Розроблено автоматні та топологічні числово-аналітичні методи й алгоритми для вирішення актуальних задач просторової динаміки дискретно-континуальних стержневих систем. Для дослідження сумісних коливань стержневих систем сформульовано принципи побудови графів та автоматів, визначення топологічного коду системи та формування багатовимірних кодованих матриць. Проведено динамічний аналіз стержневих систем з різними зосередженими включеннями, деревоподібною та кільцевою структурою, стержнів з сингулярною піддатливістю, плоских і просторових рам, систем пересічних балок. Для декомпозиції дво- та тривимірних стержневих систем розроблено каскадний алгоритм розділення системи на блоки та методику каскадного кодування станів кожної з підсистем, використання яких дозволяє проводити процедуру побудови рівнянь розв'язання послідовно за частинами. На підставі дослідження топологічних властивостей графа системи обгрунтовано пірамідальний принцип побудови просторових асоційованих матриць, вдосконалено математичну модель складно орієнтованої просторової конструкції, яка є системою дискретних елементів.

  Скачати повний текст

Запропоновано комплекс ефективних ітераційних методів розв'язання великорозмірних скінченноелементних задач будівельної механіки (статики і власних коливань). Зазначено, що для розробки даних методів використано методи спряжених градієнтів з агрегатним багаторівневим передобумовленням, основу якого становить поелементний підхід щодо формування матриці жорскості агрегатної моделі та багатофронтальний метод її факторизації. Встановлено, що запропоновані методи мають високу стійкість до поганої обумовленості і швидку збіжність. Розроблено узагальнений метод спряжених градієнтів з зсувами у агрегатному багаторівневому передобумовленні для розв'язання алгебричної узагальненої проблеми власних значень (вілних коливань), що дозволяє уникнути замикання збіжності. На підставі градієнтного підходу з агрегатним багаторівневим передобумовленням розроблено Рітц-градієнт метод для наближеного визначення нижніх частот і форм власних коливань, що не вимагає факторизації матриці жорсткості. Зазначено, що всі запропоновані методи доведено до високого рівня надійності, що дозволяє застосувати їх у МСЕ програмах масового використання Robot Millennium i SCAD.

  Скачати повний текст

Вивчено ефективність застосування базису редукції з векторів Лацоша в задачах дослідження сталих коливань конструкцій за умов гармонійного впливу, перехідних процесів у разі імпульсивного впливу, віброударних коливань за умов сейсмічного навантаження та сталих коливань під дією стаціонарного випадкового навантаження. Дослідження в кожному випадку проведено трьома способами: за допомогою нередукованої скінченноелементної моделі; моделі, редукованої на основі базису з власних форм коливань; моделі, побудованої з використанням базису з векторів Ланцоша. У процесі дослідження сталих коливань під дією стаціонарного випадкового навантаження запропоновано методику розрізнення власних частот конструкції та частот зовнішнього впливу із застосуванням функції когерентності у випадку вузькополосних і шумових складових навантаження. Дослідження проведено з використанням методів числового моделювання. Оцінки, одержані шляхом статистичної обробки змодельованих сигналів, порівняно з оцінками, отриманими за аналітичними виразами (на основі спектрів вузькополосних і шумових складових зовнішнього впливу, характеристик системи).

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель теплових режимів приміщень, яка відрізняється від існуючих врахуванням зміни зовнішніх збурень на визначеному часовому інтервалі. Вперше одержано кореляційний зв'язок між аеродинамічним коефіцієнтом і коефіцієнтом тепловіддачі в області гальмування потоку на навітряній поверхні будинків. Визначено коефіцієнт тепловіддачі в області відриву повітряного потоку від зовнішніх поверхонь бокових стін будинку. Удосконалено методику визначення теплового навантаження будинків і споруд, яка відрізняється врахуванням нестаціонарних режимів захисних конструкцій. Вперше визначено коефіцєнт теплопередачі через світопрозорі огорожі з урахуванням зміни швидкості та напрямку вітру, запропоновано конструктивний утеплювач оригінальної конструкції.

  Скачати повний текст

Проаналізовано ефективність та інтегральні характеристики світлового поля (ІХСП) від світлових шахт (СШ) різних форм з дифузним відбиттям світла для хмарної моделі небосхилу за стандартом Міжнародної комісії з освітленості. Розроблено геометричні методи розрахунку ефективності СШ, освітленості й ІХСП від шахт у вигляді паралелепіпеда, зрізаної піраміди та поверхонь обертання від'ємної, нульової та додатної гауссової кривини. Побудовано графіки ефективності СШ і поверхні освітленості від них. Розроблено для СШ у вигляді поверхонь обертання нульової гауссової кривини номограми для розрахунку ІХСП у довільній розрахунковій точці від довільного числа шахт з різними параметрами. Проведено порівняння ефективності СШ та освітленості від СШ однакових і різних форм. Досліджено вплив кривини внутрішньої поверхні СШ на її ефективність та освітленість під шахтою.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні засади геометричного моделювання фізичних процесів у атмосфері, теплоізоляційній оболонці будинків та внутрішньому середовищі з метою розв'язання задачі оптимізації форми енергоефективних будинків. Досліджено закономірності зміни оптимальної форми тіл, що знаходяться у різних енергетичних полях: за власного та невласного точкового джерела тепла, заданого функцією енергетичної освітленості площини, перпендикулярної довільному напряму. Установлено закономірності, що дозволяють оптимізувати форму будинків і розподіл утеплювача їх теплоізоляційних оболонок. Розроблено нову комп'ютерну модель надходження атмосферної радіації, яка дозволяє розв'язувати оптимізаційні задачі у будівництві, зокрема, з оптимізації форми енергоефективних будинків, а саме: розраховувати двовимірні масиви енергетичної освітленості площини, орієнтація яких задана азимутами та кутовими висотами, від прямої, розсіяної та відбитої від підстильної поверхні сонячної радіації, а також теплової довгохвильової. Здійснено геометричне моделювання задач будівельної кліматології, тепло- та світлотехніки й акустики, що впливають на енергоефективність будинків. Результати роботи впроваджено у нормативні документи з питань, пов'язаних з енергозбереженням під час проектування та реконструкції будинків; у навчальні посібники та методичні вказівки для підготовки фахівців архітектурно-будівельного профілю в Україні й Афганістані, в практику архітектурно-будівельного проектування в Україні та Росії.

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень, виконаних з використанням високоякісних сталевих зразків і спрямованих на уточнення та розширення уявлень про механізм випинання та фактори, що відіграють вирішальну роль у визначенні критичного стану реальних пружних гладких (ГО) та поздовжньо підкріплених (ПО) кругових циліндричних оболонок у разі статичного стискування. Для ГО вивчено ефекти, пов'язані з локальністю початку хвилеутворення за умов випинання. Виявлено можливі типи процесу втрати стійкості та види їх пускових механізмів. Запропоновано інтегральну класифікацію поздовжньо стиснутих реальних ГО за якістю. Встановлено особливості докритичного деформування та їх вплив на випинання поздовжньо стиснутих ПО, підкріплених тонкостінними ребрами великої згинної жорсткості. Вивчено вплив на деформування та критичні навантаження найбільш важливих конструктивних факторів ПО: геометрії оболонки, умов закріплення країв, знака екцентриситету підкріплення, числа та жорсткості ребер, а також внутрішнього тиску. Надано експериментальні оцінки застосованості існуючих теорій і методів до розрахунку стійкості реальних ГО та ПО, а також запропоновано нові розрахункові моделі випинання ГО, що грунтуються на аналізі локальних закритичних форм і дозволяють враховувати локалізовані збурювання зовнішньої та внутрішньої природи. Розроблено рекомендації щодо уточнення теорії стійкості ГО та ПО, а також визначення небезпечних навантажень і призначення запасів стійкості ГО.Отримано нові експериментальні дані про критичні навантаження, форми випинання, характер до- та закритичного деформувань ГО та ПО за наявності різних збурювань і конструктивних особливостей оболонок.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено загальний метод динамічного розрахунку рамних систем. Розглянуто вплив інерційних і безінерційних рухомих навантажень. Наведено побудову системи фундаментальних функцій для симетричних: П-образної, Т-образної та трипрогінної рам. Отримано власні числа та частоти коливань. Запропоновано засіб інтегрування нелінійної частини диференціального рівняння руху, що дозволило уникнути невизначеності вигляду 0/0. Висвітлено варіанти впливів на рамну конструкцію: рух постійної зосередженої та гармонійної сил, рух сил із постійною та змінною швидкостями. Проведено дослідження коливань рам за умов рівномірного та змінного руху розподіленого навантаження у вигляді напівполоси. Отримано коефіцієнти динамічності та визначено критичні швидкості руху інерційності вантажу. Порівняно результати розрахунків за запропонованою методикою з даними попередніх досліджень.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод задання апроксимацій переміщень довільних точок консольної балкової системи (КБС), на підставі з основних положень теорії пружності, які здатні описувати різні типи згинних крутильних і повздовжніх переміщень та є порівняно простими в практичних застосуваннях. Наведено уточнений підхід до визначення силових факторів, які діють на поверхню КБС. Запропоновано принцип можливих переміщень для динамічного аналізу силових і кінематичних характеристик у точках КБС і повітряного потоку. Проведено на пїдставі одержаних співвідношень і рівнянь руху обчислення компонент векторів переміщень, тензорів напружень і деформацій, тиску повітряного потоку в характерних точках і перерізах КБС - крила літака. Досліджено статистичну та динамічну стійкість КБС у разі її взаємодії з повітряним потоком. Підтверджено достовірність вибраної моделі КБС і методів розрахунку на підставі числового та натурного експериментів.

  Скачати повний текст

Розроблено методи аналізу на осциляції, дискретних апроксимації та інтерполяції дискретно представленого геометричного об'єкту - плоских і просторових дискретно представлених кривих (ДПК), ДПК у n-вимірному просторі, дискретно представлених поверхонь і гіперповерхонь, скалярних і векторних полів, представлених на різних носіях у тривимірному просторі. Запропоновано способи раціональної індексації елементів (вузлів, комірок) плоских геометричних об'єктів з трикутними сітковими комірками. Розроблено геометричні моделі розрахунків інтегральних характеристик світлового поля від світлопрорізу (СП) складної форми, світлової шахти, на зовнішніх поверхнях будівель (плоскі фасади та дахи, окремо стоячі оболонки, шедові складки та шедові циліндричні оболонки), геометричні моделі розрахунків коефіцієнтів світловтрат від швів СП, заповнених склопрофілітом, та від сонцезахисних стрічкових і прямокутних козирків.

  Скачати повний текст

Створено теоретичні основи проектування енергозберігальних фасадних конструкцій житлових будинків з застосуванням внутрішнього способу утеплення. Розроблено уточнену методику розрахунку розподілу температури та парціального тиску водної пари за перерізом будівельних конструкцій. Запропоновано аналітичний спосіб визначення конденсації на поверхні та у товщі огороджень. Створено комп'ютерну програму, яка дозволяє швидко аналізувати різні ситуації для вибору ефективних рішень фасадів. Розроблено методику розрахунку температурно-вологісного режиму в огороджувальних дво- та тривимірних системах. На базі цієї методики розроблено нові способи внутрішнього утеплення огороджувальних конструкцій та виявлено ефективні існуючі конструктивні рішення. Розроблено план-програму натурних експериментальних досліджень запропонованої конструкції внутрішнього утеплення торцевих зовнішніх стін квартири панельного житлового будинку у Харкові. Створено нову конструкцію датчика для визначення конденсації. Проведено натурні експериментальні дослідження, за якими проведено вимірювання температури та внутрішньої поверхні утеплених торцевих стін квартири в різні моменти часу, визначено температуру контакту керамзитобетонної стіни й утеплювача, температуру повітря у кімнатах, визначено зміну відносної вологості повітря на поверхні контакту та наявність конденсації на цій поверхні. Конденсації за трирічний період дослідження не спостережено. За результатами тривалого дослідження температурно-вологісного режиму утеплених фасадних конструкцій показано надійність розробленого рішення.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз теоретичних та експериментальних досліджень мікрокліматичних умов у приміщеннях житлових і громадських будівель, їх вплив на самопочуття, здоров'я та працездатність людини. Досліджено процес променевого теплообміну між поверхнею тіла людини та поверхнями, оберненими всередину приміщення. Розроблено фізико-математичну модель променевого теплообміну поверхні тіла людини та поверхонь, обернених всередину приміщення. Запропоновано критерій оцінювання стану мікроклімату в приміщенні з урахуванням променевої складової теплообміну. Розроблено систему, що забезпечує покращання мікрокліматичних умов шляхом управління променевою складовою теплообміну, та методику розрахунку окремих її елементів. Розроблено математичну модель абсорбційного перетворювача теплоти для отпимізації його роботи.

  Скачати повний текст

Досліджено стійкість тонкостінних стержнів відкритого поперечного перерізу з урахуванням нелінійної взаємодії загальних і локальних форм випучування під час кінцевих переміщень (зв'язана втрата стійкості). Розв'язано задачі оптимального проектування тонкостінних стержнів з обмеженнями за стійкістю за різних умов навантаження (стискання, згинання, їхні комбінації). Розроблено два істотно різні підходи до розрахунку граничних навантажень зв'язаної втрати стійкості, що використовують концепцію ефективної площі поперечного перерізу і асимптотичний метод Койтера, які зорієнтовані на два класи тонкостінних стержнів: стержні з попереднім локальним випучуванням елементів; стержні, близькі до рівностійких за загальними і локальними формами. Виконано параметричний аналіз впливу геометрії поперечного перерізу і амплітуд початкової недосконалості на несучу здатність. Задачу вагової оптимізації досліджено на основі уточнених розв'язків лінійної задачі стійкості у випадку різного формулювання обмежень за стійкістю, у тому числі з урахуванням взаємодії форм випучування. На основі теорії багатокритеріальної оптимізації конструкцій сформульовано і розв'язано задачу оптимального проектування тонкостінних стержнів відкритого поперечного перерізу, що сприймають стискання і згинання у різній, заздалегідь невідомій комбінації. Надано рекомендації щодо норм розрахунку стійкості тонкостінних елементів металоконструкцій.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вирішенню питання природного зенітного освітлення виробничих і громадських будинків з урахуванням функціонально-технологічних та архітектурно-конструктивних вимог. Розроблено аналітичний метод розрахунку коефіцієнта природного освітлення від зенітного ліхтаря круглої форми. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження на масштабно виконаній моделі будинку з метою дослідження розподілу світла на горизонтальній умовній робочій поверхні від системи зенітних ліхтарів. Експериментальні дослідження дозволили визначити коефіцієнти співвідношення середніх значень коефіцієнта природного освітлення приміщень по характерних світлотехнічних зонах. Розроблено аналітичний (за допомогою ЕОМ) та графоаналітичний методи проектування зенітного освітлення приміщень, що дають змогу проектувати оптимальні за площею засклення й мінімальні за енергетичними витратами системи зенітного освітлення.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено аналітичні методи розрахунку природного освітлення в приміщеннях будівель, які освітлюються через ліхтарні надбудови, шедові та зенітні ліхтарі та бокові віконні прорізи у зовнішніх стінах під час хмарного та ясного неба МКО (за визначенням Міжнародної комісії з освітлення). Теоретично досліджено розподіл освітлення на горизонтальній умовній робочій поверхні в приміщеннях будівель від систем ліхтарних надбудов, шедових ліхтарів і бокових віконних прорізів. Удосконалено попередній етап проектування природного освітлення будівель шляхом розробки аналітичних і графоаналітичних методів оптимального проектування верхнього, бокового та комбінованого освітлення приміщень виробничих і громадських будівель, які одержані на основі аналітичних розрахунків.

  Скачати повний текст

Розроблено методику теоретичного дослідження динаміки балкових і оболонкових конструкцій, що базується на гіпотезах Кірхгофа та моделях теорії балок і оболонок типу С.П.Тимошенка. Розглянуто задачі про дію на балку на пружній основі рухомих розподілених, зосереджених, одиничних і періодично розміщених сил. Знайдено значення швидкостей їх руху, що відповідають виникненню критичних станів і резонансних режимів коливань. У межах моделі С.П.Тимошенка розв'язано задачі про розповсюдження у циліндричних оболонках вільних хвиль і хвиль, які збуджуються рухомими гармонійними та східчастими розподіленими навантаженнями. Встановлено можливість існування власних хвиль трьох типів, знайдено швидкості їх руху. Досліджено динамічну поведінку оболонок під дією східчастих навантажень, знайдено критичні значення швидкостей їх переміщення.

  Скачати повний текст

Удосконалено систему безрозмірних просторово-жорсткісних параметрів стосовно мембранної оболонки. Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень, що відображають загальні закономірності зміни напружено-деформованого стану (НДС) мембранної оболонки позитивної гаусової кривизни з великим вирізом на еліптичному плані за дії основних розрахункових навантажень. Визначено функціональні залежності між безрозмірними просторово-жорсткісними параметрами оболонки та безрозмірними параметрами НДС.

  Скачати повний текст

Запропоновано систему безрозмірних просторово-жорсткісних параметрів, одержаних на основі розгляду загальних рівнянь статичної рівноваги конструкції. На підставі результатів теоретичних та експериментальних досліджень встановлено загальні закономірності зміни напружено-деформованого стану стиржневої положистої оболонки з великим вирізом на еліптичному плані за умови дії основних розрахункових навантажень. Визначено загальні залежності між безрозмірними просторово-жорсткісними параметрами конструкції і безрозмірними показниками напружено-деформованого стану її основних елементів.

  Скачати повний текст