь твердження, що без жодного з них дуальність вищої освіти неспроможна реалізувати свій утворювальний потенціал. Обґрунтовано твердження, що дуальна вища освіта – це бізнес-процес з соціальними ознаками, який вимагає до себе відповідного ставлення. Зокрема, кількісного вимірювання економічних результатів вкладання ресурсів в кожне з кілець ланцюга формування вартості інтелектуального капіталу. Систематизовано наслідки запровадження дуальної освіти та розроблено методику оцінки економічного ефекту, який отримують усі учасники освітнього процесу. Зосереджено увагу на тому, що економічні наслідки запровадження дуальної вищої освіти позитивно відбиваються на макроекономічних показниках, які характеризують рівень державної грошово-кредитної політики та фінансову стабільність в країні, позначаються на формуванні її порівняльних переваг в умовах глобалізації та залучення до конкурентної боротьбі на міжнародних ринках.
Енергоефективні електромагнітні приводи вібраційних транспортуючих пристроїв
(2024) Іванов Антон Віталійович; Ivanov A. V.; Черно Олександр Олександрович; Сherno О. О.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2024. Вібраційне обладнання використовується у різних галузях промисловості для забезпечення таких технологічних процесів, як транспортування, сепарація, ущільнення сумішей. Електромагнітний привод зазвичай використовується у вібраційних конвеєрах, дозаторах та інших пристроях, де здійснюється автоматичне керування параметрами вібрації. Проблема удосконалення та модернізації такого обладнання включає в себе багато наукових напрямів. Одним з них є підвищення енергетичної ефективності вібраційних приводів, оптимізація їх параметрів та режимів роботи. Багато наукових робіт присвячено удосконаленню магнітоелектричних та електромагнітних вібраційних приводів, які відрізняються високою керованістю, надійністю та довговічністю. Сучасні системи автоматичного керування дають змогу автоматично підтримувати роботу таких приводів у резонансному та в білярезонансному режимах, забезпечуючи високу енергоефективність. Але, на сьогоднішній день недостатньо досліджено енергетичні характеристики електромагнітних вібраційних приводів, що унеможливлює досягнення їх максимального ККД. Зокрема, не визначено вплив форми напруги живлення електромагнітів на енергетичну ефективність. Тому, проведення таких досліджень є актуальною науковою задачею. Метою дисертаційної роботи є підвищення енергетичної ефективності електромагнітних приводів вібраційних транспортуючих пристроїв шляхом забезпечення раціональної форми напруги живлення обмоток вібраторів. Новизна результатів, одержаних в дисертації, полягає в наступному: – вперше встановлено і науково обґрунтовано, що максимум ККД електромагнітного вібраційного привода забезпечується при живленні обмотки вібратора напругою у формі двополярних прямокутних імпульсів, амплітуда яких визначається напругою живлення інвертора, а ширина − потрібною амплітудою струму, причому між позитивним та від’ємним імпульсами напруги повинен бути нульовий проміжок певної ширини, що запобігає глибокому насиченню сталі електромагніта при максимальних значеннях струму; – вперше за допомогою коло-польового методу отримано енергетичні характеристики електромагнітного вібраційного привода при імпульсному живленні, за допомогою яких визначено оптимальні за критерієм максимуму ККД значення частоти для різних величин навантаження, що дає можливість при керуванні вібраційними машинами забезпечити їх високу енергетичну ефективність; − отримала розвиток структура системи автоматичного керування електромагнітними приводами вібраційних машин в частині урахування імпульсного характеру живлення обмоток вібраторів, що дає змогу керувати їх амплітудою та частотою, забезпечуючи високу енергетичну ефективність. Наукове значення роботи полягає у визначені та науковому обґрунтуванні раціональної, з точки зору енергетичної ефективності, форми напруги живлення електромагнітів вібраційних машин та розвитку структури систем автоматичного керування електромагнітними вібраційними приводами. Практичне значення отриманих результатів полягає в наступному: – розроблена імітаційна модель керованого електромагнітного привода вібраційної машини з імпульсним живленням обмоток вібраторів, яка може використовуватись при проєктуванні та наукових дослідженнях; – розроблено принципову електричну схему силового перетворювача, що забезпечує імпульсне живлення обмоток електромагнітів вібраційного привода; – удосконалено керуючу програму, що забезпечує автоматичне керування амплітудою та частотою електромагнітного привода вібраційної машини з імпульсним живленням; – розроблено та виготовлено експериментальний зразок силового перетворювача у складі електромагнітного привода вібраційного конвеєра. У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми, показано її зв’язок з науковими програми й темами, сформульовано об’єкт і предмет дослідження, мету та головні його задачі, представлено методи дослідження та обґрунтування достовірності отриманих результатів, визначено наукову новизну та практичне значення результатів роботи, відображено повноту викладення результатів у публікаціях та ступінь апробації на конференціях. У першому розділі дисертації проаналізовано сучасні вібраційні транспортуючі пристрої з електромагнітним приводом. Також проведено аналіз систем автоматичного керування та енергетичної ефективності електромагнітного вібраційного привода, шляхів її підвищення. Сформовано мету та задачі дослідження. Другий розділ присвячено визначенню форми напруги живлення електромагнітного вібратора, що забезпечує найбільшу енергетичну ефективність привода вібраційної машини. Проведено аналіз факторів, які впливають на енергоефективність привода. Обґрунтовано, що максимум ККД електромагнітного вібраційного привода забезпечується при живленні обмотки вібратора напругою у формі двополярних прямокутних імпульсів, амплітуда яких визначається напругою живлення інвертора, а ширина − потрібною амплітудою струму, причому між позитивним та від’ємним імпульсами напруги повинен бути нульовий проміжок певної ширини, що запобігає глибокому насиченню сталі електромагніта при максимальних значеннях струму. Проведено моделювання процесів у вібраційному приводі при імпульсному живлені електромагнітів. Результати показали, що застосування імпульсного живлення дає можливість підвищити ККД привода до 80% у діапазоні потужностей від 0,25 від номінальної до номінальної, що в середньому на 10% більше у порівнянні з синусоїдальною напругою живлення. Отримані залежності оптимальних за критерієм максимуму ККД значень частоти та нульового проміжку від потужності привода, які можуть використовуватись при керуванні для забезпечення максимальної енергетичної ефективності в умовах зміни навантаження. В третьому розділі сформовано структуру системи автоматичного керування електромагнітним вібраційним приводом з імпульсним живленням обмоток вібратора. Вона відрізняється тим, що канал керування амплітудою визначає ширину імпульсів напруги, і, в залежності від неї, ширину нульового проміжку між позитивним та від’ємним імпульсами, а опорні сигнали для виконання дискретного перетворення Фур’є синхронізуються з моментами початку імпульсів напруги. Проведено моделювання динаміки системи керування та дослідженно графіки перехідних процесів. Отримані результати свідчать про коректну сумісну роботу контурів керування амплітудою та частотою. Час перехідних процесів при наявності навантаження не перевищує 1 с за амплітудою і 1,5 с за частотою. Максимальне перерегулювання при керуванні амплітудою при наявності навантаження не перевищує 6%, а частотою − відсутнє. Четвертий розділ спрямований на експерементальні дослідження електромагнітного привода вібраційного конвеєра. В результаті роботи здійснена технічна реалізація керованого вібратора з імпульсним живленням електромагнітів, розроблено експерементальну установку з вібраційним конвеєром. Досліджено роботу віброконвеєра при змінному навантажені, проаналізовано осцилограми стуруму та напруги, визначено енергетичні характеристики електромагнітного привода. Отримані графіки підтверджують, що при імпульсному живленні обмоток вібратора його ККД є на 8% більше, ніж при синусоїдальному ШІМ-модульованому живлені. ККД інвертора при імпульсному живлені є більшим на 10%, а при зменшені споживаної потужності – майже на 20%.
Ефективність роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом перетворення руху
(2021) Митрофанов, О. С.; Mytrofanov, Oleksandr S.; Тимошевський Б. Г.
Митрофанов О. С. Ефективність роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом перетворення руху. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки (Технічні науки). – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Міністерство освіти і науки України, Миколаїв, 2021. Науково-прикладною проблемою, яка вирішується у дисертаційній роботі, є підвищення ефективності застосування енергетичного потенціалу стиснутого робочого тіла шляхом раціональної організації робочого процесу перетворення потенційної енергії в механічну роботу, а саме забезпечення збільшення повноти розширення, зменшення зворотного стиснення та газодинамічних втрат робочого тіла у машинах об’ємної дії в енергетичних установках на їх базі. Необхідність зниження енергетичних витрат установок, що використовують потенційну енергію стиснутого робочого тіла, визначає запит практики, спрямований на підвищення ефективності перетворення енергії шляхом розробки та впровадження в промисловість нових енергоефективних машин об’ємної дії. Крім того, розробка нових двигунів дозволить задовольнити специфічні експлуатаційні вимоги нових сучасних напрямків застосування, а також забезпечити зниження масогабаритних показників, надійність та працездатність на всіх експлуатаційних режимах незалежно від умов експлуатації. Згідно із запитом практики визначена мета дослідження дисертаційної роботи – підвищення ефективності використання низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в машинах об’ємної дії при перетворенні у механічну роботу в енергетичних установках. Робочою науковою гіпотезою наукового дослідження є твердження, що підвищення ефективності перетворення низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в механічну роботу в машинах об’ємної дії досягається поєднанням переваг організації робочого процесу ротаційних та поршневих двигунів (регулювання початку і тривалості процесу наповнення, збільшення повноти розширення робочого тіла, зниження мертвого об’єму та газодинамічних втрат при газообміні) шляхом нових конструктивних рішень (поєднання зворотно-поступального руху поршня при одночасному його обертанні разом з ротором). Для підвищення ефективності процесу перетворення низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла при розширенні в машинах об’ємної дії пропонується використати ідею поєднання конструкцій руху ведучої ланки ротаційних (обертовий рух) та поршневих (зворотнопоступовий рух) двигунів, що забезпечить урахування переваг й особливостей організації робочих процесів двох різних типів двигунів. Об’єктом дослідження є процеси перетворення енергії в роторно-поршневих двигунах об’ємної дії. Предметом дослідження є параметри, характеристики та закономірності процесів перетворення енергії, які відбуваються у роторно-поршневих двигунах об’ємної дії. Задачі наукового дослідження 1. Аналіз процесів, технічного рівня, умов експлуатації, переваг і недоліків застосування, особливостей конструкції машин об’ємної та динамічної дії, що випускаються серійно, а також можливих перспективних видів з метою виявлення резервів і напрямків підвищення їх ефективності. 2. Створення фізичної моделі підсистеми ЕУ з використання стиснутого робочого тіла та її елементів на базі дослідного зразка роторно-поршневого двигуна із шарнірно-кулачковим механізмом руху, а також розробка програми проведення експериментальних досліджень процесів у них і параметрів роботи. 3. Визначення експериментальним шляхом закономірностей зміни енергетичних та економічних показників роботи роторно-поршневого двигуна із шарнірно-кулачковим механізмом руху, а також дослідження впливу на них експлуатаційних параметрів двигуна (обертів і робочого тиску) й регулювання тривалості процесу наповнення. 4. Удосконалення математичної моделі робочого циклу машин об’ємної дії, що передбачає врахування впливу особливостей поєднання переваг організації робочого процесу ротаційних і поршневих двигунів через конструкцію механізму руху та газообміну. 5. Виявлення закономірностей взаємного впливу конструктивних (діаметр робочого циліндра, хід поршня, відносний мертвий об’єм), експлуатаційних (оберти й робочий тиск) і регулюючого (ступеня наповнення робочого циліндра) параметрів на індикаторні показники роботи при перетворенні низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в роторно-поршневих двигунах об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху. 6. Синтез нових науково обґрунтованих схемних рішень енергетичних установок різного призначення на базі роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом руху та дослідження показників ефективності перетворення низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в двигунах залежно від умов їх експлуатації. 7. Розробка загальних основ конструювання й проектування роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом руху, а також відповідних рекомендацій щодо стендових та контрольних випробувань і тривалості проведення обкатки. 8. Апробація та впровадження результатів наукового дослідження ефективності роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом руху енергетичних установок з машинами об’ємної дії. У вступі подана загальна характеристика дисертації, а саме обґрунтована актуальність наукового дослідження, сформульовані мета й головні задачі, визначені об’єкт та предмет. Викладені наукова новизна й практична цінність одержаних результатів дослідження, а також зазначений особистий внесок здобувача, наведені дані щодо апробації результатів роботи та публікацій за темою наукового дослідження. У першому розділі проаналізовано конструкцію, принцип роботи та сфери використання різних типів серійних двигунів об’ємної та динамічної дій, що дозволило виділити ряд експлуатаційних переваг і недоліків їх застосування у різних сферах промисловості. Проведено аналіз можливих альтернативних машин об’ємної дії та конструктивних ідейних рішень у них. Виділено основні переваги й недоліки цих рішень, пов’язаних з експлуатацією і технологією виготовлення. Виявлено значний вплив конструктивного виконання та організації робочого процесу в двигунах на ефективність перетворення потенційної енергії стиснутого робочого тіла. Визначено перспективність розробки нових енергоефективних машин об’ємної дії для комплексного вирішення науково-прикладної проблеми ефективності використання енергетичних ресурсів, що є актуальною та пріоритетною проблемою в енергетиці. У другому розділі розроблена загальна методологія проведення дисертаційної роботи, яка відображена у вигляді технологічної карти наукового дослідження. На основі запиту практики визначені мета дисертації та її робоча гіпотеза, а також виділені задачі дисертаційної роботи. Розглянуті основні методи й загальна методика дослідження дослідного зразка роторно-поршневого двигуна об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху, що відповідають задачам дисертації та є загальноприйнятими й дозволили отримати достовірні та достатньо точні результати. Засобами досягнення поставленої мети наукового дослідження є теоретичні та експериментальні методи дослідження. Відповідно до цілей роботи сформульовано задачі експериментального дослідження й обрано методи проведення цього дослідження, що дозволили перевірити адекватність математичної моделі робочого циклу роторно-поршневого двигуна, а також експериментально встановити вплив основних параметрів, режимів роботи та інших факторів на ефективність перетворення енергії стиснутого робочого тіла. З теоретичних методів дослідження в роботі широко застосовувався метод математичного моделювання. Сформульовано основні вимоги до математичної моделі робочого циклу роторно-поршневого двигуна об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху. У третьому розділі наведені опис конструкції дослідного зразка роторно-поршневого двигуна об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху 12РПД 4,4/1,75, методика проведення його науково-дослідних випробувань, відомості про експериментальний стенд, система вимірювання та реєстрації отриманих результатів. Крім того, у розділі подані основні результати експериментальних досліджень роторно-поршневого двигуна об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху та їх аналіз: дослідження параметрів робочого циклу; режимів роботи й особливостей експлуатації та обслуговування; визначення впливу параметрів робочого циклу на енергетичні й економічні показники двигуна. У четвертому розділі обґрунтовані вимоги та розроблена математична модель робочого циклу роторно-поршневого двигуна об’ємної дії із шарнірнокулачковим механізмом руху, яка враховує особливості кінематики двигуна, а також, базуючись на отриманих експериментальних даних, виконана оцінка адекватності моделі. Виконані дослідження впливу конструктивних параметрів роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху на ефективність перетворення потенційної енергії стиснутого робочого тіла у робочому циліндрі. У п’ятому розділі виконані аналіз та узагальнення результатів дослідження ефективності використання роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху в існуючих і перспективних енергетичних установках різного призначення. Наведено порівняння параметрів двигунів різних типів з роторно-поршневими, а також доведено ефективність та перспективність застосування нових двигунів у порівнянні із серійними машинами об’ємної дії. Досліджено можливість використання роторно-поршневих двигунів у транспортних енергетичних установках, газотранспортних і газорозподільних системах, енергетичних установках акумулювання надлишкової електричної енергії, виробленої з відновлювальних джерел енергії, в енергетичних установках отримання та безпечного акумулювання водню із сірководню Чорного моря, а також енергетичних установках з ДВЗ як утилізатора енергії відпрацьованих газів. У шостому розділі подані результати реалізації наукового дослідження в практику проектування та створення роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху. Наведено загальні основи конструювання та компонування елементів роторно-поршневих двигунів різного призначення, розглянуто питання щодо загального компонування двигуна й схеми підведення повітря, конструювання основних вузлів та деталей, вибору схеми механізму руху, а також особливостей ущільнення. Подано практичні рекомендації щодо технології виготовлення та збирання основних складальних вузлів і деталей. Наведена реалізація результатів наукового дослідження роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірнокулачковим механізмом руху на об’єктах промисловості. Наукова новизна отриманих результатів полягає у тому, що для підвищення ефективності застосування низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в машинах об’ємної дії при перетворенні у механічну роботу в енергетичних установках: 1) уперше експериментально й теоретично доведено, що збільшення повноти розширення та зменшення зворотного стиснення і газодинамічних втрат низькопотенційного робочого тіла досягаються використанням у роторно-поршневих двигунах об’ємної дії для перетворення поступального руху поршня в обертальний рух ротора шарнірно-кулачкового механізму, а також регулюванням тривалості процесу наповнення, що, відповідно, дозволяє зменшити питому масу на 17…50 %, збільшити відношення пускового крутного моменту до номінального до 11 %, а також зменшити питому витрату робочого тіла (енергії) на 15…24 % у порівнянні із серійними поршневими машинами об’ємної дії із золотниковим газорозподілом, які застосовують як механізм руху кривошипно-шатунний механізм; 2) уперше визначено та експериментально підтверджено, що більш ефективним підходом до регулювання навантаження роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом руху є регулювання тривалості процесу наповнення (за рахунок зміни фаз газообміну), збільшення якого у 1,43…2,45 рази забезпечує підвищення ефективної потужності у 1,10…1,91 рази, а раціональне співвідношення заданої потужності двигуна, його робочого тиску та ступеня наповнення (у межах 0,2…0,4) дає змогу покращити процес перетворення низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в механічну роботу й забезпечити зниження питомої ефективної витрати робочого тіла до 10,1 %; 3) уперше експериментально визначено вплив тривалості процесу наповнення робочого циліндра на значення тиску відпрацьованого повітря у випускному колекторі роторно-поршневого двигуна із шарнірно-кулачковим механізмом руху та встановлено, що зменшення ступеня наповнення у 1,43…2,45 рази знижує тиск відпрацьованого повітря у 1,16…2,16 рази, тим самим зменшуючи газодинамічні втрати на випуску; 4) уперше експериментально визначено, що організація процесу газообміну (зміна початку та кінця процесів впуску і випуску) за рахунок використання шарнірно-кулачкового механізму руху в умовах робочого тиску 0,4…0,8 МПа забезпечує діапазон зміни тиску відпрацьованого повітря у випускному колекторі роторно-поршневого двигуна на рівні 0,010…0,075 МПа, що не перевищує та є значно нижчим від допустимих значень (0,105…0,120 МПа) для машин об’ємної дії; 5) уперше експериментально визначено діапазон максимального падіння температури повітря від початкового значення зберігання до кінцевого на випуску з роторно-поршневого двигуна із шарнірно-кулачковим механізмом руху для робочого тиску 0,4…0,8 МПа, який складає 35…43 К, а також установлено вплив обертів двигуна на зниження температури повітря при дроселюванні та розширенні у робочому циліндрі (збільшення обертів у 2,35 разів збільшує падіння температури при дроселюванні в 1,23 рази, при цьому зміна температури при розширенні, залежно від обертів, не перевищує 4,5 %), що дало змогу оцінити ефективність і працездатність двигуна за умов від’ємних температур зберігання робочого тіла (–5…–20 оС); 6) уперше для роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху методом фізичного й математичного моделювання для різних експлуатаційних параметрів (оберти і робочий тиск) установлено вплив конструктивних параметрів, таких, як діаметр робочого циліндра, хід поршня, відносний мертвий об’єм (зменшення відношення ходу поршня до діаметра робочого циліндра у 1,5 рази знижує питому індикаторну витрату робочого тіла до 60,8 % при одночасному незначному зниженні потужності двигуна до 8,0 %, а зменшення відносного мертвого об’єму в 1,25 рази знижує питому індикаторну витрату робочого тіла до 27,7 % та збільшує потужність двигуна до 28,2 %) на зміну показників їх роботи при перетворенні потенційної енергії стиснутого робочого тіла в механічну роботу. Набуло подальшого розвитку теоретичні основи конструювання й проектування роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху за рахунок розробки загального компонування двигуна, схеми підведення робочого тіла та конструкції основних вузлів і деталей, а також вибору способу ущільнення та конструктивного виконання механізму руху, що спрямовано на спрощення виготовлення, збирання, а також поліпшення експлуатації й обслуговування. Удосконалено: метод визначення необхідної кількості теплоти для підігріву стиснутого робочого тіла на вході у впускний ресивер роторно-поршневого двигуна за рахунок отриманої експериментальної залежності зміни падіння температури відпрацьованого повітря від обертів і тиску у впускному ресивері за умов забезпечення допустимого значення температури відпрацьованого робочого тіла на виході (встановлена мінімально допустима температура зберігання робочого тіла, за якої ще можлива робота двигуна без підігріву та яка складає 0…–5 оС); кінематику механізму руху роторно-поршневого двигуна об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху за рахунок визначення геометричного зв’язку між ходом поршня двигуна, довжиною ланки рухомого чотирикутника та кутом між ланками, що дозволило отримати залежності для визначення переміщення, швидкості й прискорення поршня залежно від кута повороту ротора. Базуючись на отриманих наукових результатах, сформульовано нові наукові положення. 1. Поєднання переваг організації робочого процесу ротаційних і поршневих двигунів шляхом застосування шарнірно-кулачкового механізму руху в роторно-поршневих двигунах об’ємної дії забезпечує регулювання процесу наповнення, збільшення повноти розширення робочого тіла, зменшення зворотного стиснення, а також відсутність мертвого об’єму, що сприяє підвищенню в 1,18…1,32 рази ефективності перетворення низькопотенційної енергії робочого тіла (витрата повітря на 1 кВт потужності) без попереднього його підігріву в порівнянні із серійними поршневими машинами об’ємної дії із золотниковим газорозподілом та кривошипно-шатунним механізмом руху. 2. Шарнірно-кулачковий механізм руху з відношенням ходу поршня до діаметра робочого циліндра менше одного дає змогу здійснювати два робочих цикли за один оберт ротора, регулювати ступінь наповнення, а також рівномірне розміщення циліндрів по всій довжині ротора в роторно-поршневих двигунах об’ємної дії, забезпечує компактність та знижує питому масу двигуна у 1,2…2,0 рази у порівнянні із серійними поршневими машинами об’ємної дії з кривошипно-шатунним механізмом руху. 3. Шарнірно-кулачковий механізм руху й система газорозподілу з можливістю регулювання ступеня наповнення робочого циліндра, що на ньому базується, забезпечують практично відсутність відносного мертвого об’єму (значення εо не перевищує 0,015 та обумовлене лише технологічними зазорами) й збільшують відношення пускового крутного моменту до номінального до 1,11 рази у порівнянні із серійними поршневими машинами об’ємної дії із золотниковим газорозподілом і кривошипно-шатунним механізмом руху. Наукове значення отриманих результатів полягає у розвитку основ та принципів перетворення низькопотенційної енергії стиснутого робочого тіла в механічну роботу за рахунок поєднання особливостей і переваг організації робочого процесу різних типів двигунів, що є теоретичною базою для реалізації концепції підвищення ефективності машин об’ємної дії. Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що розроблено: новий напрям у конструюванні та проектуванні двигунів об’ємної дії, технології виготовлення й збирання основних складальних вузлів та деталей роторно-поршневих двигунів із шарнірно-кулачковим механізмом руху; рекомендації щодо вибору необхідних матеріалів для виготовлення деталей роторно-поршневого двигуна, а також установлення необхідного зазору між сполучними парами з урахуванням робочої температури деталей; метод і програму проведення експериментальних досліджень експлуатаційних режимів та робочих процесів роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху; програму проведення стендових випробувань роторно-поршневих двигунів при серійному виробництві, а також послідовність і тривалість проведення обкатки та контрольних випробувань; рекомендації щодо розвитку теорії розрахунку робочого циклу машин об’ємної дії, що стосуються врахування особливостей кінематики шарнірно-кулачкового механізму руху; схемні й технічні рішення енергетичних установок на базі роторно-поршневих двигунів об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху. Упровадження результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи пройшли апробацію і були використані на машинобудівному підприємстві «Мотор-Плюс» (м. Миколаїв) при проектуванні та реалізації проектів енергетичних установок з роторно-поршневими двигунами об’ємної дії із шарнірно-кулачковим механізмом руху різного призначення згідно з вимогами замовника; на Машинобудівному підприємстві «МОТОРСЕРВІСПРОМ» (м. Миколаїв) при виконанні проектних робіт і оцінці енергетичних й економічних показників серії пневмодвигунів (12РПД 44/1,75; 20РПД 4,5/1,75; 20РПД 3,0/1,15); на підприємстві «ТЕПЛОМАШПРОГРЕС» (м. Миколаїв) при модернізації пневматичного приводу суднового крана з вантажопідйомністю до 1000 кг; при розробці проектної документації вібраційного живильника для випуску і доставки руди на підприємстві «БІЗНЕС-СЕРВІС-БЮРО» (Миколаївська обл.); на підприємстві «ШИПСЕРВІС» (м. Миколаїв) при розробці проекту та проведенні модернізації платформного електричного візка ЕТ-2054 (електрокар) вантажопідйомністю 2 т на пневматичний привід; у підготовці технічної документації з модернізації виробничого обладнання підприємствами «АВИАФИНСЕРВИС» (м. Миколаїв) і «Енерготехнологія» (Миколаївська обл.); у навчальному процесі кафедри ДВЗ У та ТЕ при підготовці бакалаврів і магістрів Національного університету кораблебудування ім. адм. Макарова в курсах лекцій, при проведенні практичних, індивідуальних та лабораторних занять з дисциплін «Двигуни нетрадиційних схем», «Суднові допоміжні механізми», а також при виконанні розрахункових завдань, у курсовому й дипломному проектуванні.
Ефективність енергетичних установок з термохімічними системами для високотехнологічних суден і морських об'єктів нафтогазовидобування
(2020) Чередніченко, О. К.; Cherednichenko, O. C.; Сербін С. І.
Чередніченко О. К. Ефективність енергетичних установок з термохімічними системами для високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки (Технічні науки). – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Міністерство освіти і науки України, Миколаїв, 2020. Науково-прикладною проблемою, яка вирішується в дисертації, є підвищення ефективності використання паливних ресурсів та зменшення викидів токсичних компонентів шляхом раціональної організації перетворень енергії в термохімічних системах утилізації теплоти вторинних енергоресурсів енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. Необхідність виконання вимог законодавчих актів Міжнародної морської організації (IMO) щодо зниження впливу суднової енергетики на навколишнє середовище визначає запит практики, спрямований на розробку та адаптацію енергоефективних технологій в суднову енергетику шляхом комплексного впровадження новітніх установок, визначення діапазонів їх досяжних параметрів з розробкою науково обґрунтованих перспективних схемних рішень, які забезпечують підвищення ефективності використання паливних ресурсів, мінімізацію викидів CO2 та інших шкідливих речовин в навколишнє середовище. Відповідно до запиту практики сформульована мета дослідження – підвищення ефективності суднових енергетичних установок з термохімічними системами утилізації теплоти вторинних енергоресурсів для високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. Робочою науковою гіпотезою дисертаційного дослідження є твердження, що підвищення ефективності використання енергії палива в енергетичних установках та зменшення викидів шкідливих речовин досягається паровою конверсією вуглеводневих та спиртових палив за рахунок утилізації теплоти вторинних енергоресурсів з подальшим низькоемісійним спалюванням отриманих продуктів в газотурбінних та комбінованих дизель-газотурбінних установках, а також утилізацією енергії скидної теплоти суднових малообертових дизельних двигунів термохімічним перетворенням енергії в металогідридних установках. Для поліпшення ефективності процесів перетворень енергії при термохімічній обробці палив за рахунок підводу теплоти відпрацьованих газів пропонується використовувати ідею організації термохімічної обробки вуглеводневих та спиртових палив шляхом парової конверсії при параметрах, які узгоджено з параметрами робочих процесів енергетичних установок і вторинних енергоресурсів, а також низькоемісійним спалюванням продуктів термохімічних реакцій в газотурбінних камерах згоряння з попереднім частковим перемішуванням палива і окиснювача. Об’єктом дослідження є процеси перетворення енергії в енергетичних установках при термохімічній утилізації вторинних енергоресурсів. Предметом дослідження є закономірності процесів термохімічних перетворень енергії, їх вплив на ефективність енергетичних установок для високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. Задачі наукового дослідження: 1. Аналіз тенденцій світового енергоспоживання та оцінка перспективності застосування термохімічних систем утилізації теплоти вторинних енергоресурсів в судновій енергетиці на базі узагальнення та систематизації масиву значень, які описують енергетичні установки високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. 2. Виявлення шляхом математичного і фізичного моделювання діапазону ефективного застосування перспективних палив при їх термохімічній обробці шляхом утилізації вторинних енергоресурсів енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. 3. Виявлення закономірностей взаємного впливу характеристик термохімічної обробки вуглеводневих і спиртових палив та параметрів робочих процесів енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. 4. Розробка науково обґрунтованих нових схемних рішень газотурбінних і комбінованих дизель-газотурбінних енергетичних установок з термохімічними системами утилізації теплоти вторинних енергоресурсів та дослідження впливу їх параметрів на енергоефективність. 5. Визначення умов ефективного спалювання продуктів термохімічної обробки палив в газотурбінних камерах згоряння з попереднім частковим перемішуванням палива з повітрям. 6. Теоретичні дослідження процесів спалювання продуктів термохімічної обробки палива в газотурбінній камері згоряння з попереднім частковим перемішуванням палива та окиснювача. 7. Визначення параметрів ефективного перетворення енергії в металогідридних утилізаційних установках сучасних та перспективних суден-газовозів. 8. Апробація положень концепції підвищення ефективності енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування та впровадження результатів наукових досліджень. У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми, зазначено зв’язок роботи з науковими програми й темами, сформульовано об’єкт і предмет дослідження, мету та головні завдання, наведено методи дослідження, дано обґрунтування достовірності отриманих результатів і висновків, визначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, відображено повноту викладення результатів у публікаціях та ступінь апробації на конференціях. У першому розділі розглянуто тенденції світового енергоспоживання, виявлено значний вплив світового флоту та морських об’єктів нафтогазовидобування на підвищення якості життя людства, проаналізовано законодавчі акти Міжнародної морської організації щодо енергоефективності суден; відзначено перспективність термохімічних утилізаційних технологій в судновій енергетиці, обґрунтована мета і здійснена постановка завдань дослідження. У другому розділі представлена методологія та обґрунтовані методи дослідження. Виявлена перспективність використання об'єктно-орієнтованих підходів при розв’язуванні задач теоретичних та експериментальних досліджень процесів в суднових енергетичних установках з термохімічною утилізацією. Запропоновано використовувати наступні ієрархічні рівні: модуль в цілому, підсистеми модуля, групи блоків обладнання підсистем, структурно-функціональні блоки, що моделюють одиничні ланки процесу, з поєднанням блоків зв’язками у вигляді матеріальних та енергетичних потоків. Представлена методологія експериментального дослідження, надано опис експериментального стенда для моделювання процесів термохімічної обробки палива при підвищеному тиску з визначенням впливу витрат механічної енергії на ефективність термохімічної утилізації та вимірюванням компонентного складу синтез-газу, який отримано в результаті термохімічної обробки етанолу при підвищеному тиску. У третьому розділі наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень ефективності процесів термохімічної обробки палива. З метою порівняння потенціалів вторинних енергоресурсів суднових теплових двигунів енергетичних установок різного складу розроблена багатовимірна класифікація схем енергетичних установок високотехнологічних суден і об’єктів нафтогазовидобування. Визначено критерії оцінки енергоефективності процесів термохімічної обробки палив та встановлено найбільш перспективні палива для термохімічної обробки шляхом утилізації вторинних енергоресурсів теплових двигунів. Визначено межі застосування існуючих підходів до оцінки ефективності процесів термохімічної обробки палив. Виявлені обмеження, які пов’язані з впливом основних параметрів процесу конверсії на доцільність застосування термохімічної обробки палив в залежності від їх властивостей. Наведено результати експериментального дослідження комплексного впливу температури, тиску та складу суміші на ефективність термохімічної обробки етанолу з визначенням витрат теплової та механічної потужностей при організації процесів обробки палива. Виявлено значний вплив витрат механічної енергії на ефективність термохімічної обробки палива. У четвертому розділі розроблена математична модель енергетичного модуля з термохімічною утилізацією вторинних енергоресурсів теплових двигунів. Обґрунтовано підходи до створення та надані алгоритми налаштування математичних моделей енергетичних модулів та структурно-функціональних блоків з метою оптимізації процесів термохімічних перетворень енергії. У п’ятому розділі наведені результати теоретичних досліджень параметрів суднових енергетичних модулів з використанням термохімічних технологій утилізації. Доведена ефективність використання на високотехнологічних суднах та морських об'єктах нафтогазовидобування газотурбінних та комбінованих енергетичних модулів з термохімічною обробкою базового палива та утилізацією теплоти відпрацьованих газів ГТД. Встановлено, що утилізація вторинних енергоресурсів шляхом термохімічної обробки вуглеводневих та спиртових палив забезпечує зменшення питомої витрати палива у порівнянні з традиційними схемами та підвищення ККД до 4 %. Підтверджено підвищення ефективності використання енергії палива на 5 6 % в пропульсивних комплексах сучасних та перспективних суден-газовозів шляхом використання термохімічного перетворення енергії в металогідридних утилізаційних установках. Доведено, що застосування запропонованих термохімічних технологій більш ніж в 1,5 рази зменшує викиди діоксиду вуглецю при експлуатації суднової енергетичної установки високотехнологічного судна або морського об'єкту нафтогазовидобування. У шостому розділі розроблено математичну модель низькоемісійної газотурбінної камери згоряння, що працює на продуктах термохімічної конверсії, та наведені результати дослідження характеристик робочого процесу при роботі на продуктах термохімічної конверсії попутного газу. Доведена можливість ефективного використання продуктів термохімічної конверсії попутного газу в якості основного палива. Встановлена стабільність процесу горіння в камері згоряння з попереднім частковим перемішуванням палива и окиснювача. Підтверджено, що викиди основних токсичних компонентів (NOx і CO) відповідають сучасним європейським стандартам на викиди газотурбінних двигунів. У сьомому розділі наведено результати реалізації комплексу запропонованих технічних рішень при проектуванні енергетичних установок високотехнологічних суден та морських об'єктів нафтогазовидобування, визначено перспективи подальшого застосування отриманих наукових і практичних положень. За результатами виконаних наукових досліджень розроблено концепцію підвищення ефективності суднових енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування шляхом термохімічної обробки вуглеводневих та спиртових палив за рахунок підводу теплоти відпрацьованих газів газотурбінних та комбінованих дизель-газотурбінних енергетичних установок, а також використанням потенціалу вторинних енергоресурсів малообертових дизельних двигунів термохімічним перетворенням енергії в утилізаційних металогідридних установках. Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному: 1. Вперше визначено діапазон ефективного застосування низки вуглеводневих та спиртових палив для термохімічної обробки шляхом утилізації вторинних енергоресурсів енергетичних установок, при цьому виявлено: а) потенціал вторинних енергоресурсів установок на базі газотурбінних двигунів забезпечує ефективну обробку метанолу та етанолу з максимальним приростом теплоти згоряння палива 18–22 %, а також помірну ефективність обробки природного газу, попутного газу та їх головних складових при максимальному прирості 8–12 %; б) потенціал вторинних енергоресурсів установок на базі чотирьохтактних дизельних двигунів забезпечує ефективну обробку метанолу та етанолу з приростом теплоти згоряння до 20–22 і 15–16 % відповідно; в) температурний потенціал скидної теплоти установок на базі двохтактних дизельних двигунів достатній для ефективних перетворень енергії в металогідридних утилізаційних установках. 2. Вперше доведено, що на відміну від існуючих суднових енергетичних установок без термохімічної обробки палива, термохімічна обробка вищевказаних спиртових та вуглеводневих палив за рахунок утилізації вторинних енергоресурсів енергетичних установок високотехнологічних суден приводить до покращення співвідношення величин викидів CO2 на одиницю транспортної роботи судна та, відповідно, до зменшення індексу EEDI на: 25–40 % для газовозів LNG з єдиною електроенергетичною установкою; на 30–42 % для газовозів LPG порівняно з енергокомплексами, які працюють на нафтових паливах, та на 22–24 % порівняно з енергокомплексами, які працюють на LPG; на 15–25 % для круїзних суден відносно енергокомплексів, які працюють на нафтових паливах, та на 10–15 % відносно енергокомплексів, які працюють на LNG; на 5–15 % для суден Ro-pax в залежності від особливостей судна, схемних рішень та характеристик енергетичної установки, компонентного складу палива, характеристик термохімічної обробки та робочих процесів теплових двигунів. 3. Вперше обґрунтовано ефективність термохімічної обробки палива при параметрах процесів, які відповідають параметрам робочих процесів енергетичних установок, при цьому встановлено, що утилізація вторинних енергоресурсів газотурбінних суднових енергетичних установок шляхом термохімічної обробки вуглеводневих та спиртових палив забезпечує збільшення ККД установки до 4 % відносно контактних газо-паротурбінних установок при умові, що при термохімічній обробці допустиме масове співвідношення витрат пара/паливо складає 6–7 для вуглеводневих палив та 0,6–0,9 для спиртових палив. 4. Вперше доведено, що поліпшення паливної економічності комбінованої дизель-газотурбінної енергетичної установки до 4 % забезпечується термохімічною обробкою палива шляхом утилізації теплоти відпрацьованих газів газотурбінного двигуна за умови проведення термохімічної обробки окремо для ГТД при високому тиску (відповідно до тиску підведення палива до ГТД 1,0–2,5 МПа) та окремо для ДВЗ при низькому тиску (0,6–0,7 МПа) з подальшим сумісним використанням продуктів обробки в якості палива в газотурбінному та дизельному(их) двигуні(ах). 5. Вперше визначено, що на відміну від існуючих підходів до організації ефективного спалювання синтез-газу в камерах згоряння ГТД, використання термохімічної утилізації теплоти відхідних газів дає змогу отримувати продукти термохімічної обробки стійкого складу незалежно від вмісту метану у базовому паливі та забезпечує стабільність процесу горіння в низькоемісійній газотурбінній камері згоряння з попереднім частковим перемішуванням палива з повітрям. 6. Отримав подальший розвиток метод тривимірного моделювання процесів горіння вуглеводневих та спиртових палив, на базі якого створена континуальна модель робочих процесів в низькоемісійних камерах згоряння ГТД, працюючих на продуктах термохімічної конверсії, яка дозволяє виявити особливості аеродинамічної структури реагуючих потоків в умовах турбулентної взаємодії, а також здійснити вибір раціональних геометричних параметрів для забезпечення сучасних екологічних показників енергетичних установок високотехнологічних суден та об’єктів нафтогазовидобування. 7. Вдосконалено підхід до створення багатофакторних параметричних моделей суднових енергетичних установок, які враховують обмеження допустимих значень параметрів та дозволяють оцінити вплив схемних рішень і параметрів процесів на показники ефективності енергетичних комплексів з утилізацією енергії скидної теплоти шляхом термохімічної обробки палива та термохімічним перетворенням енергії в металогідридних установках. 8. На основі об'єктно-орієнтованого підходу вдосконалено багаторівневу класифікацію структурних схем енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування, яка відрізняється комплексним описом їх складу та головних характеристик, що надало можливість оцінювати доцільність використання традиційних та інноваційних технологій. На основі отриманих наукових результатів сформульовано наукові положення: 1. Підвищення ефективності термохімічної утилізації вторинних енергоресурсів енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування досягається узгодженням параметрів робочих процесів термохімічної обробки палива та теплових двигунів і забезпечує зростання ККД установок до 4 %. 2. Термохімічна обробка вуглеводневих та спиртових палив з низькоемісійним спалюванням отриманих газоподібних продуктів та утилізацією вторинних енергоресурсів газотурбінних та комбінованих дизель-газотурбінних енергетичних установок, а також використання енергії вторинної теплоти малообертових дизельних двигунів в утилізаційних металогідридних установках забезпечує зменшення викидів діоксиду вуглецю на одиницю транспортної роботи високотехнологічних суден. 3. Комплексне використання термохімічної обробки палива та організація низькоемісійного процесу горіння в газотурбінній камері згоряння з попереднім частковим перемішуванням палива з повітрям забезпечують відповідність викидів основних токсичних компонентів енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування сучасним європейським стандартам. Наукове значення роботи полягає в розширенні уявлень про фізико-хімічні процеси термохімічної утилізації вторинних енергоресурсів, обробки палив та процесів горіння продуктів їх конверсії, що є науковим підґрунтям для реалізації концепції підвищення ефективності суднових енергетичних установок високотехнологічних суден і морських об’єктів нафтогазовидобування. Практичне значення отриманих результатів Обґрунтування діапазону ефективного застосування перспективних вуглеводневих та спиртових палив та отримані регресійні залежності, які описують закономірності впливу параметрів робочих процесів теплових двигунів на компонентний склад та енергетичні характеристики продуктів термохімічної обробки, дозволило розробити алгоритми та методики розрахунку, створити прикладне програмне забезпечення, яке апробоване при виконанні проєктних проробок енергетичного обладнання. Схемні рішення та практичні рекомендації з використання систем термохімічної утилізації в складі газотурбінних та комбінованих установок надали можливість розробити концептуальні проєкти газовозів LNG, LPG, круїзних лайнерів, а також суден Ro-pax, що задовольняють перспективним вимогам IMO з енергоефективності. Результати впровадження роботи Результати дисертаційного дослідження впроваджено при розробці проекту енергетичного комплексу потужністю 10-15 МВт з термохімічною обробкою попутного нафтового газу для морської платформи (ДП «Дослідно-проектний центр кораблебудування» державного концерну «Укроборонпром», м. Миколаїв); при розробці концептуальних проектів газовозів LNG, LPG, круїзних лайнерів, суден Ro-pax з низькоемісійними енергетичними установками («Zaliv Ship Design», «Сі-Джоб Миколаїв» та ДП «ПКБ Чорноморсуднопроєкт», м. Миколаїв); в технічній документації з модернізації енергетичного обладнання та питань адаптування термохімічних технологій утилізації до існуючого енергетичного обладнання (Херсонська верф «Smart Meritime Group», м. Херсон; ТОВ «Енерготехнологія», Миколаївська обл.); при проведенні досліджень характеристик суднових гібридних енергетичних установок з використанням технології SOFC-GT («Jiangsu University of Science and Techology», КНР); при проведенні досліджень характеристик газотурбінних енергетичних установок морського виконання («Georgian Veritas» LTD, Грузія), а також в навчальному процесі при підготовці здобувачів вищої освіти ступеня «Бакалавр» за спеціальністю 271 «Річковий та морський транспорт» в Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова (м. Миколаїв), ступенів «Бакалавр» та «Магістр» за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» в Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського (м. Кременчуг), ступенів «Бакалавр» та «Магістр» за спеціальністю 144 «Теплоенергетика» в Вінницькому національному технічному університеті (м. Вінниця), ступенів «Бакалавр» та «Магістр» за спеціальністю 271 «Річковий та морський транспорт» в Національному університеті «Одеська Морська Академія» (м. Одеса) та Одеському національному морському університеті (м. Одеса). Впровадження результатів дисертаційної роботи підтверджується відповідними актами про використання результатів дослідження.
Зменшення опору руху суден за допомогою використання виїмок та повітряного змащення
(2021) Боднарчук, Ю. С.; Bodnarchuk, J. S.; Король Ю. М.
Боднарчук Ю. С. Зменшення опору руху суден за допомогою використання виїмок та повітряного змащення – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.03 «Конструювання та будування суден» – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2021 р. В дисертаційному дослідженні представлені засоби зниження опору судна у вигляді локальних поперечних поглиблень (виїмок) на днищовій поверхні різних типів суден та поглиблень (виїмок) у вигляді кілець на поверхні підводних човнів, а також вплив подачі повітряного мастила природним шляхом на поверхню швидкісного судна. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, додатків та списку використаних джерел. В роботі описаний алгоритм побудови розрахункових проектів в computational fluid dynamics комплексах Flow Vision та Flow Simulation. Підчас створення розрахункового проекту виконується параметричний аналіз за допомогою методів обчислювальної гідродинаміки. Визначаються параметри моделювання для того щоб працював алгоритм диференційних рівнянь, які описують рух рідини, метод кінцевих об’ємів зводить їх до системи лінійних алгебраїчних рівнянь. Процес валідації програмного продукту Flow Vision та Flow Simulation при моделюванні обтікання корпусів суден виконувався для моделі танкеру проекту 005RST01 та підводного об’єкту сигаро подібної форми в різних науково-дослідницьких басейнах. Порівняння результатів розрахунків у вказаних програмних комплексах з даними фізичних експериментів показали дуже високу інформативність і достатню для практичного використання точність цих програм. Також в роботі описується процес дослідження впливу виїмок на відносно простих об’єктах, таких як циліндричне тіло та круговий циліндр, які є перехідними етапами до судна та підводного човна відповідно. Проводилося дослідження ефективності локального поперечного поглиблення (виїмок) на днищовій поверхні суховантажного судна. Перевірка ефективності впливу виїмок на ходові якості судна була виконана на моделі танкера проекту 005RST01. Окрім того, за допомогою computational fluid dynamics пакетів було виконано моделювання як для моделі, так і для натурного судна. Слід відмітити, що розміри і місце розташування виїмок для кожного судна необхідно підбирати окремо, беручи до уваги характеристики обраного натурного судна. В програмних продуктах Flow Vision та Flow Simulation проводилися розрахунки впливу встановлених виїмок на поверхнях двох типів підводних човнів. Проведено дослідження методів зниження опору для швидкісних суден. В програмному комплексі Flow Vision моделювалось швидкісне судно зі встановленою виїмкою в двох варіантах: без урахування вільної поверхні і з урахуванням вільної поверхні для скорочення часу розрахунку і більш детального вивчення ефекту. На моделі погано обтічного тіла, у вигляді паралелепіпеду, досліджувалось питання про ступінь ефективності одночасного використання декількох засобів впливу на прикордонний шар спрямованих на зниження опору тіл при їх русі в рідині. На моделі швидкісного судна досліджується вплив на зниження опору подачі повітря на днищову поверхню корпусу через канали при заданій швидкості та за рахунок перепаду тиску на дні судна та атмосферного тиску зверху, що дало позитивний результат. Сформована загальна схема алгоритму вибору засобів зниження опору руху під час проектування суден, які дають змогу зменшенню витрат палива і вартості перевезеного вантажу (пасажирів) та терміну окупності витрат при впроваджені цих засобів на новому або вже введеному в експлуатацію. Розроблено методику визначення можливості зниження опору руху об’єктів океанотехніки з встановленими місцевими особливостями в основу якої покладені методи обчислювальної гідродинаміки та параметричного аналізу.
Керований електромагнітний привод установок для формування високоякісних бетонних виробів
(2024) Козлов Андрій Юрійович; Kozlov A. Yu.; Черно О. О.; Cherno О. О.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв 2024. Технологія виробництва високоякісних бетонних виробів включає в себе вібрування бетонної суміші на різних частотах. Традиційно даний процес забезпечується відцентровими вібраційними приводами. В той самий час, електромагнітний вібраційний привод має більш високу надійність, робочий ресурс та дає можливість незалежно керувати частотою та амплітудою вібрації. Але, для забезпечення високої енергоефективності його необхідно використовувати у режимі, близькому до резонансного. Це обумовило появу великої кількості наукових робіт, присвячених синтезу резонансних коливальних систем з електромагнітним приводом та систем автоматичного керування його амплітудою та частотою. Але, на сьогоднішній день, не досліджено в достатній мірі сумісне керування резонансним електромагнітним приводом та пристроями з регульованою жорсткістю, що унеможливлює ефективне застосування електромагнітного привода для вібромашин зі змінною резонансною частотою. Тому, проведення таких досліджень є актуальною науковою задачею. Метою дисертаційної роботи є створення керованого електромагнітного привода вібраційних машин зі змінною резонансною частотою для формування високоякісних бетонних виробів. Новизна результатів, одержаних в дисертації, полягає в наступному. 1. Отримала розвиток динамічна модель електромагнітних, електромеханічних, механічних та енергетичних процесів у резонансній вібраційній машині, яка враховує взаємозв’язок процесів при сумісному керуванні амплітудою та частотою електромагнітного вібратора і резонансною частотою динамічного віброгасника з конічними пружинами, що дає можливість здійснювати аналіз та синтез систем автоматичного керування вібраційними машинами зі змінною резонансною частотою з метою підвищення їх ефективності. 2. Вперше науково обґрунтовано доцільність застосування комбінованого принципу керування частотою вібраційних машин, резонансна частота яких регулюється пристроями з нелінійними пружними елементами, що забезпечує енергетичну ефективність таких машин у пускових та перехідних режимах. 3. Вперше запропоновано структуру системи автоматичного керування частотою та амплітудою вібраційної машини з електромагнітним приводом і динамічним віброгасником з нелінійними пружними елементами, яка відрізняється тим, що містить канал непрямого вимірювання резонансної частоти у комбінації з контуром фазової автопідстройки, що забезпечує високу швидкодію і точність налаштування на резонанс і, як наслідок, високий коефіцієнт корисної дії. Наукове значення роботи полягає у розвитку електромагнітного вібраційного привода в частині поширення його на вібраційні машини зі змінною резонансною частотою шляхом удосконалення структури систем автоматичного керування і розвитку динамічної моделі для їх дослідження. Практичне значення роботи: – розроблено імітаційну модель процесів у керованому електромагнітному приводі вібраційної машини зі змінною резонансною частотою, яка може використовуватись при проєктуванні вібраційного обладнання, зокрема для виготовлення високоякісних бетонних виробів; – удосконалено експериментальну установку та програмне забезпечення системи автоматичного керування нею, що може бути використано для подальших досліджень за цим напрямком, а також взято за основу при проєктуванні електромагнітних приводів вібраційних машин зі змінною резонансною частотою. У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми, показано її зв’язок з науковими програми й темами, сформульовано об’єкт і предмет дослідження, мету та головні його задачі, представлено методи дослідження та обґрунтування достовірності отриманих результатів, визначено наукову новизну та практичне значення результатів роботи, відображено повноту викладення результатів у публікаціях та ступінь апробації. У першому розділі проведено аналіз сучасних вібраційних установок для формування бетонних виробів та особливості технологічних процесів вібраційного ущільнення. Також проаналізовано принципи побудови вібраційних машин зі змінною резонансною частотою та систем автоматичного керування їх приводами. У другому розділі проведено моделювання керованого електромагнітного вібраційного привода зі змінною резонансною частотою. Розроблено функціональну схему вібраційної установки для виготовлення високоякісних бетонних виробів з електромагнітним вібратором та керованим динамічним віброгасником з конічними пружинами. Розроблено модель електромагнітних та електромеханічних процесів на основі коло-польового методу, основаного на апроксимації залежностей потокозчеплення та електромагнітної сили від МРС та величини повітряного проміжку, які отримані шляхом числових розрахунків магнітного поля. Складено модель механіки чотирьохмасової коливальної системи та модель процесів у приводі руху преса віброгасника. Проведено моделювання процесів у керованому електроприводі, результати показали, що при переході між частотами привод зберігає високу енергетичну ефективність. У третьому розділі проведено синтез системи автоматичного керування електромагнітним приводом вібраційної машини зі змінною частотою. Проаналізовано шляхи удосконалення системи та обґрунтовано доцільність застосування комбінованого принципу автоматичного керування, що реалізується додаванням до існуючої системи каналу прямого керування частотою на основі вимірювання поточних значень координати переміщення преса динамічного віброгасника. Проведено моделювання перехідних процесів у системі з комбінованим керуванням частотою, результати яких підтвердили доцільність застосування запропонованої структури системи керування. Четвертий розділ присвячено експериментальним дослідження розробленого привода. Наведено опис установки, яка дає можливість досліджувати перехідні та стаціонарні процеси у вібраційній машині зі змінною резонансною частотою і автоматичним керуванням параметрами вібрації. Розроблено алгоритми програми, що реалізує створену структуру системи автоматичного керування. Досліджено розімкнену систему керування та визначено характеристики регулювання резонансної частоти. Досліджено замкнену систему автоматичного керування амплітудою і частотою. Результати проведених експериментів підтвердили, що для керування частотою електромагнітного привода вібромашини зі змінною резонасною частотою доцільно використовувати комбінований принцип автоматичного керування. Це забезпечує необхідну швидкість та стійкість налаштування на нову резонансну частоту в перехідних режимах.
Математичні моделі для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден
(2021) Кудін, О. О.; Kudin, O. O.; Приходько С. Б.
Кудін О. О. Математичні моделі для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден. – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.22 «Управління проектами і програмами» – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Міністерство освіти і науки України, Миколаїв, 2021. В наш час спостерігається суттєве скорочення тривалості проектування і виготовлення продукції у всіх галузях промисловості, зокрема у суднобудуванні. Однією з причин такого явища є використання сучасних інформаційних та комп’ютерних технологій при проектуванні і виготовлені промислових виробів. Зокрема, впровадження сучасних технологій в процеси проектування суден суттєво скоротило трудомісткість і, відповідно, час виконання проектів розробки конструкторської документації суден. Але при цьому ускладняється вирішення задачі достовірного оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації. Отже, скорочення трудомісткості, в свою чергу, робить актуальною задачу підвищення достовірності оцінювання трудомісткості робіт на всіх етапах виконання проектів розробки конструкторської документації суден. Вирішення цієї задачі ускладняється впливом випадкових непередбачуваних факторів на трудомісткість проектів розробки конструкторської документації суден. У дисертації вирішено актуальну науково-прикладну задачу підвищення достовірності оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації суден в умовах впливу випадкових непередбачуваних факторів завдяки побудові математичних моделей трудомісткості робіт на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB. Такі математичні моделі дозволяють в подальшому підвищити достовірність оцінювання тривалості робіт при управлінні часом в проектах розробки конструкторської документації суден. Перевага запропонованого рішення полягає у тому, що оцінювання трудомісткості робіт проводиться на основі статистичних даних виконаних проектів розробки конструкторської документації суден на відміну від існуючих методів і моделей оцінювання трудомісткості, основаних на власному досвіді менеджерів проектів. При проведенні дослідження виконано аналіз процесів управління часом проектів розробки конструкторської документації суден у суднобудівних конструкторських бюро та визначено, що трудомісткість робіт є базовою величиною при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації. З’ясовано, що на практиці оцінювання трудомісткості робіт виконується менеджерами проектів на основі власного досвіду. Але менеджери проектів не завжди мають достатній досвід проектування конкретних типів суден. Це є однією з причин низької достовірності оцінювання трудомісткості робіт і, відповідно, викликає перевищення контрактних строків виконання проектів. Проведено аналіз існуючих методів і моделей для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден. З’ясовано, що відомі методи і моделі оцінювання трудомісткості робіт використовують оцінки, які призначаються здебільшого однією людиною і іноді можуть бути помилковими. Тому пропонується оцінювати трудомісткість розробки конструкторської документації суден з використанням статистичних даних виконаних проектів шляхом побудови рівнянь нелінійної регресії та нелінійних регресійних моделей трудомісткості робіт. Виконано формалізацію задач дисертаційного дослідження та основних напрямків їх вирішення, а саме: вибрати нормалізуючі перетворення для нормалізації двовимірного негаусівського вектору трудомісткості робіт; побудувати математичні моделі для трансформованого еліпсу передбачення на основі вибраного нормалізуючого перетворення для видалення двовимірних викидів даних з двовимірного негаусівського вектору трудомісткості робіт; побудувати рівняння нелінійної регресії трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден в залежності від маси цих секцій на основі вибраного нормалізуючого перетворення; побудувати нелінійну регресійну модель трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден в залежності від маси цих секцій на основі вибраного нормалізуючого перетворення; розробити методику оцінювання середньої трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації суден та її застосування при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден; розробити методику оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації суден, як випадкової величини, та її застосування при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден. В результаті проведених досліджень вперше побудовано негаусівську ймовірнісну модель трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден та маси цих секцій на основі функції щільності ймовірності двовимірного розподілу Джонсона сімейства SB. Ця модель дозволяє врахувати реальний характер розподілу двовимірних емпіричних даних і кореляцію між ними та провести кращу нормалізацію емпіричних даних в порівнянні з наявними моделями, побудованими на основі щільностей одновимірних розподілів. Використання означеної моделі дозволяє надалі підвищити достовірність оцінювання трудомісткості робіт та, відповідно, достовірність оцінювання часу виконання робіт. Удосконалено рівняння трансформованого еліпсу передбачення для двовимірного негаусівського вектору трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден та маси цих секцій на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB. Це дозволяє визначити наявність двовимірних викидів у подібних наборах негаусівських даних без припущення про їх нормальний розподіл і, в подальшому, підвищити достовірність оцінювання трудомісткості та, відповідно, тривалості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден. Побудовано рівняння нелінійної регресії для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден в залежності від маси цих секцій на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB та довірчі інтервали і інтервали передбачення нелінійної регресії. Це дозволяє підвищити достовірність оцінювання середньої трудомісткості робіт та, відповідно, середнього часу виконання робіт. Побудовано нелінійну регресійну модель для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB. Використання цієї регресійної моделі дозволяє підвищити достовірність оцінювання трудомісткості робіт та відповідного часу виконання робіт з розробки конструкторської документації. Проведено порівняння результатів побудови рівняння нелінійної регресії та нелінійної регресійної моделі для оцінювання трудомісткості робіт на основі двовимірного перетворення Джонсона сімейства SB з результатами побудови нелінійної регресії для оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден на основі одновимірних нормалізуючих перетворень. Виявлено, що використання двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона покращує критерії якості нелінійної регресії MMRE та Pred(0,25) у порівнянні з використанням одновимірних нормалізуючих перетворень. Удосконалено рівняння нелінійної регресії та границь її довірчого інтервалу на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден, що дозволяє підвищити достовірність оцінювання вибіркового середнього трудомісткості робіт в залежності від маси цих секцій у порівнянні з відповідними рівняннями, що отримані за одновимірними нормалізуючими перетвореннями. Удосконалено рівняння границь інтервалу передбачення нелінійної регресії на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден, що дозволяє зменшити ширину зазначеного інтервалу у порівнянні з відповідними рівняннями, що отримані за одновимірними нормалізуючими перетвореннями. В результаті зменшення ширини інтервалу передбачення підвищується достовірність оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації і, відповідно, часу виконання цих робіт. Розроблено методику оцінювання середньої трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден з використанням нелінійної регресійної моделі трудомісткості робіт та довірчих інтервалів, побудованих на основі двовимірного перетворення Джонсона сімейства SB, наведено приклад її використання. Розроблено методику для оцінювання трудомісткості робіт, як випадкової величини, при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден з використанням нелінійної регресійної моделі трудомісткості робіт і інтервалів передбачення нелінійної регресії, побудованих на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB, та наведено приклад її використання. Наведено опис використання розроблених методик оцінювання трудомісткості робіт для оцінювання середньої трудомісткості робіт за методом PERT.
Математичні моделі та інформаційна технологія для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP
(2021) Ворона, Михайло Владиславович; Vorona, M. V.; Приходько, Сергій Борисович
Ворона М.В. Математичні моделі та інформаційна технологія для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 122 "Комп’ютерні науки" (галузь 12 – Інформаційні технології). – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Міністерство освіти і науки України, Миколаїв, 2021. Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково-практичного завдання підвищення достовірності оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP за рахунок побудови відповідних математичних моделей у вигляді нелінійних регресійних моделей та створенню на їх основі інструментарію інформаційної технології (ІТ) обробки інформації для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP на ранніх стадіях розробки за метриками діаграми класів. Актуальність цієї роботи пов'язана з наступним. По-перше, оцінка розміру програмного забезпечення (ПЗ) необхідна для оцінювання трудомісткості розробки програмного застосунку, наприклад, за допомогою такої відомої моделі як COCOMO II. По-друге, раннє оцінювання розміру ПЗ є складним завданням, оскільки на початкових фазах створення програмного застосунку доступна обмежена інформація. По-третє, існуючі математичні моделі для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP як правило не містять у своєму складі випадкові змінні. Все це призводить до низької достовірності оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP на початкових етапах їх розробки. Метою дисертаційної роботи є підвищення достовірності оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP у фазах аналізу та проектування за метриками діаграми класів за допомогою нелінійних регресійних моделей. Робочою науковою гіпотезою дисертаційного дослідження є твердження, що підвищення достовірності оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP у фазах аналізу та проектування за метриками діаграми класів досягається за рахунок застосування багатомірних нелінійних регресійних моделей, які дозволяють описувати зазначений розмір як випадкову величину. Для побудови вказаних нелінійних регресійних моделей пропонується використовувати відповідний метод на основі багатовимірних нормалізуючих перетворень, які дозволяють враховувати кореляцію між залежною і незалежними змінними. Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити такі завдання: проаналізувати існуючі математичні моделі для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP; удосконалити трьох-факторну регресійну модель для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP за метриками діаграми класів на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення; удосконалити рівняння для визначення ширин довірчого інтервалу та інтервалу передбачення нелінійної регресії розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP за метриками діаграми класів на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення; на підставі запропонованої трьох-факторної нелінійної регресійної моделі розробити інструментарій інформаційної технології для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP за метриками діаграми класів. Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному. 1) Удосконалено трьох-факторне рівняння нелінійної регресії для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP на початкових етапах розробки в залежності від трьох факторів (кількості класів; середньої кількості методів на клас, середнього значення метрики DIT на клас) на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сім’ї SB. Це дозволяє підвищити достовірність оцінювання вибіркового середнього залежної змінної трьох-факторної нелінійної регресії розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP у порівнянні з використанням одновимірних нормалізуючих перетворень. Рівняння, що побудовано, в порівнянні з іншими регресійними рівняннями, має менше значення середньої величини відносної похибки та менші ширини довірчого інтервалу нелінійної регресії. 2) Отримало подальший розвиток рівняння для визначення границь довірчого інтервалу нелінійної регресії розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сім’ї SB. Це у порівнянні з використанням одновимірних перетворень дозволяє в багатьох випадках зменшити ширини довірчого інтервалу нелінійної регресії розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP і тим самим підвищити достовірність оцінювання вибіркового середнього залежної змінної нелінійної регресії, а саме – зазначеного розміру. 3) Удосконалено трьох-факторну нелінійну регресійну модель для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP в залежності від кількості класів; середньої кількості методів на клас та середнього значення метрики DIT на клас на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сім’ї SB, що дозволяє підвищити достовірність оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP саме як негаусівської випадкової величини у порівнянні з використанням одновимірних нормалізуючих перетворень. Модель, що побудовано, в порівнянні з іншими регресійними моделями (як лінійними, так і нелінійними), має більший відсоток прогнозованих значень, менше значення середньої величини відносної похибки та менші ширини інтервалу передбачення нелінійної регресії. 4) Отримало подальший розвиток рівняння для визначення границь інтервалу передбачення трьох-факторної нелінійної регресії розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP на основі чотиривимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сім’ї SB. Це у порівнянні з використанням одновимірних перетворень дозволяє в багатьох випадках зменшити ширини інтервалу передбачення нелінійної регресії розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP і тим самим підвищити достовірність оцінювання зазначеного розміру як залежної випадкової величини. Практичне значення одержаних результатів полягає у наступному. Розроблено інструментарій ІТ для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP у фазах аналізу та проектування за метриками діаграми класів. Для цього використовувалася система моделювання Scilab (https://www.scilab.org/). Було розроблено відповідне ПЗ sci-мовою для пакету Scilab 6.0.0 та методику оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP, яка розрахована на використання зазначеного ПЗ. Програму, що розроблено, можна використовувати для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP за трьома метриками діаграми класів. У вступі дисертації розкрита сутність науково-практичного завдання та його значущість, обґрунтовано необхідність проведення дослідження, подана загальна характеристика дисертації в такій послідовності: актуальність теми; зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами; мета і завдання дослідження; наукова новизна і практичне значення одержаних результатів; особистий внесок здобувача; апробація результатів дисертації та публікації. У першому розділі дисертації виконано аналіз існуючих методів і моделей для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP та здійснено обґрунтування необхідності проведення досліджень за обраною темою. У другому розділі дисертації розглянуто існуючі взаємо-зворотні нормалізуючі перетворення, здійснено вибір перетворення для нормалізації чотиривимірних даних з метрик програмних застосунків з відкритим кодом на PHP. У третьому розділі дисертації побудовано трьох-факторне нелінійне регресійне рівняння, нелінійну регресійну модель, інтервали передбачення та довірчі інтервали нелінійної регресії для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP на основі чотиривимірного перетворення Джонсона сімейства SB; здійснено порівняння результатів оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP за нелінійними регресійними моделями, що побудовані на основі чотиривимірного перетворення Джонсона сімейства SB та на основі одновимірних перетворень. У четвертому розділі дисертації запропоновано ІТ для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP. Розроблено інструментарій ІТ для оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP у фазах аналізу та проектування за трьома метриками діаграми класів. Для цього використовувалася система моделювання Scilab. Було розроблено відповідне ПЗ sci-мовою для пакету Scilab 6.0.0 та методику оцінювання розміру програмних застосунків з відкритим кодом на PHP, яка розрахована на використання зазначеного ПЗ.
Метод оптимальной трансформации носовой части судна в задаче снижения сопротивления его движению
(2017) Печенюк, А. В.; Pechenyuk, A.V.; Давыдов И. Ф.
Методична система адаптивного навчання фізики у закладах вищої технічної освіти
(2018) Літвінова, М. Б.; Litvinova, M. B.
У дисертації обґрунтовано створення методичної системи адаптивного навчання фізики у закладах вищої технічної освіти (ЗВТО), яка відповідає новітнім тенденціям розвитку фізичної освіти у світі й в Україні. Розроблена методична система дозволяє реалізувати вимоги до підготовки з фізики майбутніх інженерів та відповідає новітнім організаційним умовам, за яких відбувається фізична освіта у ЗВТО України.
Моделі та засоби систем контролю і керування мобільними роботами багатоцільового призначення на феромагнітних поверхнях
(2019) Герасін, О. С.; Gerasin, O. S.
Дисертаційне дослідження присвячене актуальним питанням розробки моделей та різнотипних засобів для підвищення ефективності систем контролю і керування мобільними роботами багатоцільового призначення (МРБП) для переміщення робочого інструменту по феромагнітних поверхнях (ФП).
Моделі управління проектами роботизації підводних археологічних досліджень
(2018) Надточий, А. В.; Nadtochii, A. V.
У дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-прикладну задачу загальнодержавного рівня – підвищення ефективності управління проектами підводних археологічних досліджень (ПАД) шляхом розробки та вдосконалення моделей теорії управління проектами. Досліджено теоретичні та практичні аспекти розробки методології управління проектами підводних археологічних досліджень.
Моделі управління проектами створення засобів морської робототехніки
(2019) Бабкін, Г. В.
У дисертаційній роботі розв’язано актуальну наукову задачу загальнодержавного рівня – підвищення ефективності управління проектами по створенню засобів морської робототехніки шляхом вдосконалення методів та моделей теорії управління проектами. Виконано аналіз існуючих методів, моделей та механізмів управління проектами та програмами по створенню засобів морської робототехніки; досліджено особливості формування проектів та програм по створенню засобів морської робототехніки; розроблені концептуальне положення та відповідні моделі управління проектами створення засобів морської робототехніки: управління вартістю проектів по створенню засобів морської робототехніки, модель процесів вибору співвиконавців проекту, модель формування організаційної структури, підтверджена достовірність розроблених моделей шляхом їх впровадження у практику управління проектами створення засобів морської робототехніки.
Моделі, методи та інформаційні технології керування службою надзвичайних ситуацій регіонального рівня
(2016) Гучек, П. Й.; Guchek, P. I.
Дисертаційна робота присвячена створенню науково-теоретичного базису керування службою надзвичайних ситуацій за допомогою нових математичних моделей та методів, що реалізуються в якості інформаційних технологій підтримки прийняття рішень в надзвичайних ситуаціях. Запропонована концепція створення і застосування інформаційних технологій для удосконалення процесу підготовки прийняття рішень щодо керування оперативними підрозділами та спеціальними службами.
Наукові основи проектування і підвищення захисту метал-скляними матеріалами елементів суден для радіоактивних вантажів
(2019) Казимиренко, Ю. О.; Kazymyrenko, Y. A.; Дубовий О. М.
Казимиренко Ю. О. Наукові основи проектування і підвищення захисту метал-скляними матеріалами елементів суден для радіоактивних вантажів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальностями 05.08.03 – конструювання та будування суден (135 – суднобудування); 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів (161 – хімічні технології та інженерія). – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2019 р. Запропоновано, теоретично обґрунтовано та досліджено вирішення науково-технічної проблеми розробки принципово нового наукового підходу до проектування елементів суден і плавучих споруд для радіоактивних вантажів, в основу якого покладено дотримання умов теплової безпеки та теорію захисту конструкцій на основі фізико-хімічних процесів створення нових композицій з полі- та ультрадисперсною структурою шляхом поєднання скляних мікросфер і порошків з металами методами спікання та електродугового напилення. Во вступі обґрунтовано актуальність дисертаційного дослідження за двома спеціальностями, де вирішення проблем з конструювання і будування суден досягається шляхом створення нових комплексно-захисних матеріалів і покриттів на основі скла; наведено зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами; визначено об’єкт і предмет досліджень, поставлені мета і завдання; наведено методи та інформаційну базу досліджень, обґрунтованість наукових положень, висновків і рекомендацій; сформульовано наукову новизну та практичну цінність роботи (окремо за кожною спеціальністю); викладено відомості про апробацію та впровадження результатів. У першому розділі наведено нормативна база та умови перевезення радіоактивних вантажів (РАВ) водним транспортом, їх класифікація та властивості; за викладеним досвідом вітчизняних та зарубіжних компаній проаналізовано конструктивні особливості суден-прототипів, висвітлено проблематику і практику проектування, наведено досвід сучасних наукових шкіл та проектних організацій, розглянуто дослідження теплових процесів в задачах технічних засобів для радіоактивних вантажів; проаналізовано корозійні пошкодження цистерн для рідких РАВ та технологічні напрямки підвищення захисту. Розглянуто методи, критерії та інформаційні ресурси оцінювання технічного стану суднових конструкцій. Визначено умови експлуатації та напрямки застосування неметалічних та ультрадисперсних матеріалів для формування шаруватих конструкцій суден; висвітлено сучасний досвід застосування стекол в технологіях ізолювання радіоактивних відходів та проаналізовано радіаційні дефекти в стеклах; розглянуто використання порожніх скляних мікросфер в технологіях виготовлення суднобудівних та рентгенозахисних матеріалів; обґрунтовано теоретичні і технологічні передумови з’єднання стекол з металами. У другому розділі [1, 5, 18, 31] наведено науково-методичну базу дисертаційного дослідження, яка пов’язує розробку нових наукових засад в області суднобудування з проведенням теоретичних і експериментальних досліджень з розробки нових матеріалів і покриттів з переважним впливом на фізико-хімічні процеси формування їх структури і властивостей скляної складової. Висунуто наукові гіпотези; надано теоретичне обґрунтування щодо вибору стекол систем Na2O‒B2O3‒SiO2, Na2O‒CaO‒SiO2, K2O‒PbO‒SiO2, металевих порошків та зварювальних дротів, наведено їх характеристики. Сформульовано дослідницькі завдання, теоретичні передумови постановки та методи досліджень. Охарактеризовано елементи біологічного захисту: модульного типу, що встановлюються, в основному, на суховантажних суднах, та блоків ‒ для плавучих споруд, на яких зберігаються радіоактивні відходи у рідкому та твердому агрегатному станах. Сформульовано проектні, конструкторські та технологічні завдання, обрано методичне забезпечення з теоретичними і експериментальними методиками. Третій розділ [6, 21, 22, 25, 35, 36, 38‒40, 41, 43] досліджено структуру, морфологію та процеси розм’якшення порожніх скляних мікросфер (система Na2O‒B2O3‒SiO2) та порошків, одержаних механічним здрібненням до дисперсності 10…90 мкм бою кришталевого посуду (система Na2O‒CaO‒SiO2) та рентгенозахисного скла дифрактометра (система K2O‒PbO‒SiO2). Удосконалено конструкцію та виготовлено лабораторний зразок експериментальної установки для спікання у вільному стані та гарячого пресування металевих і неметалевих порошків, за допомогою якої можна досліджувати термодеформаційні та усадочні процеси. Розроблено спосіб отримання склоалюмінієвих матеріалів, який полягає у гарячому пресуванні (Р = 0,7…1,2 МПа, t = 375…490 °С) формувальної суміші, яка складається зі скляних мікросфер з порошком або пудрою алюмінію у рівних об’ємних долях з наступною ізотермічною витримкою при t = 600…700 °С. Спосіб дає змогу виготовляти плитки, для кріплення яких до сталевої поверхні конструкцій запропоновано клейову композицію на основі ЕД-20 з додаванням порожніх скляних мікросфер. Досліджено фізико-хімічні процеси, які відбуваються під час спікання, а саме: усадочні процеси; вигоряння силанового апрету та утворення ультра- та мікропор, які завдяки капілярному ефекту та зовнішньому тиску заповнюються рідким алюмнієм; лікваційні процеси у структурнонеоднорідних стінках мікросфер; утворення локальних ділянок спечених між собою мікросфер з утворенням на поверхні поділу α-тридиміту з розміром областей когерентного розсіювання до 90 мкм. Встановлені закономірності порівняно з процесами спікання скляних мікросфер з іншими металевими порошками (бронзою та бабітом). Досліджено фізико-хімічні процеси структуроутворення на сталевій підкладці із Ст3 електродугових покриттів на основі Св-08Г2С і Св-АМг5, наповнених скляними мікросферами і одержаними порошками: це адгезійні та когезійні процеси через оплавлення поверхні скляних частинок і накопичення склофази; лікваційні процеси під час короткочасного температурного впливу, які на відміну від порошків відбуваються у стінках порожніх скляних мікросфер; формування у покриттях на основі Св-08Г2С на поверхні поділу сталь‒скло нової ультрадисперсної фази Fe5Si3. Встановлені закономірності порівняно з напиленням керамічних (алюмосилікатних) мікросфер. У четвертому розділі [9, 18, 23, 24, 26‒29, 32‒34, 37, 41] надано теоретичне і експериментальне обґрунтування доцільності застосування розроблених матеріалів і покриттів для проектування та виготовлення за їх участю елементів біологічного захисту, науковим підґрунтям для чого є: наведений у аналітичному вигляді вплив пористості і об’ємного вмісту скляних наповнювачів на ефективні механічні характеристики композицій; розрахунково-експериментальні дослідження демпфіруючих властивостей, зокрема коефіцієнта вібраційних втрат та коефіцієнта розсіювання енергії, залежно від об’ємного вмісту скляних наповнювачів результати досліджень їх теплопровідності та рентгенозахисних характеристик та моделювання процесу послаблення іонізуючих випромінювань елементарними комірками. Досліджено вплив скляних включень на радіаційну стійкість метал-скляних електродугових покриттів в умовах γ-випромінювань Со60, в результаті чого розроблено модель поверхневого зміцнення метал-скляних електродугових покриттів дифузним потоком, де фізична постановка задачі полягає у формуванні під дією теплових ефектів температурних полів; при поглинанні теплоти кожним із шарів покриття в місцях найбільшої концентрації напружень формуються наноструктурні елементи. Розроблена модель описує характер зміцнення метал-скляного покриття в умовах транспортування РАВ, які є джерелами γ-випромінювань, та дає нові наукові уявлення про механізми поглинання теплової енергії під час опромінення шарами структурнонеоднорідних композицій з утворенням субструктурних елементів. Граничні умови руйнування метал-скляного шару конструкцій в умовах підвищених температур і опромінення описані у вигляді удосконаленої термомеханічної моделі поведінки в умовах теплових ефектів, яка на відміну від моделей, запропонованих для сферопластиків, дає змогу на мікрорівні прогнозувати умови руйнування по поверхні поділу скло‒метал в залежності від пористості, об’ємного наповнення склом та діаметра ПСМ. Експериментально досліджено термостійкість та корозійну стійкість опромінених метал-скляних покриттів у розчинах кислот. П’ятий розділ [11, 12, 15‒17, 26, 30] містить постановку і розв’язання за допомогою методів системного аналізу задач: підвищення якості композитних суднових конструкцій; управління процесами підвищення техніко-економічних показників під час проектування елементів біологічного захисту за умовами дотримання експлуатаційних вимог та шляхом варіювання характеристиками розроблених матеріалів і покриттів; інформаційної підтримки оцінювання технічного стану. Для цього шляхом побудови причинно-наслідкових діаграм виявлено конструктивні та виробничо-технологічні дефекти, розроблено заходи щодо їх попередження. Проектну оцінку підвищення техніко-економічних показників елементів біологічного захисту представлено у вигляді двох когнітивних моделей з реалізацією взаємного впливу внутрішніх і зовнішніх факторів шляхом формування матриці суміжності. На підставі експериментальних випробувань запропоновано класифікацію експлуатаційних дефектів, в основу якої покладено пошкодження матеріалів та зміна їх структури внаслідок опромінення, температурних факторів, хімічно активних середовищ, механічних пошкоджень під час вантажно-розвантажувальних робіт. Для систематизації інформації розроблено нову інформаційно-пошукову систему «PROTECTIVE COATINGS DATA» з масивом документально фактографічного типу, до якого заносяться технологічні режими підготовки поверхні, напилення, гарячого пресування; інформація щодо властивостей, характеристики вихідних компонентів з графічними об’єктами, результати випробувань зразків, що дасть змогу виключити певні ремонтні роботи через вживання профілактичних заходів. Діагностика здійснюється шляхом порівняння мікроструктур та властивостей зразків при відборі проб з вихідними даними; розроблено алгоритм оцінювання технічного стану композитних конструкцій. У шостому розділі [3, 5, 6, 14, 20] удосконалено теоретичний підхід до проектування модулів біологічного захисту, який враховує його раціональне розташування на суховантажному суді, алгоритмізацію вантажних операцій за дотриманням умов міцності та прогнозування руйнування при виникненні пожежонебезпечних ситуацій під час транспортування РАВ середньої і високої активності. Для цього удосконалено модульну конструкцію біологічного захисту, панелі якої виготовлено з радіаційно-стійкого бетону з облицюванням з одного боку листовою вуглецевою сталлю з нанесеним метал-скляним шаром, що дає змогу у порівнянні з існуючими варіантами приблизно на 10 % знизити масу, розширивши тим самим асортимент вантажів та підвищивши завантаженість судна. Розроблено практичні рекомендації щодо виготовлення тришарових панелей та монтажу конструкції у трюмі суховантажного судна. Запропоновано модель функціонування судна, яка включає у себе розробку нової інформаційної системи та розв’язання оптимізаційної задачі щодо ефективного розміщення модуля біологічного захисту як великої вантажної одиниці на суховантажному судні разом з іншими вантажами за критеріями мінімізації сталійного часу. Ефективність застосування захисних модулів підтверджено моделюванням процесів руйнування конструкцій у пожежонебезпечних ситуаціях на судні, для чого сформульовано та розв’язано у пружній постановці методом скінчених елементів задачу короткочасного термічного навантаження панелі модуля. У сьомому розділі [2, 7‒9, 13, 19, 20, 42] науково обґрунтовано та запропоновано новий підхід до проектування елементів біологічного захисту плавучих споруд, який полягає у моделюванні проектної ситуації з позицій обмежень за потужністю остаточного тепловиділення РАВ. Для цього вперше досліджено процеси теплообміну між вантажами та повітрям, яке циркулює у просторі подвійного борту і дна: сформульовано і розв’язано у спряженій та плоскій постановці на прикладі суднової цистерни з багатошаровою стінкою стаціонарну задачу про тепловий стан вантажної зони, яка враховує потужність остаточного тепловиділення РАВ (Q = 2…20 кВт), теплопровідність кожного з шарів та дозволяє визначати розподіл температур і потоків повітря в умовах природньої конвенції, що дає змогу моделювати проектну ситуацію та обирати найбільш раціональне конструктивно-компонувальне рішення для безпечного зберігання РАВ на плавучих спорудах. Встановлено вплив метал-скляного захисного шару на зниження температури з найбільш розігрітих ділянок вантажної зони плавучої споруди та проектні обмеження (Qпит = 230 Вт/м3). Розроблено конструкторські рекомендації щодо вибору раціональних конструктивно-компонувальних рішень, які забезпечують не тільки умови теплової безпеки на плавучих спорудах, а й сприяють зниженню маси блока більш ніж у два рази за рахунок можливого зменшення товщини шару бетонної заливки навколо бака з 800 мм до 200 мм. Показано можливість застосування розроблених метал-скляних електродугових покриттів для захисту внутрішніх поверхонь вертикальних цистерн, у яких зберігаються рідкі РАВ. Технологічні заходи також включають у себе нові способи виготовлення і ремонту деталей запірної арматури (клапанів, фланців, кранів) вантажних систем, які часто зношуються при зберіганні рідин та під час дезактивації. У восьмому розділі [4, 10] розвинуто теоретичні, методичні, практичні засади підвищення інноваційної привабливості нових технічних рішень у проектуванні і виготовленні за участю метал-скляних матеріалів та покриттів елементів біологічного захисту суден і плавучих споруд, призначених для транспортування та зберігання радіоактивних вантажів. Удосконалено принципи оптимального вибору раціонального конструктивного рішення для елементів біологічного захисту шляхом формування комплексного коефіцієнту технологічності, які ґрунтуються на порівнянні різних варіантів конструкцій з урахуванням нових матеріалів і технологій захисту, що є необхідним для розробки організаційно-технічних заходів і прогнозування динаміки формування факторів економічної ефективності. Результати роботи впроваджено у наукові, проектні, виробничі установи та у навчальний процес Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. У додатках (окрема частина) наведено допоміжні матеріали (нормативні документи, інструкції, методики, схеми випробувань тощо, тексти програм), акти впровадження, копії патентів, список публікацій здобувача.
Повышение эффективности системы охлаждения наддувочного воздуха для судовых малооборотных дизелей
(2014) Андреев, А. А.; Andryeyev, A. A.
Диссертация посвящена повышению топливной эффективности судовых МОД за счет глубокого охлаждения наддувочного воздуха теплоиспользующей установкой, утилизируюшей теплоту наддувочного воздуха. Впервые предложен принцип охлаждения наддувочного воздуха судовых МОД с использованием его же теплоты в обратном цикле трансформации теплоты в холод. Предложена и исследована трехконтурная теплоиспользующая система охлаждения (ТСО) наддувочного воздуха судовых МОД, которая включает теплоиспользующую установку охлаждения (ТУО) пресной воды в качестве дополнительного промежуточного контура на низкокипящем рабочем теле (НРТ) и обеспечивает охлаждение наддувочного воздуха ниже температуры забортной воды.
Податкове стимулювання розвитку малого та середнього бізнесу
(2013) Гавриленко, Наталія; Дубовик, Ольга Юхимівна
Проведений аналіз податкового стимулювання малого та середнього бізнесу в Україні показав його неефективність, а роль податкових надходжень від таких суб'єктів у надходженнях до бюджету – незначною. Узагальнення наукових доробок у цій сфері, враховуючи позитивний досвід країн світу, дозволив запропонувати надання певних пільг для середніх і малих підприємств, що здійснюють інноваційну діяльність та знаходяться на загальній системі оподаткування. Запропоновано рекомендації щодо податкового стимулювання виробничої сфери малого і середнього бізнесу, схему взаємозв’язку інформаційного та організаційного забезпечення податкового стимулювання розвитку малого і середнього бізнесу, яка повинна сприяти впровадженню заходів зі стимулювання та контролю за їх виконанням.
Психологічні особливості розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів
(2019) Мухіна, Л. М.; Mukhina, L. M.; Савенкова І. І.
Мухіна Л. М. Психологічні особливості розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата психологічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 19.00.07 «Педагогічна та вікова психологія» (053 – Психологія). – Миколаївський національний університет імені В. О. Сухомлинського, Миколаїв, 2019. Дисертаційне дослідження виконано в межах науково-дослідної роботи кафедри психології Миколаївського національного університету ім. В. О. Сухомлинського (2015–2017 рр.) «Концептуальні засади розвитку особистості» (державний реєстраційний номер 0112U005123), (2015–2017 р.) «Психолого-педагогічні засади становлення професійної суб’єктності» (державний реєстраційний номер 0115U001209) та (2016–2019 рр.) «Хронопсихологічне прогнозування особливостей розвитку та психосоматичного стану осіб з особливими потребами» (державний реєстраційний номер 0116U005588). У дисертації систематизизовано та узагальнено сучасні підходи до визначення поняття конфліктологічної компетеності учителя, здійснено теоретичне обґрунтування структури вказаного феномену та розроблено модель конфліктологічної компетентності майбутнього учителя. Встановлено, що конфлікт є невід’ємною складовою й об’єктивним явищем міжособистісної комунікації. На законодавчому рівні визначено необхідність формування конфліктологічної компетентності особистості. Конфліктологічна компетентність майбутнього учителя є багатовимірним феноменом та вивчається як структурний компонент комунікативної компетентності; сукупність якостей особистості, що забезпечують успішне виконання професійних функцій; складова соціальнопсихологічної компетентності; складова професійної компетентності; умова успішної адаптації на майбутньому робочому місці; спеціальна компетентність. Конфліктологічну компетентність майбутнього учителя визначено як складову частину його професійної компетентності, здатність педагога використовувати спеціальні психологічні знання, уміння та навики поводження у конфліктних ситуаціях та здатність до попередження цих ситуацій. З’ясовано, що особливого значення конфлікти набувають в освітянській сфері. Найголовнішими причинами педагогічних конфліктів є: події у державі, суспільстві, які прямо або опосередковано впливають на діяльність педагогічного колективу; недосконалість навчально-виховного процесу, нерівномірний або несправедливий розподіл навчального навантаження, недостатнє оснащення навчальних кабінетів, застаріле технологічне забезпечення, порушення трудового законодавства, часта зміна керівництва, розподілом ресурсів (виплата заробітної плати); задоволеності потреб конкретної особистості. Серед ймовірних причин педагогічних конфліктів зазначаються: індивідуально-психологічні властивості учасників, низька культура спілкування, гендерні та вікові відмінності. Специфіка педагогічних конфліктів у порівнянні з іншими конфліктами, які виникають у міжособистісній взаємодії, полягає у жорсткій конкуренції; падінні престижу педагогічної професії у суспільстві; негативних наслідках, котрі проявляються у результатах навчання; відмінностях у соціальному статусі (учитель–учень) та життєвому досвіді учасників; високій емоцiйності; «педагогічному стереотипі»; високій особистісній тривожності педагога. Особливостями конфліктологічної компетентності майбутнього учителя виділено: гнучкість спілкування, розвинений емоційний інтелект, позитивна активна життєва позиція, комунікативна толерантність, ініціативність у переосмисленні попереднього досвіду та здатність до засвоєння нових знань, мотивація до досягнення конструктивних рішень. Представлено модель конфліктологічної компетентності майбутнього учителя, яка представлена структурними компонентами, критеріями та функціями, які у свою чегру є взаємопов’язаними та взаємодовнюваними. Структурними компонентами конфліктологічної компетентності майбутнього учителя є: когнітивний (знання про конфлікт та шляхи його подолання); особистісний (цінності, інтереси, потреби, настанови); емоційно-мотиваційний (емоційний інтелект, мотиви поведінки); регулятивно-поведінковий (стиль поведінки у конфлікті, асертивна поведінка). Критеріями, що визначають конфліктологічну компетентність майбутнього учителя є: комунікативно-організаційний, діяльнісний, суб’єктивноособистісний, регулятивно-когнітивний. Повнота прояву кожного із цих критеріїв визначає рівень сформованості конфліктологічної компетентності майбутнього учителя. У процесі міжособистісної взаємодії конфліктологічна компетентність майбутнього учителя виконує наступні функції: мобілізаційну, ціннісну, інтегративну, інформаційну, прогностичну, рефлексивну та регулятивну. Висвітлено організаційно-методологічні засади та етапи емпіричного дослідження конфліктологічної компетентності студентів освітнього степеня «магістр» – майбутніх учителів. У результаті емпіричного дослідження визначено, що у респондентів наявні «перешкоди» у встановленні емоційних контактів. Найяскравіше вираженою «перешкодою» виявився неадекватний прояв емоцій. Таким чином, встановлено, що опитані респонденти не мають досить розвиненого емоційного інтелекту. Вони найчастіше використовують наполегливість у якості провідної стратегії поведінки у конфлікті. Проте, найкраще себе почувають використовуючи стратегію уникнення конфлікту, а найменший показник комфорту зафіксований за стратегією співробітництва. Такий результат є свідченням того, у респондентів недостатньо сформовані навички асертивної поведінки. Таким чином, серед учасників дослідження найбільш вираженими виявилися індивідуалістичні стратегії поведінки у конфлікті (витрачання психічної енергії задля досягнення власних цілей, або не використаня її взагалі та уникнення конфліктної взаємодії), а стратегії, котрі направлені на соціальну взаємодію (досягнення компромісу та знаходження спільного вектору співпраці) виражені менш помітними. Вираженість якоїсь найбільш ефективної стратегії поведінки у конфлікті не зафіксовано. Визначено, що у респондентів ще не сформований свій власний стиль поведінки у конфлікті та не має визначеного орієнтиру у виборі найбільш екологічної стратегії поведінки у конфлікті. Теоретично обґрунтовано та розроблено концептуальну модель й апробовано програму розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів. Представлена концептуальна модель розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів включає три блоки: 1) теоретико-методологічний, 2) процесуальний, 3) результативний, взаємодія яких відображає етапність даного процесу та зв’язок усіх його складових. Програма розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів складається з двох частин: факультативного спецкурсу «Конфліктологічна компетентність» та тренінг курсу «Конфліктологічна компетентність вчителя». Метою програми розвитку конфліктологічної компетентності є розвиток та підвищення рівня конфліктологічної компетентності за наступними критеріями: комунікативно-організаційний, діяльнісний, суб’єктивно-особистісний, результативно-конгітивний шляхом розвитку здатності до рефлексії та емпатії, здатності до розуміння емоцій та їх управління (як власних, так і інших людей), здатності до асертивної поведінки. За результатами формувального експерименту зафіксовано зміни усіх вимірювальних показників серед учасників експериментальної групи № 1 та експериментальної групи № 2 у порівнянні з представниками контрольної групи, де зрушення, котрі фіксувалися, були малопомітними та не досить значними. Також, слід звернути увагу на те, що серед учасників експериментальної групи № 2 ми зафіксували більш суттєві зрушення вимірювальних показників, ніж в учасників експериментальної групи № 1. Це дає нам змогу говорити про дієвість запропонованої програми розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів. Визначено, що тренінгові заняття з використанням ситуаційних завдань сприяють розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів. Під час тренінгу можливо змоделювати конфліктну ситуацію та навчитися конструктивній поведінці, проте, у реальному житті ситуація може бути відмінною. У реальному житті під час конфліктної взаємодії на поведінку людини значним чином впливають стереотипи, які керують поведінкою людини на несвідомому рівні. Для успішного процесу розвитку конфліктологічної компетентності серед студентів важливим є усвідомлення конфліктної поведінки та можливість її передбачення та попередження. Загальною рекомендацією при впровадженні програми розвитку конфліктологічної компетентності майбутніх учителів є врахування індивідуально-психологічних особливостей особистості, які мають місце у процесі міжособистісної комунікації.

Переглянути

Перегляд Дисертації на здобуття наукових ступенів за Назва

Результатів на сторінці

Налаштування сортування