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

У роботі були поставлені та вирішені такі завдання: узагальнено міжнародний та вітчизняний досвід з реалізації концепції зеленої інфраструктури міських територій; визначено та проаналізовано законодавчу основу для використання концепції зеленої інфраструктури; встановлено та охарактеризовано об’єкти зеленої інфраструктури; розроблено концептуальні підходи до розробки зеленої інфраструктури м. Харків, базуючись на оцінці виконання зеленою інфраструктурою екологічних функцій та сформовано комплекс методик проведення дослідження; проведено попередню оцінку наявної зеленої інфраструктури м. Харків; проведено оцінку екологічних функцій зеленої інфраструктури: оцінено рівень забезпеченості населення зеленою інфраструктурою загального користування, оцінено виконання шумозахисної функції, очистки поверхневого стоку, вуглецевої ємності (поглинання та зберігання вуглецю) на модельних ділянках та формування ефекту теплового острову об’єктів зеленої інфраструктури м. Харків в цілому; обґрунтовано стратегічні напрями та оптимізаційні заходи для забезпечення функціонування єдиної зеленої інфраструктури; розроблено локальні адресні кейси для різних районів м. Харків на основі проведеної функціональної оцінки зеленої інфраструктури.У роботі розкрито понятійно-термінологічні основи концепції зеленої інфраструктури на основі аналізу міжнародного та вітчизняного досвіду розробки та використання концепції зеленої інфраструктури.Проаналізовано нормативно-правову базу з питань реалізації концепції зеленої інфраструктури. Автором вивчені нормативні, будівельні, екологічні, санітарно-гігієнічні та інші документи; проаналізовано сучасні вітчизняні ініціативи щодо концепції зеленої інфраструктури.Узагальнено конструктивно-географічні підходи до можливостей оптимізації зеленої інфраструктури міста Харків на основі двох головних критеріїв, які висуваються до об’єктів зеленої інфраструктури це їх багатофункціональність та зв’язність.Визначено, що забезпечення зв’язності зеленої інфраструктури, формується поступово шляхом створення неперервних смуг зеленої інфраструктури досліджуваної території.Розроблено алгоритм розбудови зеленої інфраструктури відповідно до основних критеріїв об’єктів зеленої інфраструктури – багатофункціональності і зв’язності. Проаналізовано проблеми функціонування наявної зеленої інфраструктури.Систематизовано об’єкти зеленої інфраструктури відповідно до українського законодавства та будівельних норм.Визначено, що площа об’єктів зеленої інфраструктури загального користування у м. Харків складає 4512,55 га. Розподіл об’єктів зеленої інфраструктури має нерівномірний характер в адміністративних районах міста. Спостерігається використання таких об’єктів зеленої інфраструктури як зелені дахи, зелені стіни, зелені парковки тощо. Проте, частина об’єктів зеленої інфраструктури наявна у невеликих кількостях (1-3 шт.), або взагалі відсутня (дощові сади).Визначено, що зелені дахи екстенсивного типу здатні очищати поверхневий стік, проте ця функція залежить від умов їх функціонування. Підтверджено здатність лінійних захисних насаджень, як об’єктів зеленої інфраструктури зменшувати рівень шуму в населеному пункті. На прикладі об’єктів природно-заповідного фонду та лісових насаджень в межах міста розраховано обсяги поглинання вуглецю з атмосферного повітря. Розроблено просторову модель розподілу ефекту теплового острова міста та розподілу зелених зон на основі нормалізованого вегетаційного індексу.Обґрунтовано використання концепції зеленої інфраструктури міста Харків для забезпечення сталого розвитку урбосистеми, на основі виконання нею екологічних функцій.Розроблено локальні проєкти створення об’єктів зеленої інфраструктури для забезпечення нерозривності мережі зелених зон, підвищення ступеня озеленення території та виконання інших екологічних та соціально-економічних функцій. Для районів з найнижчим ступенем озеленення та забезпечення міського населення зеленою інфраструктурою загального використання запропоновано локальні кейси з розбудови зеленої інфраструктури, таких як облаштування, створення міського саду, рекреаційної зони та відновлення заплави річки. Для забезпечення функції з очистки стоку запропоновано облаштування дощових садів в межах міста. Для зменшення ефекту теплового острова та регулювання поверхневого стоку запропоновано використання об’єктів зеленої інфраструктури у промислових зонах міста. Розроблено рекомендації з облаштування модульного озеленення для зменшення ефекту теплового острову, очистки та регулювання поверхневого стоку.^UThe author has solved the following tasks in the thesis: summarized international and domestic experience in the implementation of the concept of green infrastructure of urban areas; defined and analyzed the legal basis for using the concept of green infrastructure; established and characterized green infrastructure facilities; developed conceptual approaches to the development of green infrastructure of the city of Kharkiv, based on the assessment of the performance of ecological functions by green infrastructure. Moreover, forming a complex of research methods; the applicant assessed the available green infrastructure of the city of Kharkiv as well as the ecological functions of green infrastructure: the level of public provision of green infrastructure for public use, the performance of the noise protection function, surface runoff treatment, carbon capacity (absorption and storage of carbon) in model areas and the formation of the heat island effect of green infrastructure objects in the city of Kharkiv. The thesis substantiates strategic directions and optimization measures to ensure the functioning of a single green infrastructure; addressing local address cases for various districts of Kharkiv based on the functional assessment of green infrastructure.The work reveals conceptual and terminological foundations of green infrastructure concept based on the analysis of international and domestic experience in its development and use.The thesis analyzes a legal framework for the implementation of the green infrastructure concept. The author has studied regulatory, construction, environmental, sanitary and hygienic and other documents; investigating modern domestic initiatives regarding the concept of green infrastructure.Constructive-geographical approaches to possible optimization of the green infrastructure of the city of Kharkiv have been are summarized based on two main criteria for green infrastructure objects, namely their multifunctionality and connectivity.Ensuring the connectivity of green infrastructure is formed gradually by creating continuous strips of green infrastructure of the studied territory.Using the main formation criteria of green infrastructure objects - multifunctionality and connectivity, the author developed an algorithm for the green infrastructure, analyzing the problems of the existing green infrastructure.The thesis gives a well-grounded analysis of environmental and socio-economic functions of green infrastructure objects and their characteristics.The area of public green infrastructure facilities in the city of Kharkiv is 4,512.55 hectares. The distribution of green infrastructure facilities is uneven in the administrative districts of the city. However, we find such green infrastructure facilities as green roofs, green walls, green parking lots, etc. Nevertheless, some of the green infrastructure facilities are available in small quantities (1-3 units) or are completely absent (rain gardens).Green roofs of the extensive type are capable of cleaning surface runoff, but this function depends on the conditions of their operation. Linear protective plantings as objects of green infrastructure can reduce the noise level in the settlement. The author has calculated volumes of carbon absorption from atmospheric air on the example of nature reserve fund and forest plantations within the city. Thus, developing a spatial model of the heat island effect of the city and the distribution of green zones based on the normalized vegetation index.The thesis substantiated the use of green infrastructure concept of the city of Kharkiv to ensure the sustainable development of the urban system, based on its performance of ecological functions.Local projects for the creation of green infrastructure facilities, developed to ensure the continuity of the network of green zones, increase the greening of the territory and perform other ecological and socio-economic functions. The author proposes to develop local cases of green infrastructure such as arrangement, creation of a city garden, recreation area and restoration of the river floodplain for areas with the lowest degree of greening to provide the urban population with green infrastructure of general us. Rain gardens within the city limits will ensure the sewage treatment function. Green infrastructure facilities in the city's industrial zones should reduce the heat island effect and regulate surface runoff. The thesis recommends to arrange modular landscaping to reduce the heat island effect, clean and regulate surface runoff.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого та актуального наукового завдання – оптимізації масогабаритних параметрів перетворювача у складі систем електричного живлення на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), а саме імпульсного інвертора у складі автономних стаціонарних систем живлення шляхом огляду, аналізу, порівняння, розрахунків, обґрунтування вибору та впровадження комплексу науково-практичних технічних і програмних методів та засобів. Частка джерел відновлюваної енергетики в загальносвітовій генерації зростає протягом останніх десятиліть. Системи на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) забезпечують відносно невисокий відсоток навіть серед інших джерел «зеленої» енергетики. Проте саме сонячна генерація демонструє сталий та динамічний ріст протягом останніх десятиліть. Такі системи наділені рядом суттєвих переваг, таких як: можливість розміщення будь-де без прив’язки до географічних умов, відсутність шкідливих викидів в процесі генерації енергії, відсутність рухомих частин, можливість монтажу на будь-які тверді горизонтальні чи нахилені поверхні, включаючи дахи житлових будинків, можливість роботи як на централізовану електромережу, так і в автономному режимі. Одним із ключових елементів системи сонячної енергетики окрім власне ФЕП є напівпровідниковий перетворювач, що забезпечує перетворення енергії постійного струму в звичний для побутових приладів змінний струм. Особливістю роботи перетворювача з ФЕП в якості джерела напруги є коливання вхідної напруги в широкому діапазоні при зміни зовнішніх умов. Вартість, габаритні розміри, маса, металоємність таких перетворювачів пропорційні їх максимальній потужності. В ході аналізу наявних комерційних рішень було визначено, що висока вартість та значні масогабаритні параметри подібних перетворювачів спричинені значною металоємністю пасивних елементів, стримують більш широке впровадження подібних систем. За результатами порівняльного аналізу та математичного моделювання ряду рішень було обрано як найбільш перспективну комбіновану топологію з високочастотною імпульсною частиною та низькочастотним ланцюжком розгортки. Функціонально запропонована імпульсна частина генерує струм що за формою відповідає модулю синусоїди, а ланцюжок розгортки забезпечує зміну знаку вихідної напруги. При цьому активні компоненти імпульсної частини працюють з високою частотою комутацію в десятки кілогерц, а ключі ланцюжка розгортки комутуються з частотою мережевої напруги. Такий розподіл дозволив оптимізувати параметри транзисторів відповідно до умов роботи в кожній з ланок, виходячи з очікуваного розподілу статичних та динамічних втрат, а також зменшити вартість компонентів ланцюжка розгортки. Було запропоновано замкнену систему керування перетворювачем з трирівневою широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Система керування (СК) реалізує постійний моніторинг струму та напруги ФЕП та вихідного струму перетворювача що дозволяє ефективно підтримувати форму вихідного струму та напруги в широкому діапазоні зміни вхідної напруги. СК формує декілька груп сигналів керування для різних частин перетворювача: високочастотні ШІМ-сигнали з фазовими зсувами для керування паралельними ланками імпульсної частини та низькочастотні сигнали для керування ключами ланцюжка розгортки. Для порівняльного аналізу ефективності обраного підходу з чергуванням фаз та ланцюжком розгортки було розроблено математичну модель втрат в напівпровідникових елементах. Дана модель дозволяє оцінювати статичні та динамічні втрати в транзисторах з врахуванням кількості паралельних модулів, параметрів ключів, потужності перетворювача, вхідної напруги. Виходячи з отриманих за результатами математичного моделювання даних, оптимальним є застосування двох паралельних модулів. За умови застосування трьох модулів ККД та енергія в котушках індуктивності не зазнають суттєвих змін, за умови ускладнення системи керування та збільшення розмірів друкованої плати перетворювача. За результатами аналітичного огляду, математичного та імітаційного моделювання для подальшої практичної реалізації та натурних експериментів було обрано топологію з двома паралельними ланцюжками імпульсної ланки та ланцюжком розгортки. Розроблено та реалізовано експериментальний макет перетворювача потужністю 1 кВт що дозволяє оцінити ефективність запропонованої топології в діапазоні потужності від 160 Вт до 1 кВт. Максимальна експериментально досягнута ефективність в режимі підвищення напруги складає понад 96% при потужності понад 450 Вт, в режимі зниження напруги понад 97% за потужності понад 650 Вт. Експериментально отримані результати повністю підтверджують теоретично очікувані та отримані за результатами математичного моделювання.Розроблена математична модель є універсальним інструментом оцінки ефективності обраного підходу для перетворювачів даного класу та сфери застосування, що відкриває шлях для подальших досліджень та модифікації інверторів з широким діапазоном регулювання вхідної потужності та оптимізованими масогабаритними параметрами.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important and relevant scientific task – photovoltaic (PV) converter mass and size parameters optimization. Specifically, the inverter as part of autonomous stationary power supply systems by means of review, analysis, comparison, calculations, justification of the choice and implementation of complex scientific and practical technical and software methods and tools.The expansion of renewable energy sources in a global generation has been growing over the past decades. Systems based on photovoltaic (PV) cells provide a relatively low percentage even among other sources of "green" energy. However, solar generation shows steady and dynamic growth over recent decades. Such systems are endowed with a number of significant advantages, such as placement possibility without reference to geographical conditions, the absence of harmful emissions in the process of energy generation, such systems don’t include any moving parts, installation possibility on any horizontal or inclined surface (including the roofs of residential buildings), the possibility of working both on the centralized power grid and in autonomous mode.One of the key elements of the solar energy system, in addition to the PV, is a semiconductor converter, which provides the conversion of direct current energy into alternating current, which is commonly used for household appliances. A feature of the operation of the converter with PV as a voltage source is the fluctuation of the input voltage in a wide range when external conditions change. The cost, overall dimensions, weight, and metal capacity of such converters are proportional to their maximum power. It was determined that the metal-intensive passive components contribute a large part of the high cost and the bulky size of such converters. Which, in turn, restrains the further expansion of this type of system.The most metal-intensive components of the converter are inductors and radiators. Their size and mass are proportional to the energy flowing or dissipated by these elements. As a result of the analysis, a number of approaches to reducing the mass and size parameters of the inductor coils by reducing the energy per coil were revealed. Inductor current reduction for the DC/DC stage of the converter can be achieved by parallel connection of several DC/DC cells. Such an approach based on current dividing was determined as the most promising. The switch control signals contain phase shifts which provide some time gap between the transistors opening in different cells. The results of comparative analysis and mathematical simulation indicate that the most promising topology includes a high-frequency DC/DC stage and low-frequency unfolding circuit. The proposed DC/DC stage generates a module of sinusoidal waveform and the unfolding circuit only reverses the direction of the output current. At the same time, the switches of the DC/DC stage work with a high switching frequency of 64 kHz, and the keys of the unfolding circuit are switched with the frequency of the mains voltage. Such functional division makes possible optimization of the transistor parameters according to the operating conditions in each converter stage, based on the expected allocation of static and dynamic losses, as well as to reduce the cost of unfolding circuit components.Due to the features of PV cells as a voltage source, the converter control system requires some flexible algorithm to operate with the dynamic illumination changes and partial shading of the PV panel. Modern control systems provide algorithms for monitoring the maximum power point (MPP) of the PV. Such an algorithm makes it possible to optimize the power extraction from the solar panel under the condition of partial shading by load adjusting. A modified algorithm for tracking the global maximum power point (GMPP) was proposed, which allows for increasing the speed of the system up to three times. The speed increase allows for minimizing energy losses during the reconfiguration of the optimal operating point of the system.A three-level pulse-width modulation (PWM) closed-loop converter control system was proposed. The control system (SC) implements constant monitoring of the current and voltage of the PV and the output current of the converter. These parameters monitoring allows to effective maintain the form of the output current and voltage in a wide range of the input voltage changes. The SC generates several groups of control signals for different parts of the converter: high-frequency PWM.

В першому розділі «Стан та проблеми дослідження визначальних ознак традиційної китайської архітектури» автор проаналізував існуючу джерельну базу за темою дослідження, проаналізував причини звернення до національних традицій в сучасній архітектурі Китаю і зокрема в провінції Шаансі, окреслив визначальні ознаки традиційної китайської архітектури і навів перелік видатних історичних об’єктів провінції Шаансі і її столиці міста Сіань. Особлива увага була звернута на китайські наукові джерела, присвячені різним аспектам традиційної китайської архітектури. Окремо опрацьовувались джерела, присвячені реставраційній і пам’яткоохоронній діяльності, враховуючи унікальну кількість історичних пам’яток національного – світового значення на території провінції Шаансі і особливо міста Сіань. Враховуючи органічний зв'язок традиційної архітектури Китаю з мистецтвом, опрацьовувались і відповідні мистецькі джерела.Зазначено, що поширення національних мотивів в сучасній архітектурі Китаю відповідає політиці китайського уряду на виховання національних традицій і поглиблення знань у населення про китайську культуру, а також на зацікавлення в світі китайською культурою та архітектурою. В другому розділі «Методологія та методи дослідження визначальних ознак традиційної китайської архітектури» охарактеризовано перелік вибраних здобувачем загальнонаукових методів дослідження, який результат вони дають, створено теоретичні моделі об’єктів-виразників національної ідентичності і описано принцип їх використання. Також детально описано пам’яткоохоронну діяльність із збереження пам’яток всесвітньої, загальнонаціональної і місцевої історико-культурної спадщини в провінції Шаансі.Насамперед досліджувались чинники, які вплинули на формування архітектури провінції Шаансі протягом різних періодів (метод історичного аналізу, метод культурологічного аналізу, метод етнографічного аналізу), використовувалась специфічна архітектурно-мистецька термінологія (метод етимологічного аналізу), досліджувався аспект зв’язку архітектури і традиційного мистецтва (метод мистецтвознавчого аналізу). Для окреслення переліку історичних об’єктів провінції Шаансі, які вважаються виразниками національних і регіональних ознак в архітектурі використовувався метод описів. Графо-аналітичний метод базувався на попередніх натурних обстеженнях видатних об’єктів. Одними з базових для вирішення завдань дисертації і формулювання принципів використання модернізованих форм в сучасній архітектурі провінції Шаансі стали методи порівняльного аналізу і системно-структурного аналізу, які дозволили простежити спільне і відмінне між історичними і новими об’єктами на різних ієрархічних рівнях.В третьому розділі «Особливості традиційної китайської архітектури провінції Шаансі і прояв національних ознак в сучасній архітектурі» на основі здійсненого в попередніх розділах аналізу типів історичних будівель на теренах провінції Шаансі і їх датування окреслено як найбільш характерні і масові будівлі – уособники національної ідентичності – храми, пагоди і павільйони і досліджено відповідно до створених ієрархічних моделей принципи їх композиційної побудови, морфологію форм-виразників національних традицій в архітектурі (дахи, карнизи, стіни, прорізи), традиційний декор та поліхромію.Отримання таких узагальнень дозволило провести порівняльний аналіз між історичними і сучасними об’єктами на різних ієрархічних рівнях – від композиції до окремих елементів і поліхромії і на основі цього визначити основні принципи використання історичних форм в сучасній архітектурі.^UIn the first chapter, "The state and problems of the study of the defining features of traditional Chinese architecture", the author analyzed the existing source base on the research topic, analyzed the reasons for the appeal to national traditions in modern Chinese architecture and in particular in Shaanxi province, outlined the defining features of traditional Chinese architecture and listed the outstanding historical facilities of Shaanxi Province and its capital, Xi'an. Special attention was paid to Chinese scientific sources devoted to various aspects of traditional Chinese architecture. Sources devoted to restoration and monument preservation activities were separately studied, taking into account the unique number of historical monuments of national and world importance in the territory of Shaanxi province and especially the city of Xi'an. Taking into account the organic connection of traditional Chinese architecture with art, relevant artistic sources were also developed.It is noted that the spread of national motifs in modern Chinese architecture corresponds to the Chinese government's policy of nurturing national traditions and deepening the population's knowledge of Chinese culture, as well as the world's interest in Chinese culture and architecture.In the second chapter, "Methodology and methods of research of the defining features of traditional Chinese architecture", the list of general scientific research methods chosen by the awardee is described, what results they give, theoretical models of objects expressive of national identity are created and the principle of their use is described. It also describes in detail the monument protection activities for the preservation of monuments of world, national and local historical and cultural heritage in Shaanxi province.First of all, the factors that influenced the formation of the architecture of Shaanxi province during different periods were investigated (the method of historical analysis, the method of cultural analysis, the method of ethnographic analysis), the specific architectural and artistic terminology was used (the method of etymological analysis), the aspect of the connection between architecture and traditional art was investigated ( method of art analysis). The description method was used to outline the list of historical objects of Shaanxi Province, which are considered to be expressive of national and regional features in architecture.The grapho-analytical method was based on preliminary on-site surveys of prominent objects. The methods of comparative analysis and system-structural analysis, which made it possible to trace commonalities and differences between historical and new objects at different hierarchical levels, became one of the basic methods for solving the tasks of the thesis and formulating the principles of using modernized forms in the modern architecture of Shaanxi province.In the third chapter "Peculiarities of the traditional Chinese architecture of Shaanxi province and the manifestation of national characteristics in modern architecture" based on the analysis of the types of historical buildings in the territory of Shaanxi province and their dating carried out in the previous chapters, the most characteristic and massive buildings - personifications of national identity - temples, pagodas are outlined and pavilions and the principles of their compositional construction, the morphology of expressive forms of national traditions in architecture (roofs, eaves, walls, openings), traditional decor and polychromy were investigated in accordance with the created hierarchical models.Obtaining such generalizations made it possible to conduct a comparative analysis between historical and modern objects at different hierarchical levels - from composition to individual elements and polychromy, and based on this to determine the main principles of using historical forms in modern architecture.