2. Головна
  3. АРХІВ НОМЕРІВ
  4. 2022 рік
  5. Том 44, № 4 (2022)
  6. Архив номеров
  7. 2022 год
  8. 44-2

Електронне моделювання

Том 44, №2 (2022)

https://doi.org/10.15407/emodel.44.02

ЗМІСТ

Математичне моделювання та обчислювальні методи

  С.Д. Винничук
Математична модель гідравлічних процесів в системі наддуву та дренажу 
 
3-14
  С.С. Шевченко
Загальні принципи та методика моделювання складних ущільнювальних систем
15-25
  V.T. Chemerys, I.O. Borodiy
The Simulation of the Pulsed Magnetic Field Penetration into Electroconducting Medium with the Gradient of Magnetic Field Diffusion Coefficient
26-37
  О.О.Супруненко, Б.О.Онищенко, Ю.Є.Гребенович
Аналіз прихованих помилок у моделях програмних систем на основі мереж Петрі
38-50

Інформаційні технології

  О.А. Чемерис
Зменшення обʼєму памʼяті, що використовується програмою, внаслідок трансформації програмного коду
50-67

Застосування методів та засобів моделювання

  В.Ю. Зубок, С.Ф. Гончар, М.Ю. Комаров, А.В. Оніськова, А.В. Давидюк
Науково-практичний аналіз рекомендацій з кібербезпеки автоматизованих систем управління технологічними процесами
68-81
  О.О. Огір, В.Ф. Євдокимов
Моделі формування фазових голограм на основі даних просторового розподілу комплексних амплітуд відбитої звукової хвилі
82-89
 
90-106
  Л.Ю. Крестьянполь
Методологія процесу моделювання елементів виробничої системи для проведення імітаційного моделювання 		 
107-117

Математична модель гідравлічних процесів в системі наддуву та дренажу

С.Д. Винничук, д-р техн. наук
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
Україна, 03164, Київ, вул. Генерала Наумова, 15
тел. (044) 424 10 63, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Èlektron. model. 2022, 44(2):03-14

https://doi.org/10.15407/emodel.44.02.003

АНОТАЦІЯ

Запропоновано узагальнену математичну модель динамічних гідравлічних процесів в системі наддуву та дренажу паливної системи літака, що включає центропланний бак та баки крил. В моделі гідравлічні процеси є квазістаціонарними та наявна динамічна зміна структури розрахункової мережі системи наддуву і дренажу, структури граничних умов та поточних граничних значень тисків та витрат, де частина граничних умов може бути задана неявно. Наведено опис розрахункової мережі. Визначено типові розрахункові ва­ріанти та правила їх використання в процесі розрахунку за часом. Описано загальний ал­горитм розрахунку.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

паливна система літака, система наддуву та дренажу, гідравліч­на мережа, динамічна модель потокорозподілу.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Евдокимов А.Г., Тевяшев А.Д., Дубровский В.В. Моделирование и оптимизация пото­кораспределения в инженерных сетях. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1990, 368 с.
  2. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. М.:Наука, 1985, 280с.
  3. Максимович Н.Г. Методы топологического анализа электрических цепей. Львов: Львовский ун-т, 1970, 260 с.
  4. Винничук С.Д. Определение потокораспределения в сетях с древовидным графом // Электрон. Моделирование, 2016, 38, № 4, с. 65—80
  5. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Изд. 3-е перераб. М.: Наука, 1969, 824 с.
  6. Идельчик И.Е. Гидравлические сопротивления. Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Маши­ностроение, 1992, 559 с.
  7. Винничук С.Д. Моделирование тройников гидравлической сети // Зб. наук. праць ІПМЕ НАН України, 2001, вип. 14, с.73—80.

ВИННИЧУК Степан Дмитрович, д-р техн. наук, професор, зав. відділом Інституту проблем моде­лювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. В 1977 р. закінчив Чернівецький державний університет. Область наукових досліджень — моделі, методи та програмні засоби для анализу систем стискуваної та нестискуваної рідин, теорія алгоритмів.

Повний текст: PDF

Загальні принципи та методика моделювання складних ущільнювальних систем

С.С. Шевченко, канд. техн. наук
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
Україна, 03164, Київ, вул. Генерала Наумова, 15
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Èlektron. model. 2022, 44(2):15-25

https://doi.org/10.15407/emodel.44.02.015

АНОТАЦІЯ

Запропоновано методику моделювання складних ущільнювальних сис­тем відцентрових машин у вигляді алгоритму побудови системи. Зростання одиничних параметрів відцент­рових машин вимагає вирішення проблем ефек­тивної герметизації ущільнюваних середовищ. Крім герметизації ущільнювальні системи впливають на вібраційну безпеку обладнання. Для забезпечення функцій герме­ти­зації і підвищення динамічної жорсткості ро­торів відцентрових машин розроблено алго­ритм та методику моделювання складних ущільнювальних систем. Наведено приклади моделювання складних ущільнювальних сис­тем роторних машин з великими параметрами. Зазначено, що розробку складних ущільнюючих систем необхідно проводити на основі конфігурації складових ущільнень для досягнення гармонізації між гермети­за­цією і вібраційною надійністю.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

герметизація, ущільнювальна система, методика моделювання, алгоритм побудови.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Марцинковский В.А. Гермомеханика и ее место в ряду технических наук // Труды 10-й Международной научно-технической конференции «Герметичность, вибронадеж­ность и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования», 2002, 1, с.7—10.
  2. Марцинковский В.А., Шевченко С.С. Насосы атомных электростанций: расчет, конструирование, эксплуатация. Под общ. ред. С.С. Шевченко. Сумы: Изд-во «Уни­верситетская книга», 2018, 472 с.
  3. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник под общ. ред. А.И. Голубева и Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение, 1994, 463 с.
  4. Шевченко С.С., Гафт Я.З. Сальниковые уплотнения динамических насосов. Под общ. ред. С.С. Шевченко. Сумы: Изд-во «Университетская книга», 2020, 215 с.
  5. Мельник В.А. Торцовые уплотнения валов. Справочник. М.: Машиностроение, 2008, 320 с.
  6. Кревсун Э.П. Торцовые герметизаторы вращающихся валов. Минск: Арти-Фекс, 1998, 148 с.
  7. Shevchenko S.S. Mathematical modeling of centrifugal machines rotors seals for the purpose of assessing their influence on dynamic characteristics // Mathematical Modeling and Computing, 2021,Vol. 8, № 3, pp. 422 – 431.
  8. Марцинковский В.А. Щелевые уплотнения: теория и практика. Сумы: СумГУ, 2005, 416 с.
  9. Марцинковский В.А. Динамика роторов центробежных машин. Сумы: СумГУ, 2012, 562 с.
  10. Фалалеев С.В., Чегодаев Д.Е. Торцовые бесконтактные уплотнения двигателей летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ, 1998, 276 с.
  11. Громыко Б.М. и др. Опыт проектирования и результаты отработки импульсных тор­цовых уплотнений ТНА ЖРД, работающих в криогенных средах // Труды НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко (ГДЛ-ОКБ), 2000, № 18, с. 279—293.
  12. Martsynkovskyy V., Gaft Y., Gromyko В., Chernov O. Development and application of double pulse gas-liquid seals // Proc. of 16th International Conference on Fluid Sealing. Brugge, Belgium, 2000, рр. 255—260.

ШЕВЧЕНКО Сергій Станіславович, канд. техн. наук, докторант Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 1984 р. закінчив Сумську філію Харківського політехнічного інституту. Область наукових досліджень — моде­лювання ущільнюючих систем, проблеми гермомеханікі з використанням досягнень трі­бомеханікі, теорії пружності, теорії коливань, гідрогазодинаміки, теорії оптимі­за­ції гідродинамічних систем

Повний текст: PDF

The Simulation of the Pulsed Magnetic Field Penetration into Electroconducting Medium with the Gradient of Magnetic Field Diffusion Coefficient

V.T. Chemerys 1, cand. of techn. science, I.O. Borodiy 2
1 V.I. Vernadsky Taurida National University of Ukraine
(Ukraine, 01042, Kyiv, 31 John MacCane Street,
tel. (063) 4897772, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.);
2 National Aviation University of Ukraine
(Ukraine, 03680, Kyiv, 1 Cosmonaut Komarov Avenue,
tel. (044) 4067840, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

Èlektron. model. 2022, 44(2):26-37

https://doi.org/10.15407/emodel.44.02.026

АНОТАЦІЯ

The goal of this paper is to consider the pulsed magnetic field penetration into the metal with pre-created non-uniform distribution of electrical conductivity coefficient (in more general case – coefficient of magnetic diffusion) as the smooth function along one or two coordinate axes. Similar situation can be created in the process of metal sample manufacturing with a purpose to supply him the special properties. The preliminary theoretical analysis has been resulted a derivation of magnetic induction equation taking into account a presence of gradient for magnetic diffusion coefficient of medium and  motion of medium. Equation is presented in non-dimensional form with obtaining of specific criterion of similarity which is equal to ratio of characteristic velocity of the field diffusion to the  basic value of medium motion velocity. For the numerical analysis of process diffusion the software FlexPDE-7.20 has been chosen due to simple ability to introduce the gradient of the field diffusion coefficient into system of the field equations as pre-defined function of coordinates. The simulation model was looking as rectangular metal plate with pulsed excitation of field along one side. On the base of results of 1D and 2D simulation the authors demonstrate the set of specific properties of the field diffusion into the plate at growing or damping diffusion coefficient. There are considered also the influence of the metal plate motion on the process of the field diffusion, in particular effects of the field compression or decompression and capture of field by moving medium.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

magnetic diffusion coefficient, two-component gradient, plane model, pulsed field, non-dimensional analysis, numerical solution

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Kidder, R.E. (1959), Non linear diffusion of strong magnetic fields into a conducting half-space, University of California, CA, USA, Tech. Rep. UCRL-5467,  available at: http:// babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015077594359;view=1up;seq=1.
  2. James, T.E. and James, D.C. (1995), “Resistive contact region solid armatures: Electro-thermal design optimisation”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 31, no. 1, pp. 162-167.
  3. Barber, J.P. and Dreizin, Y.A. (1995), “Model of contact transitioning with ‘realistic’ armature-rail interface”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 31, no. 1, pp. 96-100.
  4. Hsieh, K.-T. and Kim, B.K. (1997), “3D modeling of sliding electrical contact”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 33, no. 1, pp. 237-239.
  5. Hsieh, K.-T., Stefani, F. and Levinson, S.J. (2001), “Numerical modeling of the velocity skin effects: An investigation of issues affecting accuracy [in railguns]”, IIEEE Transactions on Magnetics, Vol. 37, no. 1, pp. 416-420.
  6. Dreizin, Y.A. (1993), “Solid armature performance with resistive rails [railguns]”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 29, no. 1, pp. 798-803.
  7. Chemerys, V.T. (2013), “Key problems of railgun: New concept for their resolution”, Procedia Engineering, Vol. 58, pp. 377-383.
  8. Chemerys, V.T. (2015), “Rail Accelerator as Continuous Commutation Process”, IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 43, no. 3, pp. 869–877. DOI: 10.1109/TPS.2015.
  9. Chemerys, V.T. (2020), “Specifics of Pulsed Magnetic Field Penetration Into Electrodes of Rail-Type Accelerator With Application of the Variable Conductivity in the Surface Layers of Rails at Uniform Acceleration of Solid Armature up to 2.5 km/s (Numerical Investigation in 2-D Model)”, IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 48, no. 7, pp. 2608- DOI: 10.1109/TPS.2020.3001567.
  10. Mayergoyz, I.D. (1998), Nonlinear Diffusion of Electromagnetic Fields (with Applications to Eddy Currents and Superconductivity), New York: Academic Press.
  11. Thambynayagam, M.R.K. (2011), The Diffusion Handbook: Applied Solutions for Engineers, 1st, McGraw-Hill, US.
  12. Pramanik, A. (2014), Electromagnetism. Volume 2 – Applications, Magnetic Diffusion and Electromagnetic Waves, PHI Learning, India.
  13. Raychenko, A.I. (1981), Mathematical Theory of Diffusion in Applications, Naukova Dumka, Kyiv, USSR.
  14. Carslaw, H.S. and Jaeger, J.C. (1959), Conduction of Heat in Solids, Clarendon Press, Oxford.
  15. Crank, J. (1975), The Mathematics of Diffusion, Clarendon Press, Oxford.
  16. Nigmatulin, R.I. (1990), Dynamics of Multiphase Media, Vol. 1, Hemisphere Publishing Corporation.
  17. Oughstun, K.E. and Sherman, G.C. (1997), Electromagnetic Pulse Propagation in Causal Dielectrics, Springer-Verlag.
  18. Woodson, H.H. and Melcher, J.R. (1968), Electromechanical Dynamics, Massachusetts Institute of Technology, John Wiley & Sons, Inc.

CHEMERYS Volodymyr Terentiyovych, cand. of sciences, senior researcher, Life member of IEEE, associate professor in Department of Automatic Control of Technological Processes at V.I. Vernadsky Taurida National University of Ukraine in Kyiv. Graduated the Kyiv Polytechnical Institute (KPI) in 1962. Area of scientific researches is the pulsed electromechanical energy conversion and physics of the pulsed electrodynamic systems.

BORODIY Iren Oleksiivna, teacher of physics, assistant of professor in Department of Physics at National Aviation University of Ukraine in Kyiv. Graduated M.P. Dragomanov National Pedagogical University (Kyiv) in 2001. Area of scientific research is the electromagnetic processes in the power elements of pulsed technology.

Повний текст: PDF

Аналіз прихованих помилок у моделях програмних систем на основі мереж Петрі

О.О.Супруненко, канд. техн. наук.,
Б.О.Онищенко, канд. физ.-мат. наук, Ю.Є.Гребенович
Черкаський національний університет ім. Б. Хмельницького
Україна, 18006, Черкаси, бульв. Шевченка, 81
тел. (0472) 330759, e-maіl: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Èlektron. model. 2022, 44(2):38-50

https://doi.org/10.15407/emodel.44.02.038

АНОТАЦІЯ

Описано основні характеристики моделі програмної системи (ПС), до яких належать працездатність та передбачуваність функціонування. Проаналізовано інструментальні засоби, що використовуються для моделювання ПС. Побудова моделей та аналіз дина­мічних властивостей ПС основано на виборі інтерпретацій та модифікацій мереж Петрі (Petri Nets (PN)). Вони дозволяють дотримуватись структурної подібності у модельо­ваній системі, а також мають однозначний математичний опис. Аналіз властивостей PN дає змогу виявляти явні та приховані помилки у функціонуванні PN-моделі ПС, що не завжди можливо при застосуванні імітаційного моделювання. До таких властивостей належать живість, обмеженість, досяжність (покриваємість), збережуваність, безконф­ліктність, керованість. Виявляти дотримання цих характеристик дозволяють T- та P-інваріанти, а також характеристики матриці інцидентності моделі. Проведено матричний опис PN-моделі за допомогою основного рівняння мережі Петрі, визначення інваріантів та їх аналіз для виявлення динамічних властивостей моделі. Сформульовано правило відсутності прихованих тупиків та нескінченних циклів у PN-моделі. Проілюстровано визначення прихованих помилок на прикладі робочої, але не повністю керованої PN-моделі. Описано виявлення прихованих помилок — тупика та нескінченного циклу. Запропоновано варіант усунення тупика та перевірено його відповідність динамічним властивостям моделі.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

мережа Петрі, PN-модель програмної системи, аналіз прихованих помилок.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Соммервилл И. Инженерия программного обеспечения. 6-е изд. Пер. с англ. М.: Изд. дом «Вильямс», 2002, 624.
  2. Suprunenko O. Combined approach architecture development to simulation modeling of systems with parallelism // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2021. 4(4(112)), рр. 74—82. Doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239212
  3. Стоян В.А. Моделювання та ідентифікація динаміки систем з розподіленими параметрами. К.: Київський університет, 2008, 201 с.
  4. Супруненко О.О., Онищенко Б.О., Гребенович Ю.Є. Аналітичний підхід при дослідженні властивостей графової моделі програмної системи // Праці міжнародної науково-практичної конференції «Математичне моделювання процесів в економіці та управлінні проектами і програмами» (ММП-2020). Харків-Коблево, Україна, 14-18.09.2020. Харків: ХНУРЕ., 2020, с. 110-113.
  5. Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения. СПб: Питер, 2004, 655 с.
  6. Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирова­ние с AnyLogic 5. СПб: БХВ-Петербург, 2005, 400 c.
  7. Андреев А.М., Можаров Г.П., Сюзев В.В. Многопроцессорные вычислительные системы. Теоретический анализ, математические модели и применение. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 332 c.
  8. Application and Theory of Petri Nets and Concurrency. 38th International Conference, PETRI NETS 2017, Zaragoza, Spain, June 25–30, 2017. Will van der Aalst, Eike Best. Springer International Publishing AG. Available at: <https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-57861-3>. [Accessed: December 25, 2021].
  9. Van der Aalst, W.M.P. Pi calculus versus Petri nets: let us eat humble pie rather than further inflate the pi-hype. Available at: <tmitwww.tm.tue.nl/staff/wvdaalst/ pihype.pdf>. [Accessed August 29, 2021].
  10. Супруненко О.О. Парадигми імітаційного моделювання при дослідженні складних систем з паралелізмом // Східноєвропейський журнал передових технологій, 2013, 5/4 (65), с. 63—67.
  11. ВерниковГ. Стандарты моделирования IDEF и ABC. 2009. [online]. Режим доступу: <http://www.cfin.ru/vernikov/idef/idef0>. [Дата звернення: 18 грудня 2014].
  12. Сердюк А.Г. Компонентная модель распределённых информационных систем. Мате­риалы 8-й Международной научно-методической конференции «Новые информа­цион­ные технологии в университетском образовании: Компьютерные сети, системы телекоммуникаций и инструментальные средства». Новосибирск: СГУПС, 2001, 39 c.
  13. Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, 296 с.
  14. Карпов Ю.Г. Model Checking. Верификация параллельных и распределён­ных про­граммных систем. СПб.: БХВ-Петербург, 2010, 560 с.
  15. Угольницкий Г.А. Имитационные и оптимизационные модели сложных систем с учётом их структуры // Управление большими системами. Сб. трудов, 30-1, 2010, с.799—816. Режим доступу: <https://cyberleninka.ru/article/n/imitatsionnye-i-optimi­zatsionnye-modeli-slozhnyh-sistem-s-uchetom-ih-struktury>. [Дата звернення: 12 грудня 2021].
  16. Лавріщева К.М., Слабоспицька О.О. Підхід до побудови об’єктно-компонентної мо­делі сімейства програмних продуктів // Проблеми програмування, 2013, 4, с. 14–24.
  17. Чередніченко Ю.О., Гонтар М.Ю., Іващенко О.В., Вовк М.А. Аналіз компонентно-орієн­тованих методів розробки програмного забезпечення для електронного бізнесу // Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2018, 2, с. 80—88.
  18. Краліна Г.С., Смілій Е.Р. Компонентно-орієнтоване програмування сучас­ний підхід до розробки складних програмних систем // Тези IX міжнародної науково-практич­ної конференції «Інформаційно-комп’ютерні технології 2018». Житомир: Вид. Житомирського держ. ун-ту «Житомирська політехніка», 2018, 27 с.
  19. Kuzmuk V.V., Suprunenko O.A. The means for the description of information flows in dynamic models of medical hardware-software systems // Theoretical and Applied Science, 2014, 7(15), с. 11—18.
  20. Нестеренко Б.Б., Новотарський, М.А. Формальні засоби моделювання паралельних процесів та систем // Праці Інституту математики НАН України, 2012,Vol. 90, с. 334.
  21. Murata T. Petri Nets: Properties, Analysis and Applications // Proceedings of the IEEE, 1989, 4(77), рр. 541—574.
  22. Reisig W., Rozenberg G. Informal Introduction to Petri Nets. Lectures on Petri Nets I // Basic Models. Advances in Petri Nets. Series: Lecture Notes in Computer Science, 1998, Vol. 1491, рр. 1—12.
  23. Крывый С.Л. О вычислении минимального множества инвариантов сети Петри // Искусственный интеллект, 2001, 3, с. 199—206.
  24. Питерсон, Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. Пер. с англ. М.: Мир, 1984, 264 с.

СУПРУНЕНКО Оксана Олександрівна, канд. техн. наук., доцент кафедри програмного забезпечення автоматизованих систем Черкаського національного універси­тету ім. Б. Хмельницького. В 1993 р. закінчила Черкаський інженерно-технологічний інститут. Область наукових досліджень — моделювання паралельних процесів на основі мереж Петрі, інструментарій імітаційного моделювання програмних систем з паралелізмом, методи аналізу динамічних характеристик моделей програмних систем з використанням графоаналітичного інструментарію, гнучкі методології та технології розробки програмного забезпечення.

ОНИЩЕНКО Борис Олегович, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедри програмного за­без­печення автоматизованих систем Черкаського національного університету ім. Б. Хмель­ницького. В 1999 р. закінчив Черкаський державний університет ім. Б. Хмельниць­кого. Область наукових досліджень — паралельні обчислювальні процеси, розробка паралель­них високопродуктивних алгоритмів, дослідження операцій, глобальна оптимізація, стохастичне програмування, розробка методів стохастичної глобальної оптимізації, розробка програмного забезпечення для мобільних платформ.

ГРЕБЕНОВИЧ Юлія Євгеніївна, старший викладач кафедри програмного забезпечення автоматизованих систем Черкаського національного університету ім. Б. Хмельниць­кого. В 1995 р. закінчила Черкаський державний педагогічний інститут ім. 300-річчя возз’єднання України з Росією. Область наукових досліджень — апроксимаційні розв’я­зання інтегро-диференціальних рівнянь нецілого (дробового) порядку за методом кінцевих елементів, технології об’єктного моделювання, компонентно-орієнтовані тех­нології розробки програмного забезпечення.

Повний текст: PDF