Показано, що умовою одержання максимальних значень коефіцієнта термоелектричної потужності в інтерметалічних напівпровідниках ZrNiSn і TiCoSb є їх сильне легування акцепторними і/або донорними домішками до концентрацій, за яких рівень Фермі фіксується краєм рухливості відповідної зони неперервних енергій.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.271.5

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.3 + В379.2

Рубрики:

Напівпровідникові матеріали та вироби

Фізика напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто шарувате геологічне середовище, один із шарів якого перебуває під дією напружень ізотропного однорідного стискання. Середовище моделювали горизонтально-підшаруватою пружною структурою, яку утворюють декілька шарів скінченної товщини, що покривають пружний півпростір. Імпульсне точкове сейсмічне джерело, яке локалізоване в одному із верхніх шарів, збуджує в середовищі пружні хвилі. Вплив напружень на акустичні властивості стисненого шару враховували залежністю густини мас і фазових швидкостей поздовжніх й поперечних плоских хвиль від величини стиску. Сформульовано задачу поширення хвиль у шаруватому середовищі, яку розв'язували за допомогою матричного методу. Числові розв'язки задачі, одержані для різних значень напружень стиску, застосували для дослідження інтерференції хвиль у точці спостереження, розташованій на вільній поверхні на відстані від епіцентру джерела. Проведений кількісний аналіз дозволив зробити висновок, що часові залежності компонент вектора переміщень, визначені у точці спостереження, містять інформацію про величину напружень стиснення шару. Показано, що ці напруження можна визначити за часом досягнення точки спостереження інтерференційними піками, утвореними хвилями, відбитими від верхньої та нижньої меж напруженого шару.

Виходячи з моделі малого пружного збурення в неоднорідно деформованому тілі та беручи до уваги слабкість акустичних неоднорідності й анізотропії, індукованих деформацією, розроблено теорію інтегральної акустопружності. Сформульовано моделі взаємодії вузьких поляризованих ультразвукових пучків із тривимірним полем деформації у твердому тілі. У межах моделей одержано інтегральні співвідношення акустопружності, що пов'язують зміни фаз коливань і стану поляризації поздовжньо та поперечно поляризованих ультразвукових хвиль, які пройшли через деформоване середовище, з інтегралами від розподілів компонент тензора початкової деформації вздовж напрямку поширення хвиль. Їх можна використати для формулювання задач обчислювальної томографії напружено-деформованого стану твердих тіл.

У межах хвильової теорії одержано точний розв'язок задачі відбивання та заломлення монохроматичного поляризованого світла в кусково-однорідному середовищі, яке утворене двома діелектричними півпросторами та пружно деформованим діелектричним плоским шаром, який їх розділяє. Розглянуто випадок однорідного напружено-деформованого стану шару з діагональним тензором деформації за умови нормального падіння пучка світла з півпростору на поверхню його розділу з напруженим шаром. Із використанням одержаного розв'язку досліджено вплив напруженого стану шару та поляризації падаючого світла на коефіцієнти його відбивання шаром і проходження крізь шар. Розглянуто випадки одновісних напружень стиску-розтягу, прикладених у напрямках поширення світла та нормальному до нього, а також ізотропного стиску-розтягу шару в площині нормальній до напрямку світлового променя. Проведені числові дослідження виявили істотну чутливість коефіцієнтів відбивання та проходження світла від виду напруженого стану і величини напружень у шарі, а також від параметрів поляризації світла, що падає (азимуту поляризації та еліптичності). На цій підставі можна зробити обгрунтований висновок про те, що дані фотометричних вимірювань відбивальної та пропускної здатності напруженого шару можна використати як інформативні параметри для створення систем неруйнівного визначення напружено-деформованого стану діелектричних тіл.

З використанням варіаційного методу однорідних розв'язків досліджено напруження, які виникають за умов плоскої деформації на поверхні розділу двох різнорідних тіл прямокутного перерізу за однорідного нагріву й одновісного розтягу, нормального до цієї поверхні. На основі одержаних розв'язків, з використанням відомих асимптотичних представлень для компонент напружень у околах кутових точок, проведено дослідження параметрів сингулярності напружень у кутових точках залежно від характеристик матеріалу та параметрів прикладеного навантаження.

Розглянуто задачу визначення геометричних параметрів циліндричної тунельної порожнини у теплопровідному півпросторі за заданим на зовнішній поверхні температурним полем, збудженим стаціонарним нагрівом тіла зосередженими тепловими потоками. Із застосуванням граничних інтегральних рівнянь побудовано двовимірну математичну модель теплового зондування тіла, в межах якої сформульовані пряма й обернена задачі ідентифікації параметрів порожнини. Гранично-елементним методом досліджено пряму задачу. На цій основі виявлено та досліджено інформативні параметри теплової ідентифікації. Із використанням цих параметрів сформульовано обернену задачу, яку зведено до нелінійної системи неявно заданих рівнянь. Розроблено ітераційний алгоритм розв'язування цієї системи, який грунтується на методі Ньютона. Проведено числове дослідження ефективності цього алгоритму. Запропонований метод можна застосувати для створення засобів ідентифікації порожнин у твердих тілах на основі даних ІЧ-термографії.

Розглянуто модель взаємодії поляризованого світла з неоднорідно деформованим немагнітним діелектричним тілом. Встановлено променеві інтеграли фотопружності, які пов'язують розподіли компонент тензора деформації у будь-якому напрямку в об'ємі тіла з вимірювальними поляризаційно-оптичними параметрами світлового променя, що поширюється у цьому напрямку. Модель можна використати для розроблення математичних методів для поляризаційно-оптичної обчислювальної томографії напружено-деформованого стану діелектричних тіл.

Розглянуто задачі визначення геометричних параметрів порожнини у твердому тілі за заданим поверхневим температурним полем, зумовленим стаціонарним нагріванням тіла зосередженими тепловими потоками за умов конвективного теплообміну з зовнішнім середовищем. З використанням граничних інтегральних рівнянь побудовано двовимірну математичну модель теплового зондування тіла, в межах якої сформульовано пряму та обернені задачі ідентифікації геометричних параметрів порожнини. За допомогою методу граничних елементів здійснено числове дослідження поверхневого температурного поля та виявлено його інформативні параметри. Ці параметри можна використовувати як вхідні дані для оберненої задачі ідентифікації. Розв'язування оберненої задачі зведено до задачі мінімізації функціонала температурного поля поверхні. Розроблено прямий варіаційний метод розв'язування оберненої задачі, в основу якого покладено гранично-елементний метод, який базується на квазіньютонівсьому методі. З використанням числового експерименту досліджено ефективність розробленого методу. Запропонований підхід можна використовувати для розроблення неруйнівних безконтактних методів виявлення порожнин у твердих тілах на основі даних ІЧ-термографії.

Розвинено варіаційний метод однорідних розв'язків для розв'язування вісесиметричних задач теорії пружності для півбезмежного та скінченого циліндрів, на торцевих поверхнях яких задані умови навантаження в напруженнях, переміщеннях чи змішані. Розв'язок надано у вигляді розвинення за системами власних функцій відповідної однорідної бігармонічної задачі у циліндричних координатах. Підпорядкування розв'язку умовам, заданим на торцях циліндра, здійснюється за квадратичною нормою. Як приклад застосування цього методу розглянуто задачу згинання товстого круглого диска зосередженими силами, прикладеними до його лицьових поверхонь.

Досліджено взаємодію пружних хвиль, зумовлених локальним імпульсним джерелом, із півбезмежною горизонтально-шаруватою структурою, що містить пористий шар, насичений газом і водою. Запропоновано математичну модель, яка описує розподіл газу та води в поровому просторі шару залежно від кількості накопиченого в ньому газу. В межах моделі обчислено ефективні пружні модулі областей пористого шару, насичених газом і водою. Сформульовано початково-крайову задачу динаміки пружних хвиль у структурі та з застосуванням перетворення Фур'є отримано її розв'язок. Із використанням отриманого розв'язку досліджено картину хвильового поля на вільній поверхні структури залежно від кількості газу, нагромадженого в пористому шарі. Введено та числово досліджено характеристики, які пов'язують параметри хвильового поля на вільній поверхні з кількістю газу, нагромадженого в пористому шарі. Отримані результати можна застосувати для розроблення дистанційних методів обліку кількості природного газу в підземних сховищах газу, споруджених у водоносних горизонтах.

Розглянуто проблему багатокритеріального аналізу ефективності консервативних систем захисту інформації, структура та складові яких не змінюються протягом деякого часу. Структурна схема таких систем включає об'єкт захисту, вразливості - канали для атак, загрози та засоби захисту. За припущення про незалежність атак і засобів захисту розвинено дискретну ймовірнісну модель ушкодженості об'єкта захисту. Для випадкової величини кількості ушкоджень за фіксований проміжок часу отримано представлення у вигляді суми біноміально розподілених випадкових величин, які залежать від параметрів атак і захисту. Подібно описано випадкові величини економічних втрат, часу відновлення та затрат на відновлення, для яких знайдено в аналітичному вигляді математичні сподівання та дисперсії. Для забезпечення високої статистичної надійності показники ризику запропоновано визначати за допомогою нерівності Кантеллі. На цій підставі сформульовано ряд показників ефективності системи захисту, які характеризують ймовірність неушкодженості об'єкта захисту, залишкові втрати, умовно збережені кошти, живучість і затрати на відновлення. З використанням теорії оптимальності за Парето розроблено методику багатокритеріального аналізу та раціонального проектування консервативних систем захисту інформації. Апробацію проведено для систем захисту аудіо інформації. Фронт Парето досліджено за критеріями економічної вигоди та інвестиційних затрат для 66 варіантів захисту. Вивчено вплив рівня захисту на показник Кантеллі умовно збережених коштів і вклад у нього засобів захисту різного типу. Результати досліджень підтвердили закон насичення Гордона - Льоба, коли надмірний захист не призводить до підвищення ефективності систем захисту.

Запропоновано математичну модель поширення малого збурення тиску, що виникло в потоці газу довгого трубопроводу. Модель містить 2 рівняння з частинними похідними, коефіцієнти яких виражаються через параметри початкового (незбуреного) потоку - густину маси і масовий потік. У разі стаціонарного незбуреного потоку коефіцієнти залежать лише від координати. У межах розробленої моделі числово досліджено вплив параметрів початкового стаціонарного процесу на поширення імпульсів збурення тиску і потоку, збуджених флуктуацією тиску, що виникла в потоці. Розроблену модель можна застосувати для кількісного аналізу малих коливань режимів магістральних газопроводів, спричинених випадковими флуктуаціями потоку та/чи пульсаціями компресорів. Модель може бути корисною для дослідження поширення хвиль від'ємного перепаду тиску, які виникають у трубопроводі під час його локальної розгерметизації.

Розглянуто математичні моделі та методи визначення вісесиметричних залишкових напружень у скінченному циліндрі. З використанням концепції вільних несумісних деформацій побудовано модель залишкових напружень, в межах якої сформульовано пряму задачу для визначення залишкових напружень. У цій задачі компоненти вільних несумісних деформацій розглядаються як задані функції радіальної координати. Для розв'язування прямої задачі розроблено варіаційний метод однорідних розв'язків. З використанням розробленого методу вивчено особливості залишкових напружень, зумовлені кусково-постійним та неперервним розподілами вільних несумісних деформацій у циліндрі. Розглянуто також обернену задачу, в якій компоненти вільних несумісних деформацій є невідомими функціями. Запропоновано варіаційне формулювання цієї задачі в межах моделей залишкових напружень та інтегрованої фотопружності та розроблено методику ї ї розв'язування. Наведені результати можуть бути використані для розроблення методів і засобів для неруйнівного тестування й інженерної характеристики матеріалів та елементів конструкції.

Розглянуто нестаціонарні процеси ізотермічної течії газу, що виникають у довгому трубопроводі під час його переходу з одного стаціонарного режиму на інший. Дослідження проведено з використанням одновимірної моделі динаміки газу, в яку входять рівняння збереження маси та імпульсу газу, записані відносно безрозмірних густин маси та потоку. Для цієї системи сформульовано три крайові задачі, які визначають 3 моделі керування перехідними процесами. Задачі відрізняються граничними функціями, заданими на кінцях трубопроводу. Запропоновано уніфіковану модель для функцій керування. За цією моделлю будь-яка функція керування визначається чотирма дійсними параметрами. Виконано числовий аналіз перехідних процесів, із використанням різних моделей керування за різних значень параметрів керування. Розглянуто деякі можливості застосування таких математичних моделей і результати проведених числових досліджень для планування перехідних режимів роботи магістральних газопроводів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В251.64-8

Рубрики:

Елементи конструкцій < Оболонки >

Шифр НБУВ: Ж43974 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано математичну модель поширення малого збурення тиску, що виникло в потоці газу довгого трубопроводу. Модель містить 2 рівняння з частинними похідними, коефіцієнти яких виражаються через параметри початкового (незбуреного) потоку - густину маси і масовий потік. У разі стаціонарного незбуреного потоку коефіцієнти залежать лише від координати. У межах розробленої моделі числово досліджено вплив параметрів початкового стаціонарного процесу на поширення імпульсів збурення тиску і потоку, збуджених флуктуацією тиску, що виникла в потоці. Розроблену модель можна застосувати для кількісного аналізу малих коливань режимів магістральних газопроводів, спричинених випадковими флуктуаціями потоку та/чи пульсаціями компресорів. Модель може бути корисною для дослідження поширення хвиль від'ємного перепаду тиску, які виникають у трубопроводі під час його локальної розгерметизації.

Розглянуто математичні моделі та методи визначення вісесиметричних залишкових напружень у скінченному циліндрі. З використанням концепції вільних несумісних деформацій побудовано модель залишкових напружень, в межах якої сформульовано пряму задачу для визначення залишкових напружень. У цій задачі компоненти вільних несумісних деформацій розглядаються як задані функції радіальної координати. Для розв'язування прямої задачі розроблено варіаційний метод однорідних розв'язків. З використанням розробленого методу вивчено особливості залишкових напружень, зумовлені кусково-постійним та неперервним розподілами вільних несумісних деформацій у циліндрі. Розглянуто також обернену задачу, в якій компоненти вільних несумісних деформацій є невідомими функціями. Запропоновано варіаційне формулювання цієї задачі в межах моделей залишкових напружень та інтегрованої фотопружності та розроблено методику ї ї розв'язування. Наведені результати можуть бути використані для розроблення методів і засобів для неруйнівного тестування й інженерної характеристики матеріалів та елементів конструкції.

Розглянуто нестаціонарні процеси ізотермічної течії газу, що виникають у довгому трубопроводі під час його переходу з одного стаціонарного режиму на інший. Дослідження проведено з використанням одновимірної моделі динаміки газу, в яку входять рівняння збереження маси та імпульсу газу, записані відносно безрозмірних густин маси та потоку. Для цієї системи сформульовано три крайові задачі, які визначають 3 моделі керування перехідними процесами. Задачі відрізняються граничними функціями, заданими на кінцях трубопроводу. Запропоновано уніфіковану модель для функцій керування. За цією моделлю будь-яка функція керування визначається чотирма дійсними параметрами. Виконано числовий аналіз перехідних процесів, із використанням різних моделей керування за різних значень параметрів керування. Розглянуто деякі можливості застосування таких математичних моделей і результати проведених числових досліджень для планування перехідних режимів роботи магістральних газопроводів.