Дисертації (вільний доступ)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Наноструктуровані композитні фотокаталізатори на основі цинк (ІІ) оксиду для деструкції органічних барвників(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Гуцул, Христина Ростиславівна; Іваненко, Ірина МиколаївнаГуцул Х. Р. Наноструктуровані композитні фотокаталізатори на основі цинк (ІІ) оксиду для деструкції органічних барвників. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена одержанню новітніх композитних фотокаталізаторів на основі цинк (ІІ) оксиду у поєднанні з титан (IV) оксидом та цеолітом HY, а також дослідженню їх фізико-хімічних властивостей та ефективності у процесах фотокаталітичної деградації барвників аніонного та катіонного типів під дією ультрафіолетового та видимого світла. В роботі розглянуто вплив параметрів синтезу (співвідношення компонентів та температури кінцевої термічної обробки) на фотокаталітичну активність композитів на основі ZnO. Дослідження показали, що найефективнішими у фотокаталітичній деградації катіонних барвників (метиленовий блакитний, метиленовий зелений) є композити з рівним співвідношенням ZnO до TiO2. Водночас, композити ZnO з цеолітом HY виявились найбільш ефективними для деградації аніонних барвників (конго червоний) під дією як ультрафіолетового, так і видимого світла. Методом рентгенівської дифракції досліджено композити ZnO з TiO2 та встановлено, що ZnO кристалізується у формі вюрциту гексагональної сингонії, а TiO2 міститься у вигляді двох модифікацій – анатазу та рутилу. Розмір кристалітів знаходиться в діапазоні від 16 нм до 26 нм для вюрциту, від 15,8 нм до 16,7 нм для анатазу та від 19 нм до 22,5 нм для рутилу. Спектроскопія комбінаційного розсіювання підтвердила наявність фаз ZnO та TiO2 у зразках композитів з найбільш інтенсивними піками у композиті з рівним співвідношенням компонентів. Інфрачервона спектроскопія підтвердила кристалічність композитів та наявність зв'язків О-Zn-O та О-Ті-О. Результати скануючої електронної мікроскопії показали, що часточки мають форму пластівців, що агрегують, формуючи агломерати більшого розміру. Розмір часточок, досліджених методом дисперсійного розсіювання світла, знаходиться в діапазоні від 180 до 220 нм. Величина оптичної ширини забороненої зони для композитів (1)ZnO/TiO2 та (3)ZnO/TiO2 становить 3,22 еВ, а для зразка з рівним співвідношеням ZnO до TiO2 вона складає 2,98 еВ. Зменшення ширини забороненої зони пов’язане зі зміщенням забороненої зони на межі двох напівпровідників та наявністю дефектів кристалічної решітки. Ізотерми низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту синтезованими композитами належать до типу ІІІ, що свідчить про їх невисоку адсорбційну здатність і мало розвинену поруватість, їх питома площа поверхні знаходиться в діапазоні від 10 до 18 м2/г. Дослідження розподілу поверхневих центрів за ступенем кислотності показали, що у всіх композитах переважають основні центри Бренстеда, а їх найбільша кількість присутня в композиті з рівним співвідношенням ZnO до TiO2. Результати експериментальних досліджень продемонстрували високу фотокаталітичну активність композитів ZnO з TiO2 у процесах фотодеградації барвників аніонного (конго червоний) і катіонного (метиленовий блакитний та метиленовий зелений) типів. Найбільш активним є композит з рівним співвідношенням ZnO до TiO2, у присутності якого досягались найвіщі значення ступеня розкладання барвників і константи швидкості фотодеградації, обраховані за рівнянням реакції псевдо-першого порядку. В циркуляційному режимі було досліджено розкладання конго червоного за різних доз синтезованих композитних фотокаталізаторів. Композити продемонстрували високу ефективність в циркуляційних умовах навіть без регенерації, а після регенерації прожарюванням на повітрі при 500°C їх фотокаталітична активність майже повністю відновлювалась. Дослідження синтезованих композитів ZnO з цеолітом методом рентгенівської дифракції показали, що основні характерні піки цеоліту типу фожазіт зберігаються в композиті, а також присутні піки, що відповідають цинк (ІІ) оксиду гексагональної сингонії типу вюрцит. Співвідношення кремнезем/алюміній у вихідному цеоліті залишалось практично незмінним, а вміст ZnO у композиті з цеолітом становив 20% масових. Інфрачервоні спектри синтезованого композиту ZnO/цеоліт показали збереження цеолітової структури, а валентні коливання зв'язку Zn-O не були чітко ідентифіковані через перекриття з характерними смугами цеоліту. Зображення скануючої електронної мікроскопії продемонстрували шарувату текстуру і округлу форму часточок вихідного цеоліту, і те, що цинк (II) оксид покриває і заповнює порожнини та проміжки між часточками цеоліту в композиті. Оптична ширина забороненої зони композиту ZnO/цеоліт становить 3,24 еВ, що відповідає значенню ширини забороненої зони чистого цинку (ІІ) оксиду. Ізотерми низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту показали зменшення загальної адсорбційної ємності та об'єму пор вихідного цеоліту після осадження ZnO. Результати оцінювання кислотно-основних властивостей поверхні за допомогою індикаторного методу Гаммета показали збільшення кількості основних центрів Бренстеда на поверхні композиту ZnO/цеоліт після осадження цинк (ІІ) оксиду. Результати диференціального термічного аналізу показали, що і вихідний цеоліт, і композит ZnO/цеоліт демонструють дегідратацію з втратою води, причому загальні втрати води становили 16% для вихідного цеоліту і 11% для композиту. Вивчення фотокаталітичного розкладання барвників у статичних умовах показало, що конго червоний усіх трьох досліджених концентрацій у присутності цеолітового композиту ZnO/цеоліт зазнавав майже повної деструкції, а ступінь його фотокаталітичного розкладання досягав 99%. Метиленовий блакитний деградував менш інтенсивно, досягаючи 80% розкладання під дією ультрафіолетового опромінення і 64% під дією видимого світла. Кінетичні обрахунки дозволи встановити, що конго червоний розкладався швидше, ніж метиленовий блакитний під дією і ультрафіолетового, і видимого світла. Ступінь фотокаталітичного розкладання конго червоного в циркуляційних умовах залежав від маси доданого композитного фотокаталізатора і майже не залежав від тривалості ультрафіолетового опромінення. Без регенерації фотокаталітична активність композиту ZnO/цеоліт знижувалась з кожним циклом використання, однак після регенерації відновлювалась майже повністю. Встановлено, що синтезовані композити мають високу фотокаталітичну активність завдяки синергетичному ефекту, який забезпечує збільшення швидкості розкладання забруднювачів та розширення спектрального діапазону фоточутливості. Композити демонструють високу стабільність, а також можливість багаторазового їх використання без регенерації з незначною втратою активності та її майже повне відновлення після регенерації прожарюванням за температури 500оС. Наукова новизна роботи полягає в наступному. Виявлено, що композит з рівним співвідношенням ZnO до ТіО2 має найнижчу площу поверхні і дзетапотенціал, найменшу ширину забороненої зони, найдрібніші часточки та містить найбільшу кількість основних центрів Бренстеда, що пояснює його високу фотокаталітичну активність в процесах деструкції катіонних і аніонних барвників під дією ультрафіолетового опромінення. Вперше встановлено досягнення повної мінералізації аніонного барвника (конго червоного) при використанні композитного фотокаталізатора з рівним вмістом ZnO і ТіО2 та ультрафіолетового опромінення, що може вказувати на високу ефективність генерування електрондіркових пар та відповідних радикалів в процесі фотокаталізу. Вперше знайдено, що композит цинк (ІІ) оксид/цеоліт НY (вміст 20% мас. ZnO) є найбільш ефективним фотокаталізатором для деструкції аніонних барвників високої концентрації (до 50 мг/дм3 ) з використанням як ультрафіолетового, так і видимого світла в статичному та циркуляційному режимах. Практична значимість підтверджується наступним. Результати експериментальних досліджень використані при розробці нового теоретичного розділу та трьох лабораторних робіт з дисципліни «Інноваційні адсорбційні і каталітичні технології» для магістрів професійного спрямування спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія»; показано, що композит з рівним співвідношенням ZnO до ТіО2 є високоактивним щонайменше в п’яти циклах фотодеструкції барвників та повністю регенерується після прожарювання за температури 500°С, що відкриває реальні перспективи його практичного використання; практичні результати дисертаційної роботи захищено патентом України на корисну модель. Дослідження мають перспективи застосування в технологіях очищення стічних вод фармацевтичних підприємств та підготовки питної води, що підтверджено актом впровадження на фармацевтичному підприємстві ПАТ «Лубнифарм».Документ Відкритий доступ Електрогідравлічний позиційний привід дискретної дії з програмним керуванням(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Лі Цян; Узунов, Олександр ВасильовичЛі Цян. Електрогідравлічний позиційний привід дискретної дії з програмним керуванням. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 131 Прикладна механіка. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. Останніми роками електрогідравлічні позиційні приводи, які широко застосовуються в будівельних, дорожніх та сільськогосподарських машинах, привертають до себе пильну увагу дослідників. Основною функціональною властивістю таких приводів є забезпечення переміщення робочого органу в потрібну позицію відповідно до заданої програми. На даний час відомі і поширені технічні рішення електрогідравлічних позиційних приводів мають ряд недоліків. Електрогідравлічні приводи позиціонування зі слідкуючими або пропорційними розподільниками є дорогими і вимагають високої стабільності роботи та чистоти робочої рідини. Електрогідравлічні позиційні приводи з цифровими клапанами не мають високої робочої витрати через обмеження робочої частоти золотника, що обмежує швидкість робочих органів, і не забезпечує потрібної керованості швидкістю позиціонування. Існують також інші технічні рішення електрогідравлічних позиційних приводів, які мають обмежене використання, наприклад, позиційні приводи з багатопозиційними клапанами або циліндром, приводи з дозатором, або з кількома внутрішніми або зовнішніми камерами, тощо. Хоча вони мають певні кращі властивості, їм також притаманні гірші властивості, якими є низька точність позиціонування, низька швидкість позиціонування, груба дискретність, повільний процес позиціонування, обмежений діапазон позиціонування і т.д. Тому актуальною є розроблення програмно керованого електрогідравлічного позиційного приводу дискретної дії низької вартості, який спроможний позиціонувати значні маси з програмованою дискретністю і високими робочими швидкостями. У дисертації розроблено електрогідравлічний позиційний привід дискретної дії з заданим комплектом властивостей та поглиблено досліджено його робочі процеси. Дисертація складається з п'яти розділів, основний зміст та результати кожного з яких наведено нижче. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету і задачі дослідження, наведено методи дослідження, сформульовано наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, а також представлено дані про апробацію роботи. У першому розділі виконано аналіз технічних рішень електрогідравлічних позиційних приводів та актуальні проблеми, що потребують вирішення, зазначено області застосування електрогідравлічних позиційних приводів, їх загальну будову та особливості; на основі аналізу відомих електрогідравлічних позиційних приводів виявлено основні типи їх технічних рішень, проаналізовано ефективність їх застосування, а також з’ясовано їх переваги та недоліки; на цьому підґрунті сформульовано мету та задачі дисертаційної роботи. У другому розділі сформовано підґрунтя для розроблення позиційного приводу з заданими експлуатаційними властивостями, встановлено основні властивості позиційних приводів, виявлено чотири основні методи позиціонування та властивості приводів, які вони обумовлюють; визначено фактори, що впливають на властивості приводів та виконано кількісну оцінку їх впливу з врахуванням методу позиціонування (при максимальній загальній оцінці в 30 балів вищим балам відповідають приводи на основі методів позиціонування М1-аналогове управління подачею рідини для досягнення заданої позиції та М2-дискретне управління часом подачі рідини для досягнення заданої позиції, які склали 20 та 24 бали відповідно); виявлено взаємозв'язок між будовою електрогідравлічних приводів позиціонування та їх властивостями; на основі глибшого розуміння вказаного взаємозв’язку визначено напрямок розробки структурної схеми електрогідравлічного позиційного приводу з заданим комплектом властивостей; розроблено математичну модель електрогідравлічного позиційного приводу, особливостями якої є модульна організація, врахування асиметрії схеми гідравлічного циліндру та нелінійної сили тертя за рівняннями ЛуГре; коректність розробленої математичної моделі підтверджено шляхом порівняння результатів модельних та фізичних експериментів. Точність розробленої математичної моделі оцінювалася з використанням середньоквадратичної похибки (RMSE) та відносної середньоквадратичної похибки (RRMSE). (для переміщення робочого органу RMSE = 0.694 мм і RRMSE не перевищує 1%, що відповідає рівню точності моделі "відмінно", для швидкості робочого органу RMSE = 0.069 м/с, RRMSE менше 17.5%, що відповідає рівню точності моделі "добре"). У третьому розділі виконано дослідження потенційних можливостей приводу при дискретному способі керування, обґрунтовано важливість процесів гальмування для дискретних позиційних приводів та надано методику їх досліджень; виконано модельне дослідження, яке показало, що час гальмування і максимальний тиск в порожнинах гідроциліндру в значній мірі визначаються швидкістю робочого органу та інерційним навантаженням; при нульовому часу відгуку золотника, встановлено кількісні залежності часу гальмування та величини максимального тиску в порожнинах гідроциліндру від швидкості робочого органу, яка змінювалась в діапазоні від 0.311 до 1.228 м/с та від інерційного навантаження в діапазоні від 17 до 57 кг; визначено важливий вплив на процес гальмування приводу часу відгуку золотника; встановлено, що збільшення часу відгуку золотника суттєво зменшує час гальмування і величину максимального тиску в порожнинах гідроциліндра, а також ступінь його коливань, при цьому, значне збільшення часу відгуку золотника призводить до збільшення часу гальмування; дослідження процесу гальмування для різних параметрів та умов експлуатації приводу дозволило визначити характер залежностей та кількісні співвідношення часу гальмування та максимального тиску в порожнинах гідроциліндру для наступних діапазонів змін: - початкової швидкості гальмування 0.311…1.228 м/c; - величини інерційного навантаження 17…57 кг; - часу відгуку золотника 0…0.05 с, співвідношень параметрів площ поршня (s1/s2) приводу 0.4, 0.5, 1.64, 2.0, 2.5; - тисків живлення 2.5…12.5 мПа. У четвертому розділі представлено етапи розроблення електрогідравлічного позиційного приводу дискретної дії з програмним керуванням, запропоновано та обґрунтовано схему електрогідравлічного позиційного приводу дискретної дії та інноваційно запропоновано нову схему програмованого регульованого дроселя; розроблено двоетапний алгоритм позиціонування для приводу дискретної дії; визначено характеристики приводу, що відображають продуктивність процесу позиціонування, до яких відносяться точність позиціонування (похибка позиціонування), час процесу позиціонування і допустима максимальна швидкість позиціонування; за допомогою модельних експериментів у середовищі Simulink підтверджено ефективність розробленого технічного рішення та запропонованого двоетапного алгоритму позиціонування, при цьому, збільшено точність позиціонування більш ніж в 11 разів, та швидкість руху робочого органу більш ніж в 1.9 рази, і скорочено час процесу позиціонування більш ніж в 1.3 рази. У п'ятому розділі наведено методику проектування та рекомендації до керування приводом дискретної дії, наведено вихідні дані та очікувані характеристики приводу з заданим комплексом властивостей; методику розрахунку параметрів основних компонентів, включаючи несиметричну схему гідроциліндру подвійної дії, трипозиційні чотириходові електромагнітні розподільники та програмно регульований дросель; наведено блок-схему алгоритму позиціонування, яка дозволяє глибше зрозуміти логіку роботи алгоритму позиціонування; надано рекомендації щодо вибору компонентів приводу, адаптації алгоритму позиціонування та вимог до технічного обслуговування приводу, що дозволить забезпечити максимальну продуктивність приводу в конкретних умовах експлуатації.Документ Відкритий доступ Моделі та методи підвищення захищеності та якості передачі даних в системах мобільного зв’язку(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Астраханцев, Андрiй АнатолiйовичАстраханцев А. А. Моделі та методи підвищення якості передачі даних сервісів в системах мобільного зв’язку. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" Міністерства освіти і науки України, м. Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми створення і наукового обґрунтування комплексної методології управління процесом обслуговування у інформаційно-телекомунікаційній мережі мобільного зв’язку з метою підвищення рівня захищеності та якості процесу обслуговування користувачів. В роботі продемонстровано передумови для виникнення протиріччя, оскільки досі немає єдиної концепції, моделей та методів управління процесом обслуговування у інформаційно-телекомунікаційній мережі мобільного зв’язку з метою підвищення рівня захищеності та якості процесу обслуговування користувачів. Показано, що поява нових джерел трафіку та впровадження нових сервісів, зумовлює підвищення вимог щодо швидкості та якості надання послуг, що в свою чергу вимагає удосконалення програмної частини ядра мережі та обладнання користувача. Також визначено, що в 5G мережі підвищуються вимоги щодо показників захищеності інформаційно-комунікаційних систем через появу нових загроз та реалізацію нових сервісів. На сьогодні дане протиріччя можливо розв’язати шляхом розробки нових принципів, математичних моделей та методів управління процесом обслуговування у інформаційно-телекомунікаційній мережі мобільного зв’язку. У дисертаційній роботі вирішено важливу науково-технічну проблему створення і наукового обґрунтування комплексної методології управління процесом обслуговування у інформаційно-комунікаційній мережі мобільного зв’язку з метою підвищення рівня захищеності та якості процесу обслуговування користувачів. У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи. Визначено мету роботи, основні задачі та методи досліджень. Сформульовано наукову новизну і практичне значення отриманих результатів. Перший розділ роботи містить огляд літературних джерел за темою дисертації, проведення аналізу сучасного стану та тенденцій розвитку, особливостей функціонування інформаційно-телекомунікаційної системи на основі 5G, її ключові сервіси та технології. Визначені основні показники якості та захищеності передачі даних у інформаційно-телекомунікаційних системах. Для інформаційно-телекомунікаційних систем на основі мережі 5G визначені основні вразливості та загрози, що можуть впливати на ступінь повноти надання послуг із захисту інформації. Окремо розглянуто вразливості та атаки на існуючі методи віддаленої автентифікації користувачів, визначені їх слабкі місця, які потребують вдосконалення. Проведено огляд методів завадостійкого кодування в мобільних мережах. В другому розділі запропоновано комплексну методологію забезпечення якості передачі та захищеності даних у системі мобільного зв’язку, яка базується на удосконаленій структурі мережі мобільного зв’язку 5G. Запропонована структура забезпечує покращення наведених в розділі 1 показників якості (рівень помилок і втрат пакетів, швидкість передачі інформації, затримка передачі й обробки інформації), показників захищеності (конфіденційність, цілісність, доступність та спостереженість). Для підвищення значень показників якості передачі даних запропоновано поетапне впровадження у вузлі мережі таких кроків, як: вдосконалення методів попередньої обробки даних у вузлах мережі для підвищення точності класифікації і обробки трафіка та зменшення затримки на обробку даних; впровадження новітніх адаптивних методів класифікації трафіка для підвищення ефективності використання мережних ресурсів під час застосування мережних зрізів; впровадження нових методів розподілу трафіка на граничних елементах мережі для підвищення якості застосування технології граничних обчислень з множинним доступом; вдосконалення методів завадостійкого кодування пакетів під час їх передачі мобільною мережею для зменшення рівня помилок і втрат пакетів. При цьому, вдосконалення методів завадостійкого кодування пакетів пропонується до реалізації у модемній частині обладнання користувача. Для вдосконалення показників захищеності, запропоновано впровадження таких кроків як: вдосконалення методу формування біометричного шаблону користувача, в тому числі нового методу об’єднання різних біометричних ознак користувача; застосування методів мережної стеганографії та завадостійкого кодування для підвищення прихованості та завадозахищеності інформації під час проходження процедури віддаленої автентифікації; впровадження нового методу взаємної автентифікації користувачів під час дзвінка, що перекриває ряд загроз пов’язаних із шахрайськими схемами підміни користувача; впровадження нового методу наскрізного шифрування під час дзвінка для підвищення рівня показника конфіденційності; впровадження нових методів управління приватними даними користувача для забезпечення захищеності під час реалізації нових сервісів. Також в розділі запропоновано онтологічну модель системи мобільного зв’язку з урахуванням показнників якості та захищеності. В третьому розділі для зменшення сумарної затримки передачі трафіка було вдосконалено методи обробки пакетів у вузлі мережі за рахунок раціонального вибору параметрів та методів класифікації трафіка, оптимізації кількості ознак, які використовують під час класифікації, а також нових методів кластеризації трафіка. Розроблений новий метод обробки даних у вузлі мережі, який підвищує якість застосування технології граничних обчислень з множинним доступом. Запропоновані методи у поєднанні з застосуванням мережних зрізів дозволяють зменшити затримку передачі трафіка і покращити ефективність 5G мережі в цілому, що знайшло відображення у авторському свідоцтві. В четвертому розділі описано вдосконалення моделей та методів завадостійкого кодування пакетів під час їх передачі мобільною мережею для зменшення рівня помилок і втрат пакетів. Вдосконалення завадостійкого кодування полягає у новому методі формування коду Raptor, вдосконаленні коду LDPC, як прекодеру коду Raptor, а також методі декодування коду Raptor. Вдосконалення моделі Raptor кодів відбувається шляхом внесення процедури перемежіння і змін у матриці формування коду, що дозволило знизити рівень помилок, що не виправляються, а також підвищити швидкість декодування. В п’ятому розділі описано нові моделі захисту приватних даних у пристрої користувача, які відрізняються наявністю нових методів формування біометричного шаблону, об’єднання різних типів біометричних даних, запропонованого завадостійкого методу приховання біометричних даних під час передачі, а також забезпечення двобічної автентифікації та наскрізного шифрування під час дзвінка, що дозволяє уникнути підміни користувача на іншому боці і отримати доступ до сервісів лише авторизованому користувачу, що підвищує на один рівень надання послуг показників конфіденційності, цілісності та спостереженості.Документ Відкритий доступ Оптимізація інформаційних потоків параметрів режиму електропостачання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Джеря, Тетяна Едуардівна; Волошко, Анатолій ВасильовичДжеря Т.Е. Оптимізація інформаційних потоків параметрів режиму електропостачання. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії у галузі знань 14 – Електрична інженерія за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. Моделювання та імітація спотворень якості електричної енергії стає фундаментальною методологією дослідження для забезпечення альтернативної оцінки продуктивності складних енергетичних систем та можливості тестування застосування різноманітних методів та засобів покращення якості електричної енергії шляхом своєчасної зміни параметрів моделювання. Для цього розробка нових системних моделей та інструментів моделювання потребує в свою чергу створення моделей для генерації різноманітних сигналів спотворення якості електричної енергії із забезпеченням необхідної гнучкості моделювання та генерації від простих до складних сигналів, включаючи багатоступеневі, та у випадку одночасної наявності декількох сигналів спотворення, які виникають паралельно, або накладаються одні на одну. Це потребує безперервного моніторингу та тривалого періоду часу для отримання та збору всіх типів сигналів параметрів якості електроенергії, оскільки виникнення спотворення є невизначеним. Враховуючи все це тема дисертаційної роботи є актуальною як з наукової так і практичної точок зору. Дисертаційну роботу присвячено підвищенню ефективності функціонування систем електропостачання за рахунок збільшення швидкості отримання та обробки даних і своєчасне реагування (видача керуючих впливів) на основі аналізу отриманої інформації.Документ Відкритий доступ Структурний синтез і параметрична оптимізація методів побудови стегодетекторів для цифрових зображень(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Прогонов, Дмитро ОлександровичПрогонов Д.О. Структурний синтез і параметрична оптимізація методів побудови стегодетекторів для цифрових зображень. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.21 «Системи захисту інформації». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науковоприкладної проблеми розробки високоточних методів виявлення стеганограм, здатних надійно працювати в умовах відсутності апріорних даних щодо особливостей використаних стеганографічних методів, малого ступеня заповнення зображення-контейнеру стегоданими (менше 10%) та при значній варіативності параметрів досліджуваних цифрових зображень. У першому розділі проведено огляд сучасних моделей, методів та підходів до приховання повідомлень в мультимедійних даних, зокрема цифрових зображеннях (ЦЗ), а також методів виявлення сформованих стеганограм. Особлива увага приділена новітнім методам як вбудовування стегоданих до зображень-контейнерів (ЗК), так і виявлення стеганограм із застосуванням методів статистичного, спектрального та структурного аналізу, а також штучних нейронних мереж. Встановлено, що особлива увага при розробці сучасних стеганографічних методів приділяється мінімізації змін статистичних, спектральних та структурних параметрів ЗК при формуванні стеганограм. За результатами порівняльного аналізу точності виявлення стеганограм, сформованих згідно новітніх адаптивних стеганографічних методів (АСМ), при використанні стегодетекторів (СД) на основі потужних статистичних моделей maxSRM, DCTR та PSRM встановлено, що висока (більше 90%) імовірність виявлення прихованих повідомлень досягається лише у випадку середнього ( > 10%) ступеня заповнення ЗК стегоданими. При цьому збільшення точності роботи СД в області слабкого ( < 10%) ступеня заповнення ЗК потребує суттєвого ускладнення процедури попередньої обробки ЦЗ (а саме збільшення кількості використовуваних філрів високих частот), що унеможливлює швидку адаптацію налаштованих стегодетекторів для виявлення нових типів стеганографічних методів (СМ). Застосування СД на основі штучних нейронних мереж (ШНМ) дозволяє подолати виявлене обмеження статистичних стегодетекторів, проте лише у випадку обробки пакетів ЦЗ, статистичні характеристики котрих несуттєво відрізняються від відповідних характеристик вихідної (навчальної) вибірки зображень. Також, дані СД потребують використання прикладів стеганограм при проведенні налаштування ШНМ для забезпечення високої (більше 95%) точності виявлення стеганограм. Це унеможливлює використання даних СД у випадку виявлення апріорно невідомих стеганографічних методів. Результати першого розділу дозволили обґрунтувати необхідність розробки нової концепції побудови стегодетекторів для проведення «сліпого» стегоаналізу ЦЗ, що здатні забезпечити надійне виявлення стеганограм в умовах відсутності апріорних даних щодо використаних АСМ. Досягнення поставленої мети потребує визначення факторів, що мають найбільший вплив на точність роботи існуючих СД, експериментальної оцінки межі вірогідності виявлення стеганограм в залежності від наявних апріорних даних щодо використаного СМ та статистичних параметрів досліджуваних зображень, розробки методів, що дозволяють забезпечити точність роботи СД, яка є близькою до отриманих оцінок межі вірогідності виявлення стеганограм навіть в умовах відсутності апріорних даних щодо використаного стеганографічного методу. Другий розділ присвячено дослідженню межі вірогідності виявлення стеганограм в залежності від наявних апріорних даних щодо СМ та статистичних параметрів досліджуваних ЦЗ, та розробці методів, що дозволяють наблизити точність роботи СД до встановленої межі незалежно від типу використаного стеганографічного методу. Для подолання виявлених обмежень сучасних підходів до побудови СД в роботі запропоновано інтегральну модель оцінки точності роботи стегодетектору. Дана модель заснована на представленні значення помилки класифікації стеганограм як результату композиції впливів функцій, що відповідають: попередній обробці досліджуваних зображень з метою виявлення слабких змін ЗК, обумовлених прихованням повідомлень, визначення статистичних, спектральних та структурних параметрів оброблюваних ЦЗ та віднесення (класифікації) досліджуваного зображення до класів ЗК або стеганограм за результатами обробки обчислених параметрів зображення. В роботі запропоновано оцінку приросту «інформації» щодо використаного СМ при проведенні стегоаналізу на основі аналізу характеристик кластеру векторів, що відповідають статистичним параметрам стеганограм, які відрізняються лише значенням яскравості окремого пікселю. За результатами дослідження залежності значень помилки виявлення стеганогарм при варіації типу методу класифікації параметрів оброблюваних ЦЗ встановлено, що суттєвий вплив на точність роботи СД має взаємне положення кластерів векторів і , які відповідають статистичним параметрам зображень-контейнерів та відповідним їм стеганограмам. Запропоновано використовувати методи оцінки відстані між імовірнісними розподілами та , що відповідають нормованим гістограмам розподілу значень яскравості пікселів ЗК та сформованої стеганограми, а саме відстані Хеллінгера , Бхаттачарайя , -квадрат та спектр відстаней Реньї для забезпечення високої точності оцінки взаємного положення кластерів і для довільної статистичної моделі оброблюваних зображень. За результатами порівняльного аналізу точності оцінки відстані між кластерами та при використанні АСМ виявлено, що застосування відстані Хеллінгера дозволяє суттєво (до двох разів) підвищити точність оцінювання відмінностей між розподілами значень яскравості пікселів ЗК та стеганограм у порівнянні іншими підходами, зокрема використанням відстані Кульбака-Лейблера . В дисертаційній роботі показано, що оптимальними методами попередньої обробки досліджуваних ЦЗ за критерієм мінімізації значення помилки класифікації стеганограм в умовах обмеженості апріорних даних щодо особливостей використаного СМ є методи для відновлення (реконструкції) вихідного виду ЗК за наявними (зашумленими) зображеннями, а також методи , спрямовані на вилучення спотворень ЗК, обумовлених прихованням повідомлень. Методи, що відносяться до першої групи дозволяють проводити реконструкцію вихідного виду ЗК навіть в умовах відсутності апріорних даних щодо використаного СМ, що становить інтерес для розробки методів деструкції стеганограм, які характеризуються мінімальними змінами статистичних параметрів ЦЗ та дозволяють маскувати факт втручання в канал зв’язку. Практичне застосування методів є обмеженим з огляду на необхідність формування стеганограм на основі оброблюваного ЦЗ, що є неможливим у випадку обмеженості апріорних даних щодо використаного СМ. Проте дані методи можуть становити інтерес для порушення роботи стеганографічних каналів зв’язку за рахунок формування та передачі хибних (підроблених) стеганограм. За результатами проведених автором досліджень отримано експериментальні оцінки досяжної точності роботи СД при використанні запропонованого методу для новітніх стеганографічних методів HUGO, S-UNIWARD, MG та MiPOD на зображеннях зі стандартних пакетів ALASKA (80,000 зображень), VISION (11,700 зображень) та MIRFlickr (близько 1 мільйона зображень). Показано, що застосування запропонованих методів та векторів векторів дозволяє суттєво (на 20%) зменшити значення навіть у найбільш складному випадку слабкого (менше 10%) ступеня заповнення ЗК стегоданими. Вагомою перевагою використання векторів при налаштуванні СД є слабка залежність отримуваних значень від значення параметру , що дозволяє суттєво підвищити точність роботи СД навіть у найбільш складному випадку слабкого заповнення ЗК стегоданими ( < 10%). Для наближення точності роботи методів стегоаналізу ЦЗ до отриманих оцінок меж точності виявлення стеганограм запропоновано математичний апарат синтезу структури та параметричної оптимізації СД, що заснований на декомпозиції багатовимірних сигналів на основі спеціальних систем функцій (ССФ). В роботі запропоновано метод формування ССФ, що дозволяє формувати системи функцій розкладу ЦЗ в залежності від наявних даних щодо параметрів ЗК та стеганограм, а також з врахуванням варіативності статистичних та спектральних параметрів досліджуваних ЦЗ, що становить особливий інтерес для побудови високоточних стегодетекторів. Результати експериментальних досліджень точності виявлення стеганограм, сформованих згідно стеганографічних методів HUGO, S-UNIWARD, MG та MiPOD, при обробці ЦЗ з використання запропонованого методу формування ССФ підтвердили ефективність даного підходу. Зокрема, зменшення значень ( 40%) досягається як в області сильного ( > 20%), так і слабкого ( < 10%) ступеня заповнення ЗК стегоданими, що є одним з найбільш складних випадків при проведенні стегоаналізу ЦЗ. Запропоноване об’єднання методів попередньої обробки та методів визначення статистичних, спектральних та структурних параметрів оброблюваного зображення дозволило отримати попередньо неочевидні результати щодо синтезу оптимальних СД за критерієм мінімізації значення помилки класифікації . Показано, що використання запропонованого підходу до розробки СД дозволяє наблизити точність виявлення стеганограм до встановлених меж досяжної точності роботи СД навіть для новітніх стеганографічних методів MG та MiPOD. При цьому забезпечуються нові властивості кластерів та , а саме максимізація відстані між ними в процесі обробки ЦЗ, що суттєво знижує вимоги щодо модуля класифікатора зображень при збереженні високої точності виявлення стеганограм. Зважаючи на високу точність роботи стегодетекторів, заснованих на використанні запропонованого методу, у випадку виявлення стеганограм, сформованих згідно відомих СМ, подальший інтерес становить дослідження точності даних СД у найбільш складних випадках стегоаналізу, а саме виявлення апріорно невідомих стеганографічних методів при обробці нових пакетів ЦЗ. У третьому розділі проведено порівняльний аналіз точності роботи новітніх стегодетекторів, а також запропонованого методу синтезу СД в найбільш складних випадках складних випадках проведення стегоаналізу ЦЗ, а саме відсутності апріорних даних щодо особливостей використаного СМ та при високій варіативності значень статистичних, спектральних та структурних параметрів оброблюваних. На основі запропонованого методу синтезу високоточних СД розроблено та реалізовано програмний комплекс для проведення стегоаналізу ЦЗ. Зважаючи на відсутність необхідності використання апріорних даних щодо використаного СМ при застосуванні запропонованого методу синатуз СД, для розробленого комплексу запропонована назва BlindSteg. За результатами експериментального дослідження точності виявлення стеганограм при використанні запропонованого комплексу Blind-Steg підтверджена його висока ефективність навіть у найбільш складних випадках проведення стегоаналізу, а саме виявлення стеганограм, сформованих згідно апріорно невідомих АСМ (досягнуто зменшення помилки класифікації стеганограм до чотирьої разів у порівнянні з сучасними СД) при забезпеченні малої тривалості обробки ЦЗ з використанням запропонованого методу (до трьох секунд на зображення). Висока точність реконструкції ЗК при використанні розробленого комплексу Blind-Steg створює потенціал для суттєвого підвищення якості деструкції стеганограм та використання даного комплексу для дослідження новітніх задач в галузі стегоаналізу ЦЗ, зокрема вилучення та підміни прихованих повідомлень. Четвертий розділ присвячено огляду перспектив використання запропонованого комплексу Blind-Steg для вирішення задач надійної деструкції даних, а також визначення шляхів вирішення задачі екстракції стегоданих. Показано, що запропонований метод попередньої обробки ЦЗ шляхом декомпозиції зображення із застосуванням ССФ дає можливість до 12 разів (з 89.65% до 7.12%) зменшити кількість пікселів, використаних для приховання стегобітів, значення яскравості котрих не були змінені в процесі деструкції стеганограм, навіть у найбільш складному випадку слабкого заповнення ЗК стегоданими. Це дозволяє забезпечити надійну деструкцію стеганограм при суттєвому зниженні (до шести разів) змін статистичних, спектральних та структурних параметрів оброблюваних стеганограм у порівнянні з сучасними методами деструкції. Отримані результати підтверджують перспективність використання розробленого комплексу Blind-Steg для забезпечення ефективної протидії роботі стеганографічних каналів передачі ІзОД при маскуванні власне факту проведення деструкції від приймальної сторони стеганографічної системи. Висока точність визначення положення пікселів, використаних для приховання стегобітів, становить інтерес для використання запропонованого методу для вилучення або підміни бітів стегоданих без необхідності деструкції стеганограм. Встановлено, що запропонований метод попередньої обробки ЦЗ дозволяє до чотирьох разів підвищити точність локалізації пікселів, використаних для приховання окремих стегобітів у порівнянні з випадком застосування мережі SR-Net. Висока точність визначення пікселів зберігається навіть у найбільш складному випадку слабкого заповнення ЗК стегоданими ( = 5%). Таким чином, запропоновані методи реконструкції вихідного виду ЗК за наявними (зашумленими) даними, реалізовані в комплексі Blind-Steg, дозволяють відкрити шляхи для вирішення найбільш складних задач стегоаналізу ЦЗ, а саме вилучення та підміни вбудованих повідомлень без необхідності проведення деструкції стеганограм. Забезпечення високої точності визначення позицій пікселів, використаних для приховання стегобітів (більше 60% навіть у випадку слабкого заповнення ЗК стегоданими), підтверджує перспективність застосування запропонованого підходу для роботи з новітніми стеганографічними методами.Документ Відкритий доступ Розвиток регіональних економічних систем на засадах трансформації потенціалоформуючого простору в умовах цифровізації(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Дергалюк, Марта ОлексіївнаДергалюк М. О. Розвиток регіональних економічних систем на засадах трансформації потенціалоформуючого простору в умовах цифровізації. – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора економічних наук за спеціальністю 08.00.05 – розвиток продуктивних сил і регіональна економіка (галузь знань – економічні науки). – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2024. Зміст анотації. Дисертація присвячена поглибленню теоретичних основ, розробленню та обґрунтуванню науково-методологічних положень розвитку регіональних економічних систем на засадах трансформації потенціалоформуючого простору в умовах цифровізації та прикладних рекомендацій щодо їх реалізації. Проведене авторкою узагальнення теоретичних підходів щодо сутності процесів розвитку регіональних економічних систем, застосування гносеологічного підходу до трактування понять «розвиток», «система», «регіон», «простір», «потенціал» дало можливість розширити авторським баченням сутнісний зміст дефініцій: «розвиток регіональної економічної системи», «регіон», «регіональна економічна система», «просторовий розвиток регіональної економічної системи», «потенціал регіону». Запропоновано авторське трактування понять: «розвиток регіональних економічних систем», що являє собою складний, незворотній, динамічний, суперечливий процес, який відбувається під впливом різнорідних ендогенних та екзогенних (глобалізаційних, інституціональних, економічних) факторів, а також еволюції самої системи та призводить до змін регіональних економічних систем у певний період часу; «регіональна економічна система», що представляє собою сукупність локалізованих, взаємопов’язаних на певній території відокремлених цілісних суб’єктів, об’єднаних цілевою спрямованістю, особливостями, специфічними можливостями та щільними взаємозв’язками, що відбуваються через виробничу, соціальну інфраструктуру, адміністративне управління, взаємодію із навколишнім природним середовищем та має такі властивості як цілісність, ієрархічність, структурованість; «регіон», як міждисциплінарний об’єкт гносеології, цілісна поліфункціональна й багатоаспектна система, що вбачає складні об’єднані ієрархічні компоненти різного таксономічного рівня (мега-, макро-, мезо- та мікрорівнів), характеризується такими ознаками як спеціалізація, комплексність, керованість, цілісність, досліджується з точки зору соціально-економічного, адміністративно-політичного, культурно-історичного та інших підходів; «просторовий розвиток регіональних економічних систем», що представляє собою відтворювальний процес складових елементів простору, що функціонує як складна динамічна багатофункціональна система матеріальних та нематеріальних потоків ресурсів, інфраструктурних каналів їх поширення та процесів управління потоками для забезпечення ефективності задіювання ресурсів та активізації потенціалу регіонів; «потенціал регіону», як певні потенційні можливості регіону, що можуть бути використані у майбутньому, мобілізовані, приведені у дію та характеризуються певними можливостями, засобами, резервами, запасами ресурсів і продуктивних сил; «потенціалоформуючий простір» – передбачає наявність певних різновидів ресурсів, а також альтернативи, що виникають у результаті появи нових можливостей їх використання внаслідок взаємодії суб’єктів певної території, які базуються на загальних та специфічних принципах та мають спільну цілеспрямованість щодо розвитку даної просторової системи; «трансформація потенціалоформуючого простору» – як пошук нових форм перетворення потенціалу простору для отримання синергетичного ефекту розвитку регіональних економічних систем. Проведений критичний аналіз ґенези теорій розвитку продуктивних сил і регіональної економіки, теорій становлення постіндустріального суспільства, сталого розвитку та інших проілюстрував загальні тенденції змін наукових поглядів на основні аспекти регіонального розвитку та роль регіонів у розвитку національного й світового господарства. Це дало можливість довести, що для розвитку регіональної економічної системи важливим є виокремлення її підсистем та суб’єктів певного простору, взаємозв’язки та взаємодія між суб’єктами системи, що забезпечує цифровізація та дає можливість досягти більшої ефективності розвитку, а також, урахування принципів сталості, оскільки, відповідно до парадигми сталого розвитку, саме розвиток, спрямований на економічний, соціальний та екологічний напрями, повинен забезпечувати задоволення існуючих потреб суспільства та відбуватися без шкоди та загроз для майбутніх поколінь. Діалектичний підхід до теоретичного підґрунтя розвитку регіональних економічних систем дав можливість розробити методологічний базис регіонального розвитку в контексті управління потенціалоформуючим простором, що включає: по-перше, парадигмальну тріаду, по-друге, аксіому, за якої детерміноване значення трансформації потенціалу регіонів як базису розвитку регіональних економічних систем формує нові закономірності, принципи, архітектоніку та вектори розвитку регіонів, по-третє, обґрунтування гіпотез, по-четверте, постулати через загальні закони розвитку суб’єктів економіки, закономірності розвитку регіональних економічних систем та загальні економічні закони розвитку, по-п’яте, підходи щодо стратегічного цілеорієнтування регіональних економічних систем на засадах трансформації потенціалоформуючого простору в умовах цифровізації. Сформовано теоретико-методологічну концепцію потенціалоформуючого простору розвитку регіонів в умовах цифровізації, яка передбачає комплексність використання методології системного, інституціонального та процесно-функціонального підходів, базується на сукупності загальноекономічних (науковості, історизму, діалектичності, онтологічності) та специфічних принципів по відношенню до тріади парадигми сталого розвитку, нового регіоналізму та цифровізації, а також, по відношенню до основних компонент об’єкту дослідження: розвитку регіональних економічних систем (безперервності, альтернативності, цілеспрямованості, інноваційності), трансформації потенціалоформуючого простору (збалансованості, ефективності, доцільності, саморозвитку) та цифровізації економіки (інтеграційності, транспарентності, паритетності, синергетичності). Виокремлено функціонали управління розвитку регіональних економічних систем на засадах трансформації потенціалоформуючого простору в умовах цифровізації (соціальний, відтворювальний, організаційний, інноваційний, розподільчо-стимулюючий) та їх забезпечення через реалізацію функцій управління (планування, контроль, моніторинг, форсайт) та комплексне бачення розвитку регіонів. Узагальнення методичних підходів до оцінювання потенціалу регіональних економічних систем та інструментарію діагностики процесів цифровізації, з’ясування їх переваг та недоліків, а також, виокремлення елементного, структурного, функціонального та інтеграційного аспектів для обґрунтування оціночних показників, дало можливість обґрунтувати принципи розроблення методичного підходу щодо оцінювання трансформації потенціалоформуючого простору в умовах цифровізації, а саме: системності, комплексності, достовірності, довгочасності, стратегічності, пов’язаності, формалізації, достатності та точності, які дають змогу забезпечити обґрунтованість подальших розрахунків запропонованих методичних підходів. Проведене дослідження процесів цифрової трансформації в регіонах України та світових тенденцій цифровізації дало можливість обґрунтувати значення цих процесів для розвитку регіональних економічних систем, що забезпечує зменшення асиметричності соціально-економічної нерівності регіонального розвитку, оптимізує територіальну організацію різнорідних процесів, активізує задіювання латентного потенціалу регіонів, а провадження нових цифрових моделей виробництва формує нові відносини на рівні регіонів, забезпечуючи потенціалоформування територій. Проведене дослідження основних макроекономічних показників розвитку регіональних економічних систем за 2012-2021 рр. дало можливість визначити зростання асиметричності за значеннями показників у регіональному розрізі, що є негативною тенденцію та доводить неповне використання наявного потенціалу регіонів. Так, у 2012 р. за показником ВРП на одну особу диференціація між лідером м. Києвом та Тернопільською областю становила 4,6 рази, а у 2021 р. між м. Києвом та Луганською областю – 10,2 рази. Асиметричність у 2021 р. за показником обсягу реалізованої продукції у розрахунку на оду особу між м Києвом та Чернівецькою областю становила 11,65 рази, за обсягом експорту у розрахунку на одну особу між м. Києвом та Чернівецькою областю – 22,56 рази, а між м. Києвом та Луганською областю – майже 65 разів, за обсягом капітальних інвестицій у розрахунку на оду особу між м. Києвом та Чернівецькою областю –15,34 рази, а по відношенню до Луганської області – 37,53 рази. Отримані результати проілюстрували необхідність групування регіонів для розроблення стратегем активізації потенціалу, що було здійснено за рахунок класифікації регіонів за адаптованою шкалою Харрінгтона та їх поділ за комплексним індексом потенціалу розвитку регіональних економічних систем та його складових у довоєнний період на регіони з високим рівнем розвитку, стабільним рівнем розвитку, середнім рівнем розвитку, з низьким рівнем розвитку та проблемні регіони. Здійснення аналітичних розрахунків соціально-економічних показників регіонів за 2012-2021 рр. дає можливість заключити, що у 2021 р. по відношенню до 2012 р. відбулося скорочення зайнятості, що найбільше вплинуло на частково окуповані та промислові регіони, серед яких Донецька, Луганська, Дніпропетровська, Полтавська та Харківська області. Збільшилась диференціація за наявним доходом на одну особу, яка у 2012 р. становила 3,3 рази, а у 2021 р. досягла 7 разів між м. Києвом та Луганською областю. Найбільше падіння наявного доходу на одну особу за 2012-2021 рр. більше ніж у двічі спостерігалось у Донецькій та Луганській областях. За досліджуваний період спостерігається негативна тенденція за показником середньої очікуваної тривалості життя. Зросла диференціація за індексом регіонального людського розвитку, яка у 2017 р. між м. Києвом та Кіровоградською областю становила 1,3 рази, а у 2020 р. – 1,4 рази. Запропоновано методичний підхід оцінювання потенціалу розвитку регіональних економічних систем, що передбачає дотримання принципів трансформації потенціалоформуючого простору, який дав можливість розрахувати комплексний індекс потенціалу розвитку регіональних економічних систем та його складових, а саме індекси: потенціалу виробничо-інвестиційної діяльності регіону, потенціалу бюджетної ефективності регіону, розвитку людського потенціалу регіону, потенціалу інноваційного розвитку регіону, потенціалу цифрової трансформації регіону та поділити регіони на пентогрупи за адаптованою шкалою Харрінгтона з високим рівнем розвитку, стабільним рівнем розвитку, середнім рівнем розвитку, з низьким рівнем розвитку та проблемні регіони. Проведення апробації запропонованого методичного підходу оцінювання потенціалу розвитку регіональних економічних систем за показниками 2012 р. та 2021 р. дає можливість виокремити, що: по-перше, у 2012 р. до групи регіонів з високим рівнем розвитку за комплексним індексом відноситься м. Київ, у 2021 р. – м. Київ та Дніпропетровська область; по-друге, у 2012 р. до проблемних регіонів за значенням комплексного індексу відноситься Волинська, Закарпатська, Чернівецька та Рівненська області. У 2021 р. – Закарпатська, Чернівецька, Луганська та Донецька області; по-третє, у 2012 р. диференціація між м. Києвом та Рівненською областю за значенням комплексного індексу становила 4,45 раза, а у 2021 р. асиметричність збільшилась і між м. Києвом та Луганською областю становила 5,4 раза. Проведене емпіричне дослідження втрат регіональних економічних систем під час воєнних дій на території України проілюструвало жахливу ситуацію у більшості регіонів України. Станом на лютий 2023 р. найбільших прямих втрат зазнали Донецька, Харківська, Луганська, Запорізька та Київська області. Але, необхідно зазначити, що ці дані були оприлюднені до 6.06.2023 р., коли було зруйновано Каховську ГЕС, внаслідок чого було завдано прямих збитків не менше ніж на 2 млрд. дол. США без урахування наслідків катастрофи. Зазначене зумовило обґрунтування підходів до управління потенціалом регіонів із урахуванням процесів, викликаних воєнними діями на території України, що включають: забезпечення умов для транзитних осіб, тимчасового перебування громадян, релокації бізнесу, та створення умов для переселенців, створення механізму взаємоузгодженості між релокованими підприємствами та потенційними працівниками таких підприємств щодо необхідної спеціалізації. В результаті проведеного дослідження впливу цифровізації на розвиток регіональних економічних систем було виокремлено, що основоположна мета цифровізації регіональної економіки полягає у активізації, стимулюванні розвитку, накопиченні та розкритті потенціалу, підвищенні ефективності економічних систем різних рівнів через впровадження інформаційно-комунікаційних технологій у всіх сферах економічного та суспільного життя. Основним завданням цифровізації економіки виступає формування якісного та ефективного економічного середовища за допомогою інформаційно-комунікаційних технологій. Це дало можливість обґрунтувати заходи щодо забезпечення цифровізації економіки та напрямів подолання перешкод, що спрямовані на активізацію і стимулювання розвитку, накопичення та розкриття потенціалу, підвищення ефективності економічних систем різних рівнів за рахунок активізації та популяризації використання цифрових технологій, платформ, мереж, розвитку електронного бізнесу і електронної комерції, впровадження цифрових та інформаційно-комунікаційних технологій в економіку. Визначення характерних особливостей активного та пасивного потенціалу регіонів, принципів, завдань, рівнів та важелів впливу управління потенціалом регіональних економічних систем дало можливість обґрунтувати напрямі управління потенціалом регіональних економічних систем у контексті трансформації потенціалу регіонів в економічному, соціальному, виробничому та організаційному аспектах. Обґрунтування переваг та особливостей управління потенціалом на рівні регіонів та виокремлення тенденцій, що ілюструють неефективність його використання, сприяло спрямуванню трансформації потенціалу регіональних економічних систем. З’ясування екзогенних та ендогенних чинників, що гальмують потенціалоформування регіонів, сприяло визначенню напрямів нівелювання негативних тенденцій розвитку регіональних економічних систем. Обґрунтовано засади управління потенціалом регіонів із урахуванням процесів, викликаних воєнними діями на території України у напрямі забезпечення належних умов для транзитних осіб, тимчасового перебування громадян, релокації бізнесу, умов для переселенців шляхом композиції імперативів щодо стратегічного та поточного планування розвитку територій. Урахування сучасних викликів розвитку дало можливість сформовано заходи щодо цифровізації управління потенціалом регіонів. Доведено практичну доцільність створення інтегрованих регіональних підприємницьких систем, інжинірингових центрів, інформаційно-комунікаційних центрів аутсорсингу, інноваційно-технологічних та еко-індустріальних парків. Проведення деталізованого кореляційного-регресивного аналізу впливу факторів на розвиток регіональних економічних систем та побудова імітаційних моделей причинно-наслідкових зв’язків їх впливу по об’єднаним групам «Валовий регіональний продукт», «Виробничо-інвестиційна діяльність», «Інноваційний розвиток», «Розвиток людського потенціалу», «Бюджетна ефективність» та «Цифрова трансформація» дало можливість конкретизувати найбільш впливові фактори для використання їх у прогнозуванні розвитку регіональних економічних систем. Запропоновано здійснювати прогнозування розвитку регіонів відповідно із урахуванням рівня їх руйнації внаслідок воєнних дій на території України до виокремлених груп, а саме: територій відновлення, регіональних полюсів зростання, територій з особливими умовами розвитку та територій сталого розвитку. Відповідно до принципу «вікна можливостей» по відношенню до регіонів, що відносяться до територій відновлення, було здійснено економіко-математичне прогнозування за оптимістичним, нейтральним та песимістичним сценарієм.Документ Відкритий доступ Методи і засоби визначення наявності спотворення якості електроенергії в системах електропостачання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Шевчук, Віталій Вадимович; Волошко, Анатолій ВасильовичШевчук В.В. Методи і засоби визначення наявності спотворення якості електроенергії в системах електропостачання. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії у галузі знань 14 Електрична інженерія за спеціальністю 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. Проблема забезпечення якості електроенергії стає все більш актуальною з впровадженням різноманітних відновлюваних джерел енергії, потужних нелінійних споживачів та децентралізацією систем електропостачання. Ці зміни ускладнюють завдання забезпечення стійкого електропостачання, що призводить до значних втрат від погіршення якості електроенергії. На тлі змін у господарському механізмі енергетики проблема зниження втрат електроенергії в електричних мережах залишається актуальною, ставши важливим завданням для забезпечення фінансової стабільності енергопостачальних організацій. Рівень втрат електроенергії в електричних мережах є ключовим показником економічності їхньої діяльності та ефективності систем обліку електроенергії. Цей показник вказує на проблеми, які потребують термінового вирішення у сфері розвитку, реконструкції та технічного оновлення електричних мереж, вдосконалення методів їхньої експлуатації та управління, підвищення точності обліку електроенергії та ефективності збору коштів за спожиту електроенергію. Дисертація спрямована на розробку та вдосконалення методів визначення якості електроенергії в сучасних системах електропостачання. Дослідження охоплює аналіз параметрів якості електроенергії, таких як провали та перевищення напруги, гармоніки, флікер, асиметрія напруги та інші, які впливають на ефективність та безпеку електричних систем. Робота розглядає існуючі методи визначення якості електроенергії, включаючи стандарти, локальні методики, та системи моніторингу. Основним аспектом є використання моделі просторового вектора для аналізу та моніторингу якості електроенергії в трифазних системах, а також виявлення провалів напруги. Дисертація досліджує різні методи визначення наявності спотворень якості електроенергії та їх застосування у реальних умовах. Особлива увага приділяється аналізу результатів та порівнянню методів для визначення їхніх переваг та обмежень. Висновки дослідження визначають значення роботи для розвитку електроенергетики та покращення якості електропостачання, забезпечуючи надійність та ефективність електричних систем у різних галузях виробництва та споживання електроенергії.Документ Відкритий доступ Конструктивний синтез компактних хвилевідних пристроїв перетворення поляризації електромагнітних хвиль(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Булашенко, Андрій Васильович; Дубровка, Федір ФедоровичБулашенко А.В. Конструктивний синтез компактних хвилевідних пристроїв перетворення поляризації електромагнітних хвиль. — Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.13 — «Радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій». — Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2024. У дисертації вирішено актуальну науково-технічну задачу створення методів наближеного конструктивного синтезу компактних пристроїв перетворення поляризації електромагнітних хвиль на основі діафрагм та штирів у квадратному хвилеводі. У першому розділі зроблено огляд методів розробки пристроїв перетворення поляризації. Розглянуто переваги та недоліки пристроїв перетворення поляризації електромагнітних хвиль. У другому розділі дисертації здійснено параметричний наближений конструктивний синтез пристроїв перетворення поляризації на основі діафрагм та штирів у хвилеводі. Були створені математичні моделі для наближеного синтезу таких поляризаторів та синтезовані відповідні пристрої. У третьому розділі дисертації виконано розробку аналітико-числового методу наближеного конструктивного синтезу поляризаційних пристроїв на основі квадратного хвилеводу із діафрагмами з максимально плоскою фазочастотною характеристикою. Четвертий розділ дисертації містить розробку аналітичного методу наближеного конструктивного синтезу поляризаторів на основі двох та трьох діафрагм та штирів у квадратному хвилеводі. Були отримані аналітичні формули для здійснення конструктивного синтезу поляризаторів з максимально плоскою фазо-частотною характеристикою. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що: 1. Удосконалено параметричний метод наближеного конструктивного синтезу компактних поляризаторів на основі реактивних елементів у квадратному хвилеводі, в якому, на відміну від існуючих, у математичних моделях фазозсувних елементів враховано вищі типи хвиль, а параметрична оптимізація здійснюється шляхом поєднання створених математичних моделей поляризаторів на основі діафрагм та/або штирів у квадратному хвилеводі та методу довірчого інтервалу, що дозволяє значно підвищити точність та ефективність конструктивного синтезу. 2. Уперше запропоновано та розроблено аналітико-числовий метод наближеного конструктивного синтезу пристроїв перетворення поляризації ЕМХ на основі трьох діафрагм у квадратному хвилеводі, в якому, на відміну від існуючих, параметрична оптимізація здійснюється, виходячи зі створеної математичної моделі у вигляді однохвильової матриці розсіювання та сформульованої системи рівнянь четвертого порядку, яка містить умови синтезу і розв’язком якої є геометричні розміри синтезованого поляризатора, що забезпечує у заданій смузі частот мінімальне відхилення диференціального фазового зсуву від 90°, максимально плоску ФЧХ та найкраще узгодження. 3. Уперше запропоновано та розроблено аналітичний метод наближеного конструктивного синтезу компактних пристроїв перетворення поляризації ЕМХ на основі двох та трьох діафрагм або штирів у квадратному хвилеводі, в якому, на відміну від існуючих, спочатку здійснюється аналітичний синтез поляризатора на основі математичної моделі, створеної шляхом розв’язання задачі поширення електромагнітної хвилі у хвилеводі з трьома недисипативними неоднорідностями методом багатократних відбиттів в однохвильовому наближенні, в результаті чого визначаються необхідні значення параметрів фазозсувних елементів (провідності та елементи матриці розсіювання) та електрична відстань між ними, при яких забезпечується заданий (потрібний) фазовий зсув та відсутність відбиття, а потім здійснюється конструктивний синтез, виходячи з умови рівності необхідних та реальних значень параметрів фазозсувних елементів та їх похідних на центральній частоті робочого діапазону частот. В результаті визначаються реальні оптимальні (в околі глобального екстремуму) геометричні розміри поляризаторів, які забезпечують максимально плоску фазо-частотну характеристику і які можна використати як самостійно в наближеному конструктивному синтезі, так і в якості початкових розмірів поляризатора (фазозсувача) в процесі його багатокритеріальної оптимізації з метою кардинального пришвидшення пошуку глобального екстремуму при високоточному конструктивному синтезі такого пристрою на електродинамічному рівні з урахуванням вищих типів хвиль та взаємодії між неоднорідностями на вищих типах хвиль. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що: 1. Удосконалений параметричний метод наближеного конструктивного синтезу можна використовувати для синтезу компактних поляризаторів на основі 3-х та 4-х неоднорідностей (діафрагм, штирів) у квадратному хвилеводі. Сформульовано рекомендації щодо вибору початкових геометричних розмірів конструкції компактних поляризаторів з огляду на мінімізацію обчислювальних ресурсів для досягнення оптимальних співвідношень між електричними характеристиками пристрою. На основі дослідження чутливості електричних характеристик поляризатора до відхилень його геометричних розмірів від оптимальних дано рекомендації щодо допусків на його виготовлення. За допомогою запропонованого методу синтезовано поляризатори С-діапазону частот (3,4–4,2 ГГц) та Ku-діапазону частот (11,7–12,5 ГГц), придатні для застосування на практиці. 2. Розроблений аналітико-числовий метод наближеного конструктивного синтезу хвилеводних поляризаторів може слугувати ефективним інструментом для розробки компактних поляризаторів на основі трьох діафрагм у квадратному хвилеводі з максимально плоскою фазо-частотною характеристикою. Ефективність цього методу у порівнянні з методом скінчених елементів підтверджено на прикладах синтезу хвилеводних поляризаторів Хдіапазонів частот 7,25–8,6 ГГц, 7.75-8,5 ГГц та 8.0-8.5 ГГц для антенних систем земних станцій супроводження низькоорбітальних супутників дистанційного зондування Землі. 3. Розроблений аналітичний метод наближеного конструктивного синтезу поляризаторів на основі двох та трьох реактивних елементів у квадратному хвилеводі є ефективним інструментом для синтезу поляризаторів з максимально плоскою фазо-частотною характеристикою. Складова частина цього методу – аналітичний синтез – дає можливість однозначно визначити параметри реактивних елементів (значення їх провідностей та елементів матриці розсіювання) та електричну відстань між ними, які забезпечують потрібні електричні характеристики пристрою. Метод дозволяє швидко отримати геометричні розміри пристрою, що є близькими до оптимальних в околі глобального екстремуму. Цим методом здійснено конструктивний синтез оригінального керованого поляризатора на основі трьох ємнісних штирів у круглому хвилеводі для робочого діапазону частот 8,8-9,6 ГГц. Розроблений метод можна рекомендувати для синтезу таких компактних поляризаторів, а також для отримання початкових значень параметрів пристрою при пошуках глобального екстремуму в процесі багатокритеріальної оптимізації характеристик поляризаторів на електродинамічному рівні з урахуванням вищих типів хвиль та взаємодії між фазозсувними елементами по вищих типах хвиль. 4. Встановлено, що у випадку побудови поляризатора на основі двох або трьох металевих штирів у квадратному хвилеводі можна отримати максимально плоску ФЧХ і сумістити на середній частоті робочого діапазону частот екстремальне значення ДФЗ 90° та відсутність відбиттів. Показано, що можна синтезувати поляризатор на основі двох ємнісних штирів у квадратному хвилеводі із максимально плоскою ФЧХ у смузі частот 4% при значенні КСХН 1.22 (відбивається менше 1% енергії) і ДФЗ =90°1° та у смузі частот 10% із значенням КСХН1.91 (відбивається менше 10% енергії) та ДФЗ =90°2°. Також показано, що на основі трьох ємнісних штирів у квадратному хвилеводі можна синтезувати поляризатор з максимально плоскою ФЧХ у смузі частот 10% при значенні КСХН 1.22 і ДФЗ = 90° 1° та у смузі частот 18% при допустимому відбитті до 10% енергії і ДФЗ = 90° 2° .Документ Відкритий доступ Багаторівневі інвертори в системі ядерного магнітного резонансу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Заграничний, Артур Володимирович; Жуйков, Валерій ЯковичЗаграничний А.В. Багаторівневі інвертори в системі ядерного магнітного резонансу. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. В дисертаційній роботі вирішена досить актуальна задача розвитку теорії побудови перетворювачів для систем електроживлення пристроїв ядерного магнітного резонансу з забезпеченням складної форми зондувальної напруги. Розроблено нову математичну модель перетворювача, що дозволила створити систему керування з асинхронною широтно-імпульсною модуляцією. Ґрунтуючись на методах інваріантності, розроблено двоканальну систему керування параметрами пилкоподібної напруги - за періодом та амплітудою. Запропонована методика розрахунку фільтру для отримання зондувальної напруги за законом Хана, що ґрунтується на синтезі за канонічними методами Кауера та Форстера та використанні принципів дуальності, яка дозволяє створити LC-фільтри з покращеною формою зондувальної напруги та знизити втрати в перетворювачі. Також наведена методика розрахунку умов стійкості у вигляді алгебраїчних виразів, на основі якої можливе застосування простих алгоритмів керування перетворювачем на інтервалах сталості його структури.Документ Відкритий доступ Наукові засади створення структури органомінеральних поверхонь зі сталою супергідрофобністю(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Миронюк, Олексій ВолодимировичМиронюк О.В. НАУКОВІ ЗАСАДИ СТВОРЕННЯ СТРУКТУРИ ОРГАНОМІНЕРАЛЬНИХ ПОВЕРХОНЬ ЗІ СТАЛОЮ СУПЕРГІДРОФОБНІСТЮ. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.11 «Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів». - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2024. Дисертація присвячена розробці наукових засад отримання супергідрофобних поверхонь з регульованою структурою та фізико-хімічними властивостями за рахунок застосування екстрактивних методів текстурування, в тому числі абляції поверхонь металів та їх оксидів фемтосекундним лазером з одержанням мікро- та нанорозмірних текстур та адитивного методу одержання органо-мінеральних поверхонь з використанням частинок тугоплавких неметалічних речовин як формуючих текстуру наповнювачів полімерних композицій. У першому розділі проведено аналіз основних підходів до створення поверхонь з підвищеною водовідштовхувальною здатністю, формування їх структурних особливостей та методів забезпечення стійкості в умовах експлуатації. Проаналізовано теоретичні підходи та прогностичні моделі, що встановлюють взаємозв’язок між структурними особливостями таких поверхонь і значеннями рівноважних кутів змочування. Показано що при одержанні поверхонь з високою властивістю водовідштовхування найбільш ефективним є створення ієрархічних дворівневих мікро- нанорозмірних структур. Проаналізовано існуючі способи зниження поверхневої енергії текстурованих поверхонь неорганічних оксидів, силікатів та металів за рахунок хімічної модифікації органічними та сіліційорганічними сполуками. У другому розділі обґрунтовано вибір об’єктів дослідження виходячи з теоретичних основ стабільності стану Касі в залежності від геометричних параметрів структури, зокрема, ієрархічного типу, що одержана адитивним та екстрактивним методами. Для адитивного методу сформульовано критерії підбору компонентів органо-мінеральних композитів а для екстрактивного методу одержання текстури – уточнено параметри роботи фемтосекундного лазеру для створення LIPSS структур на поверхнях металів та мікроструктур на неорганічних поверхнях, встановлено найбільш ефективні текстури для формування водовідштовхувальних властивостей. Окрему увагу приділено методам оцінки поверхневої енергії та змочування досліджуваних поверхонь. Розвинуто класичні методи Зісмана та Оуенса-Вендта для оцінки енергії поверхні текстур а також зміни властивостей водовідштовхування поверхонь в ході прискореного старіння під дією агресивних факторів середовища: УФ випромінювання, температурних коливань, динамічного впливу води, рідин зі зниженим поверхневим натягом тощо. В третьому розділі розглянуто одержання та дослідження елементів, що формують топографію поверхні за адитивним шляхом. Для створення нанорівня текстур використовуються частинки SiO2, одержані добре відтворюваними та масштабованими золь-гель і пірогенним методами. Мікрорівень поверхневої структури формується при використанні дисперсних наповнювачів тонкошарових композитів з різною формою частинок: сферичною, псевдокубічною, волокнистою, лускунчастою та дворівневою. Для кожного типу елементів топографії підібрано відповідний модифікатор для зниження поверхневої енергії. Показано що регулювання у частинок діоксиду кремнію одержаних золь-гель методом Стобера середнього розміру та його розподілу може бути здійснено шляхом варіювання параметрів розчинності Хансена середовища синтезу за рахунок використання парних розчинників. В роботі розглянуто використання ряду дисперсних матеріалів з варіюванням форми та типу поверхні частинок для формування мікрорівня текстури органо-мінеральних покриттів адитивним методом, зокрема: мікронізованого кальциту, перлітового відсіву та валоризованих техногенних відходів: червоного шламу та фільтр-перліту. В четвертому розділі розглядається формування текстури та водовідштовхуючих властивостей адитивних покриттів на основі згаданих дисперсних нано- та мікрочастинок і полімерної матриці, яка забезпечує їх фіксацію на субстратах. Показано, що . використання класичних методів нанесення органо-мінеральних покриттів наливом, пневматичним напиленням та ракелем можуть бути застосовані для одержання водовідштовхуючих поверхонь, здатних до формування стану Касі. Це досягається за умови нанесення композитів з надкритичним вмістом формуючих текстуру дисперсних елементів. Розглянуто фактори формування значення критичної концентрації, що включають розмір частинок, ступінь кристалічності полімеру а також наявність модифікації поверхні. Встановлено, що додатковим ресурсом для збільшення водовідштовхуючої здатності є одночасне використання мікро- та нанорівня організації текстури. Такий ефект може бути реалізовано як за рахунок використання власне гідрофільних ієрархічних структур, так і створення їх з набору мікро- та нанорозмірних гідрофобних частинок. В п’ятому розділі розглянуті особливості формування поверхневих структур екстрактивним методом, зокрема абляцією з використанням фемтосекундного лазера на поверхнях алюмінію та сталі. На відміну від адитивного методу, лазерна абляція дозволяє сформувати упорядковані структури оксидів на поверхні металічних субстратів без необхідності використання полімерної матриці. Показано, що цей метод дозволяє одержувати як мікро- так і нанорозмірні текстури, які після обробки 1H,1H,2H,2H-Перфтороктилтриетоксисиланом характеризуються кутами змочування водою до 160° для нанотекстури і до 154° у випадку мікротекстури. Встановлено що хімічний склад модифікатора відіграє вирішальну роль у формуванні стабільності стану Касі. Використання силанів забезпечує поріг збереження стабільності на рівні 45-50 мДж/м2 в незалежності від характеристичного розміру структури. Перехід до вуглеводневих модифікаторів знижує стійкість підвищуючи ці значення до 55-65 мДж/м2 . В шостому розділі наведено результати досліджень стабільності властивостей водовідштовхувальних покриттів в умовах дії агресивних факторів оточуючого середовища і сформульовано критерії одержання стійких супергідрофобних поверхонь. Розроблена лінійка складів водовідштовхуючих покриттів з ієрархічними структурами. Запропоновано варіанти ефективних водовідштовхуючих структур у яких нанорозмірний рівень представлений гідрофобізованим SiO2, мікророзмірний – гідрофобізованим кальцитом з частинками 4,7 та 25 мкм. Кількість плівкоутворювача збалансована у надкритичному стані. В ході випробування композицій на механічне стирання встановлено що в процесі руйнування вони зберігають значення кутів змочування на рівні 145-155°, тобто при знятті верхніх шарів новоутворена поверхня зберігає водовідштовхувальні властивості. Досліджено стійкість до механічного стирання покриттів на основі мікророзмірного перлітового відсіву, модифікованого поліметилгідридсилоксаном. Показано, що супергідрофобні покриття є чутливими до тривалої дії води у статичних умовах. По суті, це окрім власне контакту рідкої води з текстурованою поверхнею включає і взаємодії її з водяною парою, яка конденсується в порах поверхні, вимушено переводячи контакт зі стану Касі до стану Венцеля, що суттєво знижує кут змочування. Показано що стійкість шарів кремнійорганічного гідрофобізатора на поверхні SiO2 є підвищеною (більше 16 циклів без втрати початкового рівня) у порівнянні з карболанцюговими полімерами та стеариновою кислотою на поверхні меленого кальциту. Показано що найбільш вразливим компонентом текстурованих водовідштовхуючих покриттів є полімерна матриця, а найбільш ефективним модифікуючим агентом для зниження поверхневої енергії елементів текстури є кремнійорганічні сполуки з підвищеною УФ-стійкістю. Встановлено, що у порівнянні зі статичною дією води, її динамічний рух є суттєвим деструкційним фактором як для полімерних плівкоутворювачів, так і для текстур. Втім, при використанні мікрочастинок для формування текстури стійкість покриттів набагато підвищується і при певному співвідношенні відбувається підвищення кутів змочування, що може бути пояснено фрагментарним видаленням зовнішнього гідрофілізованого шару та відкриттям свіжих внутрішніх шарів. Запропоновано способи одержання поверхонь з стійкими водовідштовхуючими властивостями екстрактивним методом на алюмінії та анодованому алюмінії, сталі та адитивним методом для широкої лінійки субстратів. Розроблено уніфіковану схему отримання супергідрофобних поверхонь, в тому числі при використанні модифікованих промислових відходів, яка дозволяє сформувати на поверхні розвинену гідрофобну ієрархічну текстуру, що залишається стабільною в умовах світлового та механічного старіння. Розроблено технологічні схеми одержання та нанесення органо-мінеральних супергідрофобних тонкошарових покриттів а також створення водовідштовхуючих LIPSS- текстур на поверхнях металів шляхом лазерної абляції з наступною гідрофобізацією функціональними силанами. Сформульовані під час виконання роботи наукові положення, прогностичні моделі та експериментальні підходи використано в якості елементів курсів «Основи технології нанокомпозитів», «Спеціальні методи досліджень неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів», «Експлуатаційна надійність конструкційних матеріалів» при підготовці бакалаврів та магістрів на кафедрі ХТКМ КПІ ім. Ігоря Сікорського за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія». Технічна новизна розробок захищена патентом України на корисну модель № 154355 «Спосіб отримання об’ємного супергідрофобного покриття», розроблено проект Технічних Умов на виробництво адитивних покриттів зі здатністю до самовідновлення, які були апробовані на виробництвах підприємства ТОВ «Альфа-Пласт».Документ Відкритий доступ Тепломасообмін та гідродинаміка елементів сепаратора пароперегрівача ВВЕР - 1000(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Кулеш, Назарій Сергійович; Туз, Валерій ОмельяновичКулеш Н.С. Тепломасообмін та гідродинаміка елементів сепаратора пароперегрівача ВВЕР - 1000. -Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 142 «Енергетичне машинобудування ». - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", МОН України, Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена вивченню тепломасообміну та гідродинаміці елементів сепаратора пароперегрівача реакторної установки ВВЕР - 1000. У вступі обґрунтовано актуальність роботи, визначено мету, об’єкт та предмети дослідження. Вказано наукову новизну отриманих результатів та надано інформацію щодо особистого внеску здобувача. Також надано інформацію про апробацію результатів роботи. Описано структуру та обсяг дисертаційної роботи. Одна з основних умов тривалої безаварійної роботи турбінного обладнання блоку АЕС - якісна сепарація краплинної рідини, яка може утворюватися в процесі винесення рідини з об'єму парогенератора або при конденсації вологої пари. Для забезпечення ефективності роботи сепараційних пристроїв необхідно знати особливості взаємодії рідини і газу, а також діапазон робочих параметрів, в межах яких реалізується стійкий режим перебігу плівки рідини і відсутнє вторинне винесення. Збільшення діапазону стійкої роботи сепараційного пристрою в результаті забезпечення умов, за яких не відбувається порушення режиму течії, пов'язаного з краплинним винесенням рідини, це досягається екрануванням поверхні контакту сітчастим матеріалом, в результаті чого рідина рухається в структурі сітчастого покриття. У першому розділі представлено літературний огляд по основним типам турбін АЕС та сепараторів- пароперегрівачів . Проаналізовано найбільш розповсюджені типи турбін та сепараторів пароперегрівачів. Визначено особливості парових турбін для атомних енергетичних установок. Створення швидкохідних турбін для АЕС потужністю 1000 МВт і більше вимагає застосування складних рішень. При зменшенні об'ємної витрати пари в конденсатор, пов'язаного з підвищенням у ньому тиску, суттєво збільшується одинична потужність турбоагрегату при фіксованій сумарній площі вихлопу, але при цьому різко знижується економічність електростанції. Тому для великих одиничних потужностей (1000 МВт і більше) доцільно застосовувати тихохідні турбіни. Розглянуто робочий процес розширення пари, що представлений на рисунках та діаграмах та процес сепарації вологи та її типи. З проточної частини турбіни практично вдається видаляти лише великодисперсну вологу, яка становить невелику частку від загального вмісту вологи. Разом з тим організація такого видалення вологи дуже ефективне, оскільки саме великі краплі та плівки викликають ерозію лопаток та інших елементів проточної частини, а також є причиною механічних втрат від вологості. У турбінах АЕС для зниження кінцевої вологості пари застосовуються два способи позатурбінного вологовидалення - або проміжна сепарація, або сепарація з наступним паровим перегріванням відсепарованої пари. Застосування того чи іншого способу, а також вибір параметрів, при яких здійснюються видалення вологи та перегрів, визначається принциповою тепловою схемою турбоустановки на підставі техніко-економічних розрахунків. Другий розділ присвячено дослідженню гідродинаміки парорідинних потоків у криволінійних каналах сепараційний пристроїв енергетичних установок розглянуто один із напрямів підвищення техніко-економічних характеристик і надійності роботи енергетичного обладнання. Крапельна рідина у двофазному потоці приводить до ерозійних і корозійних процесів у трубопроводах, камерах згорання газотурбінних двигунів (ГТД) і в циліндрах низького тиску парових турбін (ЦНТ). Отримання гомогенного робочого тіла можливо шляхом переведення крапельної вологи у паровий стан (нагрів) або шляхом використання сепараційних пристроїв. В багатьох випадках використання бар’єрних фільтруючих елементів не можливо, тому єдиним шляхом забезпечення необхідної якості робочого тіла є використання інерційних сепараційних пристроїв, у тому числі жалюзійних. Основним чинником, який впливає на ефективність процесу сепарації є відсутність контакту з поверхнею жалюзі при русі в потоці вологої пари крапель малого розміру. Цей процес залежить від фізикохімічних властивостей вологої пари, дисперсності крапель, параметрів руху двофазного середовища, адгезії і крайового кута, геометрії каналу. Третій розділ присвячений дослідженню гідродинаміки та теплообміну двофазних середовищ. При проєктуванні технологічного обладнання, в якому в якості робочого тіла використовується волога пара, у більшості випадків, не враховується особливості взаємодії між краплями рідини і теплообмінною поверхнею, що приводить до невідповідності параметрів теплоносія реальним значенням. В повній мірі це стосується парових турбін, які працюють на вологій парі, вологовміст якої залежить від первинного і вторинного виносу крапель рідини з сепараційних блоків. У розділі визначені граничні режими вторинного виносу крапель рідини з гребнів хвиль плівки. На підставі узагальнення результатів експериментальних досліджень порушення гідродинаміки руху двофазного потоку у каналі отримана кореляція критичних значень параметрів двофазного потоку для визначення нижньої границі процесу захлинання від густини зрошування, геометричних характеристик каналу і фізичних властивостей рідини і газу. Представлені результати оцінки ефективності конструкції теплообмінної поверхні при зміні параметрів теплоносія і робочого тіла, а також геометричних характеристик оребрення теплообмінної труби. Для труб з повздовжнім оребренням п-подібного профілю отримані кореляції, на підставі яких рекомендується виконувати оптимізацію геометричних характеристик оребрення. У четвертому розділі виконаний аналіз та обробка отриманих результатів проведені випробування турбіни К-1000-60/3000 в діапазонів від 400 до 1000 МВт на обладнанні науково-дослідного центру надійності та безпеки АЕС та навчально-наукового центру підтримки ядерної захищеності, мультифункціональному тренажері реакторної установки РАЕС – 3, ВВЕР-1000 при цьому було відмічену зміну параметрів турбіни зокрема tпп . Маючи параметри з реального об’єкту, паспорту і з мультифунціонального тренажеру, показані реальні зміни режимів роботу, однією з об’єктивних причин зміни режимів роботи по паспорту є процеси в СПП, такі як збільшення термічного опору контакту між оребренням та основною трубою. Для якісного аналізу та обробки даних, були використані дані з блоку 3 РАЕС ВВЕР-1000 та дані взяті з лабораторії ( тренажера), в якій встановлений симулятор блоку РАЕС 3 ВВЕР-1000, та паспортні параметри обладнання, вважаємо що порівняння даним є компетентним так як тренажер працює в режимі нового обладнання та не враховує наслідки експлуатації енергетичної установки зокрема обладнання другого контуру. Аналіз промислових випробувань показує що температура перегрітої пари після СПП менша на t = 5 ℃ , найбільш вірогідною причиною такої неузгодженості є виникнення додаткового термічного опору контакту між повздовжнім оребренням і основною трубою.Погіршення контакту пов’язано зі значним терміном експлуатації касет СПП в наслідок виникання термічних напружень в результаті зміни режимів роботи блоку та якості зварювальних робіт тому залежність для визначення коефіцієнту теплопередачі необхідно внести величину додаткового термічного контакту (Rk).Документ Відкритий доступ Вдосконалення методики розрахунків реакторної установки ВВЕР-1000 шляхом спряження розрахункових засобів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Онищук, Юрій Анатолійович; Клевцов, Сергій ВалерійовичОнищук Ю.А. Вдосконалення методики розрахунків реакторної установки ВВЕР-1000 шляхом спряження розрахункових засобів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 143 «Атомна енергетика». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена вдосконаленню методики та отриманню спряжених розрахункових моделей для деталізованого моделювання теплогідравлічних процесів в окремому обладнанні РУ ВВЕР чи його локальних частинах з врахуванням зовнішнього впливу з боку РУ. У вступі обґрунтовано актуальність та подано загальну характеристику роботи, сформульована її мета, основні задачі, об’єкт та предмет досліджень, наведена наукова новизна та практична цінність отриманих результатів, представлено інформацію про особистий внесок здобувача та апробацію роботи, її структуру та обсяг. У першому розділі виконано критичний огляд сучасного стану дослідження та спряженого моделювання теплогідравлічних процесів в РУ ВВЕР. Він включає огляд розрахункових методів для проведення розрахунків теплогідравлічних моделей всієї РУ ВВЕР. Описані традиційні підходи до моделювання за допомогою системних теплогідравлічних кодів, наведено короткий огляд кодів, зокрема RELAP5, ATHLET, TRACE, CATHARE. Проведено огляд та аналіз наукової літератури щодо методів обчислювальної гідродинаміки та основних етапів отримання чисельного рішення з їх допомогою, а також застосування кодів обчислювальної гідродинаміки з метою аналізу безпеки АЕС. Проаналізовано сучасний стан досліджень, спрямованих на розвиток методів спряження розрахункових засобів моделювання. Приведено класифікацію підходів щодо теплогідравлічного спряження за трьома основними стратегіями: архітектура спряження, просторова декомпозиція розрахункової області, числова схема спряження. Кожна зі стратегій в свою чергу класифікується на кілька підкатегорій для охоплення всіх можливих підходів до спряження. Виконано огляд стану розробки та застосування спряжених СТГ/CFD розрахункових засобів на теплогідравлічних моделях різноманітної конфігурації та складності. Виконаний огляд підкреслює важливість подальших досліджень і вдосконалення методів моделювання теплогідравлічних процесів з метою підвищення рівня безпеки в атомній енергетиці. На основі виконаного літературного огляду сформульовано мету та завдання дослідження. Другий розділ присвячений підходу щодо вдосконалення моделювання стаціонарних та перехідних режимів в теплогідравлічному обладнанні шляхом спряження системного теплогідравлічного коду RELAP5/MOD 3.2 та CFD-коду ANSYS CFX. Проведено аналіз обраних кодів щодо можливості створення інтерфейсів для обміну даними, обираються найбільш оптимальні варіанти. Реалізація спряження відбувається за допомогою розробленого з модулю спряження RELAP5/CFX, що керує спряженим розрахунком та здійснює обробку даних. Представлено опис розробленого модулю спряження між кодами, висвітлено його структуру, основні функції, приведено схему виконання спряженого розрахунку та обміну даними між RELAP5 та ANSYS CFX. Для відпрацювання технології спряження виконано тестування модулю на послідовно з’єднаних RELAP5- та CFD-моделях горизонтальних труб, а також на замкненому контурі. Тестування проводилося для трьох основних типів інтерфейсу: «вхідний потік», «вихідний потік», поєднання «вхідний/вихідний потік» на замкненому контурі. Результати розрахунків перехідних режимів для всіх трьох тестових завдань підтверджують правильність реалізації технології спряження. Третій розділ присвячений розробці спряженого підходу до оцінки можливості виникнення гідравлічного удару у проточній частині ГЦН-195М при перехідному процесі пов’язаному з заклинюванням валу. Заклинювання ГЦН насамперед небезпечне з точки зору погіршення тепловідведення. Однак, ще одним небезпечним наслідком є можливість виникнення гідравлічного удару в петлі з аварійним насосом. Гіпотетично за умови часткового перекриття прохідного перерізу проточної частини міжлопаткового простору або відвідного патрубка, при заклинюванні валу ГЦН може відбутися неповний гідравлічний удар. Моделі, що використовуються в СТГ-кодах не можуть коректно відтворити поведінку ГЦН при миттєвій зміні крутного моменту та ударній зміні тиску. Для оцінки амплітуди підвищення тиску теплоносія, а також розподілу поля тиску за допомогою CFD-аналізу розроблено та представлено модель проточної частини ГЦН-195М для коду ANSYS CFX. Розроблена модель складається з простору рідини робочого колеса та равлика, а також вхідного та вихідного трубопроводу. Забезпечення коректних ГУ для моделювання заклинювання валу ГЦН зі застосуванням CFD-моделі виконано в спряженні з СТГ-моделлю повноцінної РУ. Для реалізації спряження, представлено модифікаційну модель, що застосовується, як надбудова над основною моделлю РУ, що базується на RELAP5/MOD 3.2 моделі енергоблока №1 ВВЕР-1000/В-320 ЗАЕС. Описано підхід до виконання спряженого розрахунку та проведено валідацію спряженого стаціонарного стану РУ. Виконано моделювання перехідного процесу із заклинювання валу ГЦН-195М з застосуванням спряженого підходу та зроблено висновки щодо можливості виникнення гідравлічного удару в проточній частині насосу. Четвертий розділ присвячений моделюванню процесів теплообміну між елементами верхнього блоку та корпусу реактору з охолоджуючим середовищем системам вентиляції TL03, TL05 із застосуванням спряженого підходу. Запропоновано підхід до вирішення даного завдання з застосування спряження між системним теплогідравлічним кодом, методами обчислювальної гідродинаміки та аналітичними методами. Описано розроблену спряжену розрахункову процедуру, яка реалізує метод скінченних елементів, складний теплообмін та систему балансових рівнянь. Розрахункова модель має двоплощинну 8-градусну симетрію, містить спрощену шпильку головного ущільнення. Процедура дає можливість змоделювати поширення тепла в металі верхнього блоку та корпусі реактору шляхом чисельного рішення рівняння теплопровідності, а явища вимушеної і природної конвекції та випромінювання – за допомогою емпіричних співвідношень та теорії. Виконується валідація розробленої спряженої розрахункової процедури на основі експлуатаційних даних енергоблоку АЕС. На основі експериментальних даних проводиться комплексний аналіз можливості коректного моделювання складного теплообміну розрахунковим кодом ANSYS CFX, визначаються та обґрунтовуються комбінації замикаючих моделей випромінювання і турбулентності. На основі розробленої спряженої процедури виконано показові розрахунки для оцінки граничних умов на зовнішній поверхні верхнього блоку і корпусу реактору в стаціонарних та перехідних режимах та зроблено висновки щодо отриманих результатів. Наукова новизна отриманих результатів. В роботі приведено результати, що отримано вперше, а саме: − запропоновано класифікацію наявних підходів та розвинуто теорію щодо спряженого розрахункового моделювання теплогідравлічних процесів шляхом застосування СТГ-та СFD-кодів; − запропоновано спряжений підхід до оцінки можливості виникнення гідравлічного удару у проточній частині ГЦН-195М при перехідному процесі пов’язаному з заклинюванням валу. На основі методів обчислювальної гідродинаміки та одновимірної теплогідравліки створені спряжені розрахункові моделі, що дозволяють з задовільними часовими та обчислювальними затратами врахувати зовнішній вплив з боку РУ на протікання перехідного процесу; − встановлено відсутність гідравлічного удару у проточній частині ГЦН-195М при перехідному аварійному процесі пов’язаному з заклинюванням валу. Підтверджено, що основний вплив на внутрішню поверхню равлика ГЦН здійснює фронт обертової хвилі тиску, яка викликана перебудовою потоку теплоносія в проточній частині ГЦН та переходом кінетичної енергії потоку в потенційну енергію рідини; − запропоновано спряжений підхід між системним теплогідравлічним кодом, методами обчислювальної гідродинаміки і аналітичними методами для вирішення геометрично та теплофізично складних нестаціонарних задач з оцінки граничних умов на зовнішній поверхні корпусу реактору та верхнього блоку; − на основі експериментальних даних та проведення комплексного аналізу встановлено можливість коректного моделювання складного теплообміну розрахунковим кодом ANSYS CFX; визначено та обґрунтовано комбінації замикаючих моделей випромінювання і турбулентності; − на основі розробленої спряженої процедури виконано оцінку граничних умов на зовнішній поверхні верхнього блоку та корпусу реактору в стаціонарних та перехідних режимах, що надає кількісні та якісні характеристики для подальшого аналізу крихкої міцності в рамках завдань з оцінки продовження терміну експлуатації даних елементів. Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості їх застосування для проведення розрахункових аналізів при розробці та науковотехнічній підтримці стратегій з аваріями на АЕС, а також для обґрунтування безпеки АЕС як при продовженні терміну їх експлуатації, так і при проектуванні нових РУ. Запропоновані підходи та алгоритми також можуть бути застосовані для розробки нових програмних засобів або враховані для оптимізації та покращення розрахункових можливостей наявних.Документ Відкритий доступ Автоматизоване керування технологічним процесом хімічного фрезерування з використанням матричних вихрострумових перетворювачів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Левченко, Олександр Едуардович; Куц, Юрій ВасильовичЛевченко О. Е. Автоматизоване керування технологічним процесом хімічного фрезерування з використанням матричних вихрострумових перетворювачів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. Дисертація присвячена розробленню та дослідженню системи автоматизованого керування технологічним процесом хімічного фрезерування з використанням матричних вихрострумових перетворювачів. Сучасний етап розвитку промислового виробництва характеризується зростанням його інтенсивності разом з підвищенням вимог щодо якості продукції, раціонального використання матеріальних ресурсів та енергоефективності, зниженням собівартості продукція, а також використанням нових конструкційних матеріалів та технологій їх виготовлення, розширенням динамічних діапазонів технологічних змінних. Все це актуалізує процеси прискорення розвитку та удосконалення методів та засобів автоматизації виробничих технологічних процесів, пошуку більш досконалих технічних рішень для підтримання та оптимізації певних технологічних режимів. Успішне розв’язання актуальних питань автоматизації керування виробничими технологічними процесами потребує інтеграції новітніх досягнень в різних галузях знань – теорії автоматичного керування, інформаційновимірювальних технологій, комп’ютерної інженерії, технологій неруйнівного контролю та ін. Однією з відповідальних складових автоматизованих систем керування технологічними процесами (АСКТП) є засоби, що включаються у зворотній ланцюг системи автоматичного керування (САК) і здійснюють оцінювання регульованої величини, визначення її відхилення від заданого значення і формують сигнали керування на регулюючий орган. В даній роботі розроблено двоконтурну САК яка інтегрується в АСКТП хімічного фрезерування (ХФ) виробів з алюмінієвих сплавів. Для підтримки в певних межах швидкості процесу травлення застосовано контур керування температурою травника. Для визначення часу травлення застосовано другий контур керування, який забезпечує зупинку процесу травлення за результатами вимірювання поточних значень товщини виробу. В цьому контурі безконтактне визначення товщини виробу в процесі хімічного травлення відбувається на основі використання засобів вихрострумового контролю (ВСК). В роботі набула подальшого розвитку концепція інтеграції засобів ВСК у САК процесом ХФ. Зокрема розглянуто використання технології ВСК, особливість якої полягає у використанні вихрострумових матриць (ВСМ), що дає змогу контролювати процес травлення на значних поверхнях виробів, підвищити ефективність обробки, оптимізувати використання хімічних реагентів та енергії і в сукупності забезпечити високий рівень якості готової продукції. Розглянуто переваги технології ВСК для використання у якості методологічної основи в АСКТП ХФ. До їх числа належать: - можливість перетворення низки неелектричних параметрів об’єктів керування в електричні сигнали, що необхідно для використання в САК; - відсутність механічного контакту з об’єктом керування, що важливо при обробці тонкостінних виробів для запобігання їх деформації; - забезпечення вільного доступу травника до всієї поверхні виробу; - можливість роботи чутливих елементів в широкому динамічному діапазоні зміни технологічних параметрів (температури, концентрації розчинів, швидкості їх руху при перемішуванні тощо); - можливість перейти до керування технологічним параметром за результатами контролю товщини виробу, що змінюється в процесі травлення. Зазначено, що потенціал ВСК для використання в АСКТП ХФ до кінця не розкритий і не достатньо висвітлений у наукових публікаціях. Одним з перспективних напрямів створення засобів ВСК для АСКТП ХФ ґрунтується на використанні вихрострумових перетворювачів матричного типу. Основною перевагою застосування ВСМ є підвищення продуктивності та надійності контролю. Це досягається завдяки: скороченню часу аналізу об’єктів; оптимізації опрацювання інформаційних сигналів, що забезпечує високу чутливість і роздільну здатність визначення технологічних параметрів; адаптивної зміни параметрів сигналів збудження вихрових струмів для завдання необхідних режимів збору первинної вимірювальної інформації; застосуванню сучасних алгоритмів опрацювання даних, що дає змогу реалізувати одночасний контроль на значних ділянках поверхні виробів. Інформаційними параметри сигналів ВСМ при гармонічному збудженні є їх амплітуда, фазовий зсув відносно сигналу збудження. У засобах ВСК ці параметри зазвичай представляються на комплексній площині у виді годографів. Орієнтація на побудову та аналіз годографів сигналів ВСК створює певні труднощі для автоматизації процесу ВСК і його використання в системах керування технологічними процесами. Крім того інформаційні параметри сигналів ВСК часто виявляються чутливими до різних зовнішніх впливів, зокрема до шумів. Це обмежує можливості їх безпосереднього використання для формування керувальних впливів в АСКТП ХФ і обумовлює необхідність застосування методів статистичного опрацювання параметрів сигналів ВСМ. Таким чином, існує актуальна задача розроблення нових автоматизованих методів та засобів ВСК з матричними перетворювачами і створення на їх основі САК які застосовуються в АСКТП ХФ. Проведений попередній аналіз сигналів, які формуються у ВСМ під час взаємодії змінного електромагнітного поля з електропровідними об’єктами керування, дав змогу виявити невикористаний ресурс ВСК для застосування в АСКТП ХФ. В роботі проаналізовано останні публікації з питань автоматизації ВСК у промисловості, розроблено багатовимірну математичну модель сигналів ВСМ, яка включає можливість застосування дискретного перетворення Гільберта для комплексного аналізу сигналів. В роботі розглянуто структурно-логічну схему формування та опрацювання сигналів ВСМ. З’ясовано, що використання дискретного перетворення Гільберта в засобах ВСК у складі САК процесом ХФ дає змогу отримувати значні обсяги інформації про об’єкти керування, синхронно обчислювати амплітудну та фазову характеристики сигналів ВСМ і на цій основі розширити можливості формування керувальних впливів. Розроблена методологія опрацювання сигналів ВСМ дає можливість отримувати вибірки обвідної і фази сигналів ВСМ значних обсягів, що створює передумови для більш широкого використання статистичних методів їх опрацювання. Для підвищення ефективності аналізу сигналі ВСМ було запропоновано додатково застосовувати в моделі сигналів індикаторну функцію. Це дозволяє досліджувати сигнальні поля, сформовані в процесі ХФ на значних ділянках поверхні виробу, з оцінюванням їх просторово-часових характеристик. Дискретне перетворення Гільберта покладене в основу розробленої методики моделювання, опрацювання і аналізу інформативних параметрів сигналів ВСМ. Розроблене програмно-алгоритмічне забезпечення, яке реалізує запропоновану методику опрацювання даних, дає змогу визначати і оцінювати взаємозв'язки між характеристиками сигналу та керованими параметрами, які складно чи неможливо апріорі визначити в аналітичній формі. Розглянуто особливості технології прототипування для створення і модернізації засобів ВСК у складі САК процесом ХФ. В цілому ця технологія передбачає створення функціонуючої фізичної моделі продукту, яка є достатньо детальною, щоб продемонструвати його роботу, але не надто складною, щоб вимагати багато часу та ресурсів для її створення та налаштування. В роботі на базі програмно-апаратної платформи Red Pitaya розроблено прототип системи ВСК для використання в контурі визначення часу травлення САК процесом ХФ. Запропоновано архітектуру програмного забезпечення системи, яка включає в себе ряд алгоритмів для опрацювання та аналізу даних. Для використання в прототипі САК процесом ХФ розроблено та досліджено вихрострумовий перетворювач матричного типу з чутливими елементами у формі плоскої спіральній котушки, виготовлений за технологією друкованих плат. Проведені експериментальні дослідження з вихрострумовими датчиками матричного типу підтвердили високу продуктивність та ефективність технології ВСК на основі ВСМ та доцільність їх використання в АСКТП ХФ. Ефективність ВСM порівняно з традиційними вихрострумовими перетворювачами запропоновано оцінювати за допомогою коефіцієнта ефективності, який враховує зменшення часу контролю, збільшення вірогідності та чутливості контролю. В роботі також запропонована методика та алгоритм опрацювання сигналів ВСМ, які включають нормалізацію комплексних коефіцієнтів передачі каналів ВСМ, що дає змогу збільшити чутливість до зміни товщини виробу. В рамках наукового дослідження було створено прототип системи ВСК з використанням ВСМ. Прототип реалізує запропоновану методику опрацювання та інтерпретації даних, отриманих з ВСМ. Експериментальні випробування технології ВСК з використанням ВСМ на зразках з різними типами дефектів підтвердили її ефективність у контексті вихрострумової дефектоскопії. Обґрунтовано перспективи використання нейромережевих технологій, зокрема згорткових нейронних мереж, для синтезу САК, процес керування в якій базуються на технології ВСК. Використання штучних нейромереж за відсутності прямих зв’язків між характеристиками об’єкта керування та параметрами сигналів ВСМ може значно підвищити ефективність АСКТП.Документ Відкритий доступ Наукове обґрунтування застосування методик фізичної терапії при коксартрозі 2-3 ступеня(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Гришин, Іван Леонідович; Антонова-Рафі, Юля ВалеріївнаГришин І. Л. «Наукове обґрунтування застосування методик фізичної терапії при коксартрозі 2-3 ступеня» – Кваліфікована наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 22 – Охорона здоров’я за спеціальністю 227 – Фізична терапія, ерготерапія – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, м. Київ, 2024. Робота виконувалася на кафедрі ББЗЛ Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерства освіти і науки України. Біомеханічне обґрунтування застосування конкретних методик фізичної терапії є суттєвим у визначенні оптимальної програми лікування. Дослідження в цій області можуть допомогти розкрити механізми впливу окремих методик фізичної терапії на суглоби хворих із коксартрозом. Це включає аналіз змін біомеханічних показників, таких як рухливість суглобів, сила м'язів, координація рухів та загальна функціональна активність. Результати такого дослідження можуть слугувати підґрунтям для розробки оптимальних програм фізичної терапії, спрямованих на максимальне поліпшення якості життя та фізичної активності пацієнтів із коксартрозом. Аналіз ефективності впровадження новітніх методик фізичної терапії має велике значення для медичної спільноти та суспільства вцілому. Дослідження в цій області сприяє розвитку інноваційних підходів до лікування коксартрозу та підвищенню ефективності медичної допомоги для пацієнтів із цим захворюванням. Усі ці фактори підкреслюють актуальність потреби проведення комплексного огляду, щодо окреслення ролі біомеханічних досліджень для побудови реабілітаційних програм при коксартрозі 2-3 ступеню, сприяючи оптимальному лікуванню та покращенню життя пацієнтів. Таким чином дослідження цієї проблеми є актуальним. Мета дослідження – висвітлення аспектів сучасного використання біомеханічних досліджень у процесі побудови реабілітаційних програм фізичної терапії для пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню та виявлення найбільш ефективних підходів і рекомендацій до застосування аспектів традиційних програм фізичної терапії в лікуванні коксартрозу 2-3 ступеня з використанням методик Neurac та Mulligan, а також їх комбінації. В межах порушеного питання висувається наступна гіпотеза: «інтеграція біомеханічних досліджень у розробку реабілітаційних програм фізичної терапії для пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню сприятиме покращенню якості життя цих пацієнтів та зменшенню болю в суглобі стегна, збільшить їхню функціональну активність та сповільнить прогресування захворювання, завдяки більш точному визначенню індивідуальних потреб і можливостей кожного пацієнта». Основний зміст дисертаційного дослідження викладений у чотирьох розділах, у яких викладено та обґрунтовано основні результати дисертації. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та задачі дослідження, описано методи дослідження, надана інформація про зв’язок роботи з науковими програмами, наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, наведено наукові праці, які засвідчують апробацію матеріалів дисертації. У першому розділі дисертаційної роботи «Узагальнення проблематики коксартрозу (Аналітичний огляд літератури)» проведено аналіз основних проблем, які пов'язані з поширенням та впливом коксартрозу в світі та національному рівні в Україні. Аналізуються статистичні дані, клінічні випадки та вплив на якість життя пацієнтів з цією патологією. Висвітлюються основні тенденції, фактори ризику та сучасні методи діагностики коксартрозу. На базі аналітичного огляду сучасних робіт з фізичної реабілітації і окреслення епідеміології та етіопатогенезу коксартрозу проводиться детальний аналіз сучасних наукових праць, присвячених фізичній реабілітації пацієнтів з коксартрозом. Висвітлюються епідеміологічні аспекти та етіопатогенез цього захворювання. Оцінюється ефективність різних методів фізичної реабілітації, їх вплив на розвиток та прогресування коксартрозу. В межах формування комплексної гіпотези та задач наукового дослідження розглядається процес наукового дослідження проблеми коксартрозу. Визначаються основні питання, на які спрямоване дослідження, та формулюються конкретні задачі, які допоможуть вирішити поставлені цілі. Отже в даному розділі висвітлено теоретичні та практичні аспекти подальшого дослідження коксартрозу. Другий розділ «Матеріали і методи дослідження» присвячений представленню переліку матеріалів, що використовувались під час проведення дослідження. Зокрема у розділі описуються основні характеристики пацієнтів з коксартрозом та інші релевантні дані, такі як клінічна історія, вік, стать тощо. Також на методичному рівні детально описуються методи, які використовувалися для збору та обробки даних під час дослідження. Розглядаються загальні методологічні аспекти та конкретні підходи, що дозволяють отримати об'єктивні та достовірні результати. Описуються методи, які використовуються для оцінки втрачених функцій при коксартрозі. Це може включати клінічні тести, функціональні вимірювання та інші підходи, спрямовані на оцінку моторної активності та обмежень. Пояснюються методи, які використовуються для комплексної оцінки стану функцій різних систем організму, які можуть бути впливовані коксартрозом. Визначаються методи оцінки якості життя пацієнтів з коксартрозом, включаючи психосоціальні та емоційні аспекти. Вказуються методи та програмні аспекти біомеханічного дослідження, спрямованого на оцінку ефективності реабілітаційних програм. В межах реалізації постановки завдань програм біомеханічних досліджень та окреслення вибору методологічних підходів їх реалізації описуються основні завдання та методологічні підходи, що використовуються для реалізації біомеханічних досліджень. Уточнюються алгоритми та послідовність етапів біомеханічного дослідження реабілітаційних програм. Також в даному розділі визначаються методи статистичної обробки даних та математичного аналізу, які використовуються для отримання об'єктивних висновків та визначення статистично значущих результатів дослідження. В третьому розділі «Результати особистих досліджень» наводяться результати комплексного біомеханічного дослідження реабілітаційних програм фізичної терапії при коксартрозі 2-3 ступеню. Зокрема у цьому розділі представлені детальні результати біомеханічного аналізу, проведеного для оцінки ефективності реабілітаційних програм фізичної терапії. Висвітлюються зміни у функціональних показниках та біомеханічних параметрах пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню, які взяли участь у дослідженні. У підрозділі «Результати аналізу традиційних програм фізичної терапії в лікуванні коксартрозу 2-3 ступеня з використанням підходів доказової медицини» представлені результати аналізу традиційних програм фізичної терапії для пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню, заснованого на підходах доказової медицини. Результати, які отримані в дослідженні дозволяють вважати перспективним застосування традиційних програм фізичної терапії в лікуванні коксартрозу 2-3 ступеня з використанням підходів доказової медицини. Висвітлюються ефективність та зміни в показниках здоров'я учасників, порівняно з передоведеними методами лікування. У підрозділі «Результати реалізації програми фізичної терапії із застосуванням системи Redcord (методика Neurac) та (Mulligan)» наведені результати використання програми фізичної терапії з застосуванням системи Redcord (методика Neurac) та (Mulligan). Аналізуються зміни у функціональних і біомеханічних параметрах, а також ефективність в порівнянні з іншими методиками лікування. У підрозділі «Порівняльний аналіз методик фізичної терапії у хворих на косартроз 2-3 ступеню та аналіз результатів між групами» виконується порівняльний аналіз різних методик фізичної терапії, що використовуються у лікуванні хворих на коксартроз 2-3 ступеню. Визначаються відмінності та подібності результатів між різними групами пацієнтів, які отримували різні методи лікування. У четвертому розділі «Узагальнення результатів дослідження та розгляд ролі біомеханічного дослідження реабілітаційних програм фізичної терапії при коксартрозі 2-3 ступеню» викладаються основні висновки та узагальнення результатів комплексного біомеханічного дослідження. Зазначаються позитивні зміни в функціональних та біомеханічних параметрах учасників дослідження, а також можливі обмеження та варіабельність результатів. Зокрема робиться підсумковий аналіз традиційних програм фізичної терапії з підходами, заснованими на доказовій медицині. Обговорюються ефективність та можливі обмеження таких програм у контексті лікування коксартрозу 2-3 ступеню. Викладається обговорення порівняльного аналізу різних методик фізичної терапії та їх ефективності у лікуванні коксартрозу 2-3 ступеню. Розглядаються переваги та недоліки кожного підходу, а також можливі підходи до комбінування їх елементів. Також у роздіді визначаються можливі недоліки та похибки, які можуть вплинути на достовірність результатів дослідження. Пропонуються шляхи їх виправлення та можливі покращення методології. Досить детально обговорюється роль біомеханічних досліджень у визначенні та вдосконаленні реабілітаційних програм для пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню. Розглядається значення таких досліджень для покращення результатів та індивідуалізації лікування. В заключній частині даного розділу надаються конкретні рекомендації на основі отриманих результатів дослідження. Вказуються можливі напрямки подальших досліджень та розробки реабілітаційних програм для пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню. У висновках підсумовуються основні результати проведених досліджень. Зокрема в ході досліджень встановлено, що комбінація методів Mulligan та Neurac може бути ефективним підходом до реабілітації пацієнтів з коксартрозом 2-3 стадії, оскільки вона спрямована на покращення функції суглобу, зменшення болю та зміцнення м'язів, що може сприяти поліпшенню якості життя та збереженню рухової активності. Результати дослідження вказують на необхідність враховувати індивідуальні потреби пацієнта та консультуватися з медичними фахівцями при виборі методики. Огляд проведених в роботі досліджень сприяє більш обґрунтованому застосуванню комбінаційного поєднання методів Mulligan та Neurac для реабілітаційного лікування хворих на коксартроз 2-3 ступеня. В роботі зазначаються переваги та обмеження різних традиційних програм фізичної терапії та комбінації методик Неукрак+Mulligan для лікування коксартрозу 2-3 ступеня на основі доказових даних та підкреслює актуальність застосування методик Neurac та Mulligan а також їх комбінації. Огляд сприяє більш обґрунтованому застосуванню традиційних програм фізичної терапії в практиці лікування коксартрозу 2-3 ступеня. В загальному аспекті поєднання методів Mulligan та Neurac може виявитися дієвим підходом до реабілітації пацієнтів з коксартрозом 2-3 стадії. Цей підхід спрямований на покращення функції суглобу, зменшення болю та зміцнення м'язів, що, в свою чергу, може призвести до поліпшення якості життя та збереження рухової активності. Автор виявив, що інтеграція методів Mulligan та Neurac з біомеханічним аналізом рухів сприяє покращенню функціональності суглобів та зменшенню болю у пацієнтів з цим захворюванням. Дослідження також показало ефективність підходів доказової медицини в оцінці якості та обмежень реабілітаційних програм. Враховуючи результати, запропоновано індивідуалізовані та ефективні підходи до лікування та моніторингу результатів у пацієнтів з коксартрозом 2-3 ступеню. Практична значущість полягає у використанні цих підходів у клінічній практиці для поліпшення якості життя та функціональності суглобів у цієї категорії пацієнтів. Робота містить 11 рисунків, 54 таблицю, 270 літературних джерел та 11 додатків.Документ Відкритий доступ Нові матеріали та процеси в ресурсоефективних технологіях водоспоживання у промисловості(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Голяка, Андрій Вадимович; Гомеля, Микола ДмитровичГоляка А.В. Нові матеріали та процеси в ресурсоефективних технологіях водоспоживання у промисловості. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 101 «Екологія» . – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена вивченню процесів водопідготовки для підживлення теплоенергетичних мереж, зниженню економічних витрат та екологічних збитків при експлуатації даних водоциркуляційних систем у промисловості. За приблизними підрахунками від 70 до 80 % всієї води, яка забирається для потреб різних підприємств, використовується саме для забезпечення водоциркуляційних систем водо- та теплопостачання. При цьому, використовуючи методи водопідготовки, які застосовуються на даний момент часу в Україні, для підтримки сольового балансу в системах потрібно скидати до 25 % від цього об’єму води у водойми, що в свою чергу також підвищує кількість води, яку потрібно забирати на підживлення систем. Окрім цього при експлуатації водоциркуляційних систем також спостерігається хімічне (іони металів що вимиваються і системи і трубопроводів) та фізичне (теплове) забруднення природних водойм. Особливо актуальним стоїть питання захисту обладнання та конструкцій від корозії та накипу, оскільки це призводить до значних і постійно зростаючих матеріальних втрат, особливо у зв’язку з таким фактором як висока корозійна агресивність води і водних розчинів. Саме вдосконалення підходів до протикорозійного захисту теплообмінників, котлів, трубопроводів та іншого обладнання дасть змогу суттєво підвищити термін експлуатації всього необхідного обладнання та значно зменшити матеріальні затрати у галузях енергетики, які використовують дані технологічні рішення. У першому розділі роботи описані системи водо- та теплопостачання, їх класифікація та різновиди і також сучасні методи, підходи та способи кондиціонування води для забезпечення потреб таких систем водою необхідної якості. Для вирішення даних завдань використовують процеси пом’якшення води з використанням хімічних та фізико-хімічних методів, що мають як переваги так і недоліки при їх застосуванні. Виникнення накипу, перегрівання, зменшення потужності та інші проблеми роблять необхідним використання у процесах кондиціонування води стабілізаторів накипоутворення, які повинні мати високу ефективність, не бути агресивними до корозії та не бути токсичними. Швидкість корозії та руйнування обладнання і трубопроводів також посилюється за рахунок наявності у воді корозійно-активних газів. В основному таким газом є розчинений у воді кисень. Хоча його вплив оцінюється двояко: з одного боку кисень виступає як пасиватор корозії – сприяє утворення захисної пасиваційної плівки, з іншого – активний деполяризатор, що викликає посилення корозії. Особливо небезпечним кисень є при підвищених температурах у котлах, теплообмінниках та водопроводах. Для видалення кисню (знекиснення) застосовують фізичні та хімічні методи, їх комбінації та редоксити, які на даний момент вважаються дуже перспективним напрямом досліджень. У другому розділі роботи представлені об’єкти досліджень та методологію, що включає опис, характеристику та фізико-хімічні властивості середовищ, реагентів та матеріалів, які були використані та представлені у наступних розділах дисертаційної роботи. Досліджувалась дистильована, водопровідна та натрій-катіонована вода. Описані методи проведення досліджень та проведення відповідних розрахунків. Також наведені методики контролю концентрацій речовин та фізико-хімічних процесів у воді. У третьому розділі дисертаційною роботи представлені результати досліджень процесів знекиснення води у статичних умовах. Проведені дослідження ефективності знекиснення дистильованої води реагентним методом. Для цього використовувались такі доступні реагенти як сульфіт та метабісульфіт натрію. На першому етапі досліджень використовували сульфіт натрію, концентрація по іонам SO3 2- якого змінювалась в діапазоні від 30 до 300 мг/дм3 . Були побудовані криві окислення сульфіту натрію 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків, розраховані константи швидкості реакції 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків та зроблені висновки щодо процесу проходження реакції та швидкості зв’язування кисню. Досліджувався вплив на швидкість зв’язування кисню сульфітом натрію в статичних умовах фактор присутності іонів каталізатора за різних концентрацій по SO3 2- (50 – 300 мг/дм3 ). Як каталізатор використовувались іони Fe2+ (сульфат заліза). Концентрація по іонам каталізатора змінювалась в діапазоні від 0.1 до 1 мг/дм3 . Також були побудовані криві окислення сульфіту натрію 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків в присутності іонів каталізатора, розраховані константи швидкості реакції 0-го, 1-го, 2- го, 3-го порядків відповідно до кожних із кривих. За результатами експерименту були зроблені висновки щодо каталітичного ефекту присутності іонів заліза (ІІ). Також були визначені порядки проходження реакції та описані лімітуючі фактори для кожного із всієї варіації проведених експериментів. Додатково досліджувався вплив зміни кислотності середовища на проходження процесу знекиснення води сульфітом натрію (200 мг/дм3 ) за наявності іонів каталізатора заліза (ІІ) (0,2; 0.5 мг/дм3 ). Були побудовані криві окислення сульфіту натрію 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків в присутності іонів заліза (ІІ) за різної реакції середовища, розраховані константи швидкості реакції 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків відповідно до кожних із кривих та описаний ефект зміни реакції середовища та його вплив на швидкість проходження процесу знекиснення води при різних показниках реакції середовища. Додатково було проведено дослідження процесу знекиснення води із застосуванням як відновника більш доступного реагенту – метабісульфіту натрію в присутності каталізатора (Fe2+) (100 – 300 мг/дм3 та 0,1 – 0,5 мг/дм3 відповідно). Були побудовані криві окислення метабісульфіту натрію 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків в присутності іонів заліза (ІІ) за різної концентрації, розраховані константи швидкості реакції 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків відповідно до кожних із кривих. Отримані результати порівняно із аналогічними результатами з експериментами із сульфітом натрію та зроблені певні висновки. Також були проведені дослідження процесу вилучення кисню сульфітом натрію в статичних умовах в присутності іншого каталізатора - іонів Co2+ (сульфат кобальту) за різних концентрацій (0,2 – 1 мг/дм3 ) при різних концентраціях по SO3 2- (100 – 300 мг/дм3 ) . Також були побудовані криві окислення сульфіту натрію 0-го, 1-го, 2-го, 3- го порядків в присутності іонів каталізатора, розраховані константи швидкості реакції 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків відповідно до кожних із кривих. За результатами експерименту були зроблені висновки щодо каталітичного ефекту присутності іонів кобальту (ІІ). Були визначені порядки проходження реакції та описані лімітуючі фактори для кожного із всієї варіації проведених експериментів. Результати порівнювались з аналогічними результатами в присутності іншого каталізатора – Fe2+ та були зроблені висновки щодо ефективності їх застосування та інших факторів. Також досліджувався вплив температури на процес зв’язування кисню сульфітом натрію в присутності іонів каталізатора (Fe2+) в статичних умовах в залежності від різних концентрацій відновника та каталізатора (60 – 300 мг/дм3 та 0,2 – 1,0 мг/дм3 відповідно). Були побудовані криві окислення сульфіту натрію 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків в присутності іонів заліза (ІІ) за різної температури, розраховані константи швидкості реакції 0-го, 1-го, 2-го, 3-го порядків відповідно до кожних із кривих та описаний ефект впливу зміни температури на процес зв’язування кисню та зроблені певні висновки. У четвертому розділі дисертаційної роботи проводились дослідження по знекисненню води у динамічних умовах та розробка нових технологічних рішень для ефективного видалення кисню з води, що дозволить суттєво зменшити корозійну агресивність води та збільшити термін експлуатації обладнання при переході до замкнутих систем теплопостачання та охолодження. Були наведені переваги та недоліки знекиснення води в динамічних умовах на редокситах та модифікованому завантаженні та зроблені висновки щодо їх застосування. Було проведено експерименти по дослідженню ефективності знекиснення води на модифікованому завантаженні із залізної стружки. Представлена технологічна схема реалізації процесу видалення кисню на такому завантаженні у дистильованій, водопровідній та натрій-катіонованій воді. Показано, що процес видалення кисню, застосовуючи такий підхід з виставленими параметрами, дозволяє отримати ефективність на рівні 90 – 97 % в залежності від варіацій. При цьому досліди проводились при різній швидкості фільтрування через завантаження, що також описано, та показаний ефект підвищення швидкості фільтрування на якість знекиснення води. Були вивчені процеси знекиснення води в динамічних умовах при дозуванні у воду сульфіту натрію та сульфату заліза. Після додавання реагентів воду пропускали через резервуар, який забезпечував певний час контакту реагетів з водою. Показано, що ефективність знекиснення води залежала від концентрації сульфіту у воді та дози іонів заліза (ІІ), температури води, часу контакту реагентів з водою. Розчини реагентів - сульфіту натрію та сульфату заліза, подавали у потік водопровідної води насосомдозатором шляхом урахування вихідних концентрацій розчинів реагентів, запланованих їх концентрацій у воді, витрати води і підтримання витрати розчину насосом-дозатором. Час контакту реагентів з водою регулювали витратою води. Визначено ефективність комбінованого використання фільтрів із модифікованим залізним завантаженням та дозування відновника у воду для її знекиснення. Воду пропускали через фільтр із модифікованою залізною стружкою. Це забезпечувало розчинення заліза (ІІ) у воді. За різних витрат води контролювали вміст заліза (ІІ), який сягав 0,2 – 0,5 мг/дм3 при використаних витратах води. Далі у воду дозували задану кількість сульфіту натрію. Після проходження контактного резервуару у воді визначали залишкові концентрації кисню та заліза. Показано, що ступінь знекиснення води залежав від температури води, дози сульфіту натрію, витрати води (часу контакту реагентів з водою).Документ Відкритий доступ Методи та програмні засоби аналізу блокчейн транзакцій(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Колісніченко, Вадим Юрійович; Дорогий, Ярослав ЮрійовичКолісніченко В. Ю. Методи та програмні засоби аналізу блокчейн транзакцій. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії з галузі знань 12 Інформаційні технології за спеціальністю 121 Інженерія програмного забезпечення. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена розробці методів та засобів для аналізу блокчейн транзакцій. Розроблені методи можуть бути прямо або опосередковано застосовані як при аналізі транзакцій, так і для дослідження блокчейн мереж загалом. Аналіз блокчейн мереж, а саме блокчейн транзакцій, є важливою задачею в блокчейн індустрії. У цьому контекстізосередження уваги на блокчейн транзакціях є не лише академічним інтересом але й практичною необхідністю для забезпечення безпеки, ефективності та стійкості мережі. Розробники постійно працюють над відлагодженням роботи блокчейнвузлів, що є надзвичайно важливим для підтримки надійності мережі. Це включає в себе не тільки виявлення та усунення помилок у коді, а й оптимізацію продуктивності та масштабованості. В такому контексті аналіз транзакцій допомагає ідентифікувати та вирішувати проблеми, які можуть впливати на роботу вузлів. Дослідники використовують аналіз транзакцій для виявлення потенційно неефективних місць у мережі. Це включає в себе вивчення шаблонів трафіку, обробку запитів, а також аналіз затримок і пропускної здатності. Такий аналіз може виявити вузькі місця, що потребують оптимізації, або навіть передбачити потенційні проблеми, які можуть виникнути в майбутньому. Виявлення вразливостей через аналіз блокчейн транзакцій є важливим як для забезпечення безпеки мережі, так і для дослідження минулих атак. Це охоплює відстеження підозрілих або нестандартних транзакцій, що може вказувати на спроби шахрайства, викрадення коштів, атаки типу "відмова в обслуговуванні" (DoS) або інші безпекові загрози. Аналіз транзакцій стає ключовим інструментом у боротьбі з кіберзлочинністю та забезпеченні довіри до блокчейн технологій. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності програмних засобів аналізу блокчейн транзакцій за рахунок удосконалення та розробки нових методів аналізу. У першому розділі дисертаційної роботи проаналізовано засоби та методи дослідження блокчейн транзакцій. Розглянуто області застосування такого аналізу у різних сферах та виділено основні групи задач, які він намагається вирішити: зв’язування адреси з особою, аналіз великих потоків транзакцій та аналіз смартконтрактів. Проведено порівняльний аналіз сучасних систем аналізу блокчейн транзакцій, серед яких є блокчейн-провідники та комплексні платформи дослідження транзакцій. Проведено огляд існуючих методів аналізу та їх обмежень, які вирішуються у даному дисертаційному дослідженні. У другому розділі розроблено алгоритмічне забезпечення для аналізу блокчейн транзакцій, а саме, розроблено чотири методи, які допомагають здійснювати аналіз транзакцій: метод застосування блокчейн-провідників для отримання даних з багатьох блокчейн мереж, метод виявлення та ідентифікації блокчейн вузлів, метод виявлення джерела транзакцій та метод аналізу OP_RETURN-скриптів. Третій розділ присвячено розробці архітектури комплексної системи аналізу блокчейн транзакцій, що здатна підтримувати різні типи блокчейн мереж та дозволяти вбудовувати додаткові компоненти аналізу. У розділі розглядається процес розроблення прототипів представлених методів та їх інтеграцію до комплексної аналітичної платформи. Четвертий розділ містить результати експериментального дослідження ефективності розроблених методів за допомогою реалізованих прототипів: методу застосування блокчейн-провідників для отримання даних з багатьох блокчейн мереж, методу виявлення та ідентифікації блокчейн вузлів, методу виявлення джерела транзакцій та методу аналізу OP_RETURN-скриптів. У дисертаційній роботі отримано низку нових наукових результатів, зокрема уперше розроблено архітектуру програмного забезпечення системи аналізу транзакцій блокчейн-мереж, яка відрізняється від існуючих застосуванням принципу інверсії керування, де компоненти аналізу окремих мереж ініціюють звʼязок та самостійно надсилають дані до ядра системи, що надає можливість інтеграції нових блокчейн-мереж та методів аналізу до системи. Вдосконалено метод отримання даних з блокчейн-мереж, який на відміну від наявних способів прямого отримання даних з вузлів передбачає застосування блокчейн-провідників, що надає можливість отримувати офчейн дані, які зберігаються провідником, а також уникнути розгортання власних блокчейн-вузлів під час аналізу різних мереж. Вперше здійснено формалізацію протоколу Peer Discovery блокчейн-мережі Rootstock на основі аналізу вихідного коду вузла RSKj, яка на відміну від інших включає та описує формати та послідовності повідомлень, що надає можливості для реалізації незалежних клієнтів мережі, подальшого аналізу та оптимізації даної децентралізованої системи. Вперше розроблено метод обходу вузлів блокчейн-мереж, який відрізняється від вже існуючих методів можливістю роботи з блокчейн-мережею Rootstock, що дозволяє шляхом її представлення у вигляді орієнтованого графа та послідовного опитування кожного нового виявленого вузла отримати усі доступні блокчейн вузли мережі Rootstock та її структуру. Вперше розроблено метод визначення відправника транзакцій у блокчейнмережі Rootstock через підключення до кожного знайденого вузла та аналізу часу отримання нових транзакцій, який на відміну від аналогічних методів враховує та використовує особливості мережі Rootstock, що надає можливість ідентифікувати вузол (отримати ідентифікатор та IP-адресу), який першим транслював транзакцію. Вдосконалено методологію аналізу транзакцій блокчейн-мережі Bitcoin, що на відміну від наявних підходів дозволяє автоматично виділяти різні типи OP_RETURN-скриптів на основі частоти появи їх префіксних частин та без попереднього знання форматів, що надає можливість розпізнавати та класифікувати дані, що зберігаються або протоколи, які побудовані з використанням OP_RETURN-скриптів. Запропоновані методи дозволяють підвищити ефективність аналізу блокчейн транзакцій у різних сферах, таких як розробка блокчейн систем, аудит смарт контрактів, розслідування злочинів пов’язаних з блокчейн мережами, трейдинг та інше. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані у 4 наукових працях, зокрема, у 4 наукових статтях, з яких 2 статті опубліковано у 2 виданнях третього квартиля (Q3), які реферуються базою Scopus, 1 статті у виданні четвертого квартиля (Q4), який реферуються базою Scopus, та 1 стаття опублікована у науковому виданні, що входить до наукових фахових видань України. Запропоновані методи та прототипи впроваджені та використовуються розробниками блокчейн мережі Rootstock для аналізу динаміки вузлів та стану мережі та для аналізу безпеки.Документ Відкритий доступ Оцінювання енергоефективності будівлі дошкільного навчального закладу в умовах забезпечення теплового комфорту(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Сапунов, Анатолій Олександрович; Дешко, Валерій ІвановичСапунов А.О. Оцінювання енергоефективності будівлі дошкільного навчального закладу в умовах забезпечення теплового комфорту – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 144 Теплоенергетика. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського” Міністерства освіти і науки України, м. Київ, 2024. У вступі дисертації висвітлено актуальність теми дослідження на сьогоднішній день та зв᾽язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Сформульовано мету, наукове завдання, об᾽єкт, предмет та методи дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, що підтверджене актами впровадження результатів, представлено дані про апробацію дисертації та наявні публікації з окресленням особистого внеску здобувача. Перший розділ дисертації присвячений аналізу теоретичних аспектів енергоефективності будівель, що є фундаментальною складовою сучасної архітектури та будівництва. Висвітлені основні засади їх енергоефективності, такі як теплоізоляція та енергозберігаючі матеріали, енергоефективні системи опалення та кондиціювання, енергоефективне освітлення, використання відновлювальних джерел та поведінка користувачів і їхній вплив на енергоспоживання. Розглянуто вимоги до нового будівництва та реконструкції будівель з метою досягнення високих стандартів енергоспоживання у світлі українського законодавства у сфері енергоефективності. В сучасному світі особлива увага приділяється застосуванню комп᾽ютерного моделювання для ефективності будівель. Цей метод використовується як надійний спосіб оцінки енергоспоживання та потенційного зниження вуглецевих викидів в атмосферу. Серед ключових програмних продуктів, які знаходять застосування в цій сфері, можна виділити EnergyPlus, eQUEST, TRNSYS, DesignBuilder, IDA ICE, та DIALux. Ці інструменти розроблені з урахуванням високих європейських стандартів енергомоделювання та дозволяють комплексно аналізувати теплові навантаження, систем опалення, вентиляції, кондиціювання повітря, освітлення, а також інерційні особливості огороджувальних конструкцій. В Україні ці методи набувають популярності, сприяючи зменшенню вуглецевого сліду та економії енергоресурсів. Впровадження таких технологій відкриває нові можливості для розробки проєктів будівель та їхньої модернізації з метою досягнення високих показників енергоефективності. Висвітлено сучасні дослідження у галузі енергоефективності та забезпечення умов комфорту в будівлях, необхідність термомодернізації житлового фонду в Україні для відповідності підвищеним вимогам стандартів. Розглянуто різноманітні підходи для забезпечення енергоефективності та комфорту, включаючи застосування передових програм для моделювання енергетичних характеристик будівель, що дозволяє оптимізувати проєкти будівель з метою досягнення найкращих показників енергоспоживання та теплового комфорту. Особлива увага приділяється потребам особливо чутливих груп населення, таких як дітей та літніх людей, у контексті створення оптимальних умов проживання. Підкреслюється критична важливість створення оптимальних теплових умов в приміщеннях, що є основним місцем перебування людей. У розділі вивчаються різноманітні методології оцінювання теплового комфорту, зокрема через застосування адаптивних і стаціонарних моделей. Ці моделі дозволяють враховувати особистісні відчуття та фізіологічні відгуки на зміни температурного середовища. Особливо вирізняється модель PMV, розроблена Фангером, яка є ключовою для ідентифікації ідеальних параметрів теплового комфорту, показуючи важливість інтегрованого підходу до проєктування та управління внутрішнім кліматом. У другому розділі дисертації наведені опис об’єкта дослідження, а саме дошкільного навчального закладу в м. Києві. Окрім того, детально розглянуто основні налаштування будівлі з використанням програмного середовища DesignBuilder. Застосування даної програми дозволяє комплексно підійти до вивчення теплових характеристик будівлі згідно стандарту ISO 13788, включаючи оцінку теплових втрат через огороджувальні конструкції та аналіз ризиків конденсації вологи і формування плісняви. Описано, як програмне середовище дозволяє налаштувати детальні параметри приміщення, враховуючи активність людей та термічний опір їхнього одягу, що відіграє вирішальну роль у розрахунку теплового комфорту. Для динамічного моделювання використано кліматичні дані з погодного погодинного файлу IWEC типового метеорологічного року для м. Києва, що виявляють значні коливання температури та сонячної радіації протягом року, і відіграють важливе значення для планування систем опалення, охолодження та енергозабезпечення будівель. Використання даних про глобальну горизонтальну сонячну радіацію і зовнішню температуру повітря дозволяють глибше зрозуміти енергетичні потреби та вплив погодних умов на комфортні умови клімату будівель. Виходячи з кліматичних даних, програма дозволяє оцінити енергетичні потреби та вплив погодних умов на комфорт і споживання енергії. Використання DesignBuilder сприяє глибокому аналізу енергетичної ефективності та теплового комфорту будівлі, дозволяючи розробляти рекомендації для підвищення стандартів ефективності та зниження енергоспоживання. У третьому розділі детально розглянуто вплив термомодернізації, згідно з шведськими енергетичними стандартами, на зменшення енергоспоживання. В ході дослідження порівнюються два сценарії: існуючий стан будівлі та її модернізований варіант із підвищеними показниками теплоізоляції до нормативних стандартів Швеції. Аналіз показує, що модернізація огороджувальних конструкцій дозволяє значно знизити витрати енергії на опалення, що демонструє важливість заходів щодо утеплення будівель. Встановлено, що впровадження переривчастого опалення, одночасно із підвищенням теплового опору конструкцій, призводить до ще більшого зниження енергоспоживання, що підтверджує ефективність такого підходу. Розглянуто вплив зміни функціонального призначення будівлі на її енергетичні потреби, зміна призначення будівлі − дитячого садка на офіс, що значно знижує витрати енергії. Також висвітлено роль присутності людей і необхідність вентиляційних систем у формуванні теплового балансу будівлі, що вказує на необхідність оптимізації систем опалення та вентиляції для досягнення енергетичної ефективності. Дослідження підкреслює значення географічного орієнтування будівлі та врахування сонячних надходжень через віконні конструкції, які можуть істотно покращувати тепловий комфорт внутрішніх приміщень і зменшення додаткового опалення. Завдяки комплексному підходу до модернізації будівлі, що включає утеплення, ефективне використання сонячної енергії та раціональне планування використання приміщень, можна суттєво знизити енергоспоживання та сприяти сталому розвитку міського середовища. Аналіз таких аспектів, як радіаційна температура та вплив географічного орієнтування приміщень, вказує на те, що покращення теплоізоляційних характеристик не тільки знижує енергоспоживання, але й позитивно впливає на сприйняття теплового комфорту людьми. Особливо це стосується приміщень, орієнтованих на південну сторону, де додаткові теплові надходження через вікна сприяють покращенню теплового сприйняття. Результати свідчать про можливість зниження внутрішньої температури без втрати в комфорті, що додатково сприяє економії енергії. Таким чином, врахування факторів теплового комфорту відіграє важливу роль у розробці стратегій енергоефективності та забезпеченні здорового та комфортного середовища для користувачів будівлі. У 4 розділі дослідження зосереджено на аналізі ефекту підвищення енергоефективності експлуатації будівлі у літній період. Вивчення впливу заходів щодо підвищення енергоефективності використання енергії влітку показало, що інтеграція спліт-систем охолодження та опалення є важливою для дошкільних навчальних закладів, де зазвичай відсутні системи охолодження. Дослідження включає розгляд впливу підвищення теплоізоляційних характеристик на рівень споживання енергоресурсів, виходячи з варіантів, які відповідають законодавчим стандартам з енергоефективності Швеції. Аналіз результатів моделювання показує, що вдосконалення теплового захисту огороджувальних конструкцій може значно знизити енергоспоживання на охолодження та опалення, забезпечуючи при цьому необхідний рівень теплового комфорту в приміщеннях. Особливу увагу приділено аналізу динаміки зміни температур як всередині, так і ззовні будівлі, а також впливу орієнтації будівлі на радіаційні температури. Висновки систематичних досліджень підкреслюють необхідність комплексного підходу до вибору теплових захисних технологій та управління температурним режимом, що включає практичне планування та застосування інноваційних рішень для досягнення оптимального балансу між енергоефективністю та тепловим комфортом. Особлива увага приділяється літнім місяцям, коли інтенсивне сонячне випромінювання може призводити до перегріву приміщень, необхідності збільшення витрат на кондиціонування, а також до негативного впливу на здоров᾽я людей. Зокрема, обговорюється необхідність використання пасивних методів, таких як затінення вікон, для зниження енергоспоживання та підвищення комфорту у літні місяці. Використовуючи програмне моделювання DesignBuilder, було оцінено енергетичну потребу на охолодження та енерговитрати освітлення для варіанту з/без затінення, включаючи статичне затінення та рулонні жалюзі. Результати вказують на те, що статичне затінення є найбільш ефективним, і для репрезентативної кімнати знижує енергоспоживання на охолодження на 74,98 кВт∙год порівняно з варіантом без затінення, але при цьому призводить до збільшення енерговитрат на освітлення на 4,63 кВт∙год. Зауважено, що встановлення рулонних жалюзі з внутрішньої сторони може бути найменш ефективним рішенням через збільшення витрат на освітлення та незначне зменшення енергопотреби на охолодження. Оцінено вплив орієнтації вікон та розташування затінення на ефективність зменшення енергопотреби на охолодження. Крім того, аналіз впливу затінення на радіаційну температуру показує, що статичне затінення сприяє зниженню температури в приміщенні, поліпшуючи тепловий комфорт у літній період. Загальні висновки підкреслюють важливість обрання оптимального затінення та орієнтації будівлі для забезпечення енергоефективності та комфортної внутрішньої обстановки. Результати досліджень передано до ДП НДІБК для використання при розробці стандартів з енергоефективності будівлі. Практичне значення одержаних результатів підтверджується актами впровадження результатів досліджень. Створена модель будівлі використовується для технічної розробки за держбюджетної теми «Ексергетичне обгрунтування нестаціонарних режимів та характеристик комбінованого тепло-та холодозабезпечення енергоефективних будівель на основі теплонасосних систем» та державним замовленням “Розроблення інтелектуальної низькотемпературної системи теплозабезпечення будівель на базі конденсаційної модульної котельні” (Розпорядження Кабінету Міністрів України від 29 вересня 2023 р. № 872 р “Про затвердження переліку науково-технічних (експериментальних) розробок в рамках виконання державного замовлення на найважливіші науково-технічні (експериментальні) розробки та науково-технічну продукцію у 2023 році”.Документ Відкритий доступ Розробка та оцінка ефективності програми фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Припутень, Анжела Миколаївна; Куріло, Сергій МиколайовичПрипутень А.М. Розробка та оцінка ефективності програми фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта. Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 227 Фізична терапія, ерготерапія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Київ, 2024. З розвитком науково-технічного прогресу відзначається тенденція до зростання кількості осіб працездатного віку з цервікалгією. Больові відчуття в шийному відділі хребта посідають друге місце після поперекового відділу хребта. За статистичними даними, від 22% до 70% населення в певний проміжок часу їх життя відчували біль у шиї. Синдром цервікалгії характеризується цілим комплексом симптомів, які включають біль різного походження в області шиї та комірцевої зони, обмеження рухливості, зниження сили постуральних м’язів, загальну скутість та корінцеві симптоми. Біль у шиї буває гострим і інтенсивним, ниючим і тупим, з іррадіацією в руку або голову, а також в область грудної клітки. Симптоми можуть виникати в будь-якій комбінації та можуть змінюватись з часом. Посилення болю може спостерігатись при розгинанні шийного відділу хребта, що пояснюється сильним стисненням нервових корінців. Запалення хребетного диску та фасеткового суглобу навколо нього також може викликати біль. Незважаючи на те, що синдром цервікалгії може вражати весь шийний відділ хребта, найбільш поширені симптоматичні ділянки знаходяться в нижніх шийних хребцях на рівні C6 і C7. Пошук нових сучасних методів і засобів для відновлення функціональних показників шийного відділу хребта та покращення якості життя осіб працездатного віку з цервікалгією проводиться за різними напрямками. Для зменшення больових відчуттів використовується апаратна фізіотерапія у вигляді медикаментозного електрофорезу, магнітолазерної терапії, ударно-хвильової терапії; з ціллю покращення рухливості шийного відділу хребта – кінезіотерапія; для зменшення спазмованості м’язів – постізометрична релаксація. Проте, результати фізичної терапії осіб з цервікалгією у широкій клінічній практиці не завжди задовольняють потреби хворих, досить часто спостерігаються рецидиви. Більшість засобів направлені на покращення структури та функції шийного відділу хребта. Порушення на рівні діяльності та участі хворих в активному повсякденному та професійному житті при даному синдромі не завжди враховують, що суперечить Міжнародній класифікації функціонування, обмеження життєдіяльності та здоров'я (МКФ), яку Міністерство охорони здоровя України впроваджує разом з Міжнародною класифікацією функціонування, обмежень життєдіяльності та здоров’я дітей і підлітків (МКФ-ДП) в Україні для розвитку реабілітаційної медицини. У зв’язку з тим, що число осіб з цервікалгією невпинно зростає, розробка та оцінка ефективності авторської програми фізичної терапії для даної групи пацієнтів залишається важливим завданням. Актуальність теми, її соціальноекономічне значення та недостатня розробленість обумовили вибір теми дисертаційного дослідження. Мета дослідження: науково обґрунтувати, розробити та оцінити ефективність авторської програми фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта, спрямовану на відновлення функціонального стану опорно-рухового апарату, функціональних можливостей, фізичної активності та якості життя пацієнтів. Методи дослідження: аналіз науково-методичної літератури, аналіз медичної документації, клінічні методи дослідження (контент-аналіз історій хвороб, опитування, спостереження, огляд, пальпація, візуально-аналогова шкала болю (VAS), опитувальник Мак Гілла (MPQ), гоніометрія, індекс Р.М. Баєвського, мануально-м’язове тестування), опитувальник (MOS SF 36), Канадський опитувальник виконання діяльності (Canadian occupational performance measue), опитувальник Бека, методи математичної статистики. Наукова новизна дисертаційної роботи полягає в тому, що: - вперше розроблена авторська програма фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта на гострому, підгострому та довготривалому періодах, підібрані засоби втручання з урахуванням ступеня функціональних порушень хворого; - вперше доведено відповідність складових запропонованої програми фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта, що ґрунтуються на базових принципах МКФ; - вперше науково обґрунтовано та розроблено технологію реабілітаційного втручання, з використанням фізичної терапії відповідно до доменів МКФ та з урахуванням чинників, що впливають на якість життя осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта; - вперше застосовували індивідуальних підхід, щодо вибору застосування авторської програми фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта з урахування гострого, підгострого та довготривалого періодів з акцентом на постізометричну релаксацію, кінезіотейпування, міофасціальний реліз та фізичні вправи; - проаналізовані анатомічні та функціональні особливості шийного відділу хребта у осіб працездатного віку з цервікалгією, що відкрило можливості для розробки авторської програми фізичної терапії; - уточнено та конкретизовано категорійний профіль за МКФ для осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта, узагальнений діагностичний інструмент відповідно до доменів МКФ (структури, функції, діяльності та участі); - клінічно доведено позитивний вплив кінезіологічного тейпування у поєднанні зі спеціальними вправами на осіб працездатного віку з цервікалгією на гострому періоді; - клінічно обґрунтована роль психоемоційного стану, мотивації, інтересів та потреб у відновленні якості життя осіб працездатного віку з цервікалгією. У першому розділі, відповідно до завдань дисертаційного дослідження, представлено результати огляду та аналізу вітчизняної та закордонної спеціальної літератури з питань фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта. Встановлено, що даний синдром дуже поширений та набуває епідеміологічного характеру серед пацієнтів з патологією, яка викликає функціональні порушення в шийному відділі хребта, больові відчуття, м’язові спазми, обмеження в професійній та повсякденній активності. Більшість авторів у своїх програмах наводять традиційні підходи із застосуванням фізичних вправ, почергової комбінації застосування холодових та теплових компресів, фізіотерапії, носіння комірця Шанца, сухого та підводного витягнення, лікувального масажу та голковколювання, однак вони не враховують наявні порушення на фізичному, психоемоційному, соціальному рівнях відповідно до доменів МКФ та з урахуванням чинників, що впливають на якість життя осіб працездатного віку з цервікалгією. Наукових праць з обґрунтованим застосування виявлених порушень на рівні структури, функції, діяльності, участі та факторів середовища у осіб працездатного віку з цервікалгією та теоретичним обґрунтуванням застосуванням методів та засобів в досліджених джерелах не виявлено. У другому розділі описано методи та організацію дослідження, яке проводилось на базі Центру Здоров’я «Аюрведа 192» м. Києва. В дослідженні взяли участь 76 пацієнтів з синдромом цервікалгії, який їм був поставлений лікарем невропатологом. Осіб з даною патологією після обстеження та виявлення порушень на рівні МКФ було розподілено методом випадкової вибірки на дві групи: основну (n=38) та контрольну (n=38). Обстеження пацієнтів відбувалось в три етапи: перший – перед програмою фізичної терапії; другий – на 3 день гострого періоду, третій – на 21 день після закінчення програми. З метою виявлення функціональних обмежень в шийному відділі хребта застосовувалась гоніометрія, для оцінки смазмованості м’язів – пальпація, слабкості м’язів – мануально-м’язове тестування, оцінки больових відчуттів – візуально-аналогова шкала болю (VAS), опитувальник Мак Гілла (MPQ), опитувальник для визначення показників оцінки якості життя MOS SF-36, Канадський опитувальник (Canadian occupational performance measue). У третьому розділі наведена характеристика функціонального стану опорно-рухового апарату, фізичного стану та якості життя осіб працездатного віку з цервікалгіями на етапі обстеження перед програмою фізичної терапії. Встановлено, що серед хворих найбільше: офісних працівників – 32 особи, водіїв – 11 осіб, будівельників – 6 осіб, студентів – 6 осіб, медичних працівників – 7 осіб, перукарів – 4 особи, безробітних – 10 осіб. Більшість респондентів зауважили, що даний синдром у них діагностувався вперше – 46 осіб, другий раз за рік – 24 осіб та рецидив більше 3 разів на рік був у 6 осіб. Серед можливих факторів, які могли спровокувати загострення, 24 респонденти назвали тривале перебування в сидячому положенні, 18 – стрес, 16 – переохолодження, інші гіподинамію, важку роботу або не знали, що могло спровокувати даний синдром. Перед дослідженням у пацієнтів обох груп були виражені больові відчуття у 63,1% на рівні 4-6 балів та 36,8% мали 7-9 балів за VAS. Пацієнти з синдромом цервікалгії мали значно знижені показники фізичного, психологічного здоров’я за опитувальником MOS SF 36. Четвертий розділ присвячений технології побудови авторської програми фізичної терапії осіб працездатного віку з цервікалгією шийного відділу хребта. Наведені дидактичні принципи фізичної терапії, особливості постановки SMARTцілей на основі реабілітаційного діагнозу та прогнозу, алгоритм проведення авторської програми на гострому, підгострому та довготривалому періодах з урахуванням пацієнто-центрованого підходу. Було розроблено два алгоритми, які направлені на покращення якості постановки реабілітаційного діагнозу хворих та послідовності проведення авторської програми фізичної терапії осіб працездатного віку з церікалгією шийного відділу хребта. У п’ятому розділі представлені результати обстежень функціональних показників шийного відділу хребта пацієнтів (флексії, екстензії, латерофлексії в правий та лівий бік), больових відчуттів в стані спокою, при активних рухах та під час пальпації, стан тонусу м’язів, оцінки якості життя за MOS SF 36, показників діяльності за канадським опитувальником (Canadian occupational performance measue), які проводились, як перед авторською програмою, так і на 21 добу після. Отримані дані усіх обстежень в основній групі (ОГ) були значно кращі, в порівнянні з контрольною групою (КГ), що свідчить про ефективність даної програми. Больові відчуття під час пальпації в ОГ знизилися на 13 % порівняно з КГ та в кінці програми були на рівні слабких в обох групах. Больові відчуття на початку значно обмежували рухливість в шийному відділі хребта, тому після впровадженої програми та зниження болю, м’язового спазму, рухливість під час флексії була покращена в ОГ на 7,5% у порівнянні з КГ, екстензії на 5% та відповідала нормі. У шостому розділі проведено аналіз отриманих результатів та їх порівняння з висновками та результатами інших досліджень, даними науково-методичної літератури. Практична значущість роботи полягає в тому, що впровадження розробленого алгоритму заходів фізичної терапії для пацієнтів з цервікалгіями сприяло підвищенню ефективності амбулаторної реабілітації та їх якості життя. Результати дослідження впроваджені у роботу Центру Здоров’я «Аюрведа 192» м. Києва, ТОВ Медичний центр «Фітнес клініка аурум», а також у навчальний процес студентів кафедри біобезпеки і здоров’я людини Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського» при викладанні дисциплін «Фізична терапія, ерготерапія при захворюваннях та травмах нервової системи» та «Клінічна кінезіотерапія та гідрокінезіотерапія», що підтверджується відповідними актами впровадження. Робота містить 19 рисунків, 18 таблиць, 137 літературних джерел та 6 додатків.Документ Відкритий доступ Розробка статичного та динамічного еквівалентів живих тканин та методики їх застосування(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Сніцар, Євген Вікторович; Худецький, Ігор ЮліановичСніцар Є.В. Розробка статичного та динамічного еквівалентів живих тканин та методики їх застосування. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 163 – «Біомедична інженерія». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, м. Київ, 2024. Робота виконувалася на кафедрі біомедичної інженерії факультету Біомедичної інженерії Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерства освіти і науки України. Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі – розробці статичного та динамічного еквівалентів живих тканин та методики їх застосування при розробці та дослідженні електрохірургічної апаратури. В роботі обґрунтовано розробку теоретичних моделей статичного та динамічного еквівалентів живих тканин, створено робочі макети статичного та динамічного електричних імітаторів живих тканин. Розроблено методику використання електричного статичного імітатора живих тканин при діагностичних дослідженнях пацієнтів у доопераційний період. Розроблено методику використання електричного динамічного імітатора живих тканин на початкових етапах розробки та дослідження електрохірургічної апаратури. Проведений огляд та аналіз літературних джерел за темою дослідження формулює розуміння наявності проблем при розробці та дослідженні електрохірургічної апаратури. Сучасний етап розвитку електрохірургічної апаратури тісно пов’язаний з актуальними проблемами визначення життєздатності тканин організму та їх придатності до застосування електрохірургічної апаратури в процесі хірургічних втручань, автоматизації процесів зварювання, особливо – зварювання патологічно змінених живих тканин та автоматизації вибору режимів зварювання. На даний момент вирішення цих проблем відбувається шляхом проведення експериментальних доклінічних досліджень на біологічних еквівалентах живих тканин, та з використанням лабораторних тваринах. Але такий шлях веде до появи нових проблем, що може призвести до відсутності репрезентативності результатів; неможливість або важкість визначення точного віку тварини, з якої був отриманий зразок у відношенні до віку людини; необхідність використання в експерименті зразків з певними патологічними змінами, які не завжди можна отримати у свійської свині, у тому числі й зі сторони етичних аспектів. Основний зміст дисертаційного дослідження викладений у чотирьох розділах, у яких викладено та обґрунтовано основні результати дисертації. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та задачі дослідження, описано методи дослідження, надана інформація про зв’язок роботи з науковими програмами, наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, наведено наукові праці, які засвідчують апробацію матеріалів дисертації. У першому розділі дисертаційної роботи «Аналітичний огляд літератури» проведено аналіз основних тенденцій і проблем на кожному з етапів розробки електрохірургічної апаратури, розглянуто біофізичні характеристики живих тканин та їх властивості в електричному полі. Приділили велику увагу проблематиці проведення практичних експериментів з етичної за законодавчої точки зору. Другий розділ дисертаційного дослідження «Електричні еквіваленти живих тканин» присвячений аналізу наявних підходів, щодо заміщення біологічних тканин при експериментальних дослідженнях, та розробці нових актуальних теоретичних еквівалентів. Згідно з теоретичною моделлю, запропонованою Худецьким І.Ю., було розроблено еквівалентну схему електричну принципову заміщення живих біологічних тканин різних типів. Вона передбачає можливість задання різноманітних параметрів резисторів для імітації активних опорів шкіри (Rші), резисторів для імітації активних опорів м’язової тканини (Rmі) та конденсаторів (Cі), які моделюють реактивний опір біологічних тканин. При дії електрохірургічної апаратури на живі тканини їх показники імпедансу та активного опору змінюються динамічно, тому для розробки динамічного імітатора живих тканини в процесі впливу електрохірургічної апаратури запропонована модель еквівалентної динамічної схеми заміщення живих біологічних тканин різних типів з змінними параметрами(на основі Фріке), що дає можливість реалізації еквівалентів будь-яких тканин за допомогою використання змінних резисторів та конденсаторів для дослідження їх поведінки в умовах електротермічних впливів в процесі обробки та з’єднання (зварювання). У третьому розділі «Розробка статичного та динамічного еквівалентів живих тканин» описано розроблену схему електричну принципову імітатора електричного еквіваленту живих тканин різного стану життєздатності для неінвазивного дослідження за розробленою моделлю на основі моделі Коула. Для створення макету розроблено його дизайн та підібрано відповідні компоненти. Було проведено випробування роботи імітатора та отримані осцилограми на частотах 1 кГц, 10 кГц, 66 кГц, 200 кГц амплітудах 1,5 та 5 В. Для створення макета динамічного еквіваленту живих біологічних тканин (що імітує поводження живих тканин при інвазивних дослідженнях), за основу було взято теоретичну модель еквівалентної динамічної схеми для заміщення живих біологічних тканин різних типів та їх поведінки в умовах електротермічних впливів в процесі обробки та з’єднання на основі моделі Фріке. Було розроблено електричну принципову схему макета динамічного еквіваленту живих біологічних тканин різних типів та їх поведінки в умовах електротермічних впливів, підібрано компоненти за зібрано робочий макет. Для обробки отриманих даних запропоновано метод обробки дослідних синусоподібних кривих двох напруг, з визначенням кута зсуву фаз між ними за допомогою математичного пакета MathCAD. Використання запропонованого методу автоматизує процес обробки отриманих під час експериментів даних та на порядок пришвидшує процедуру їх аналізу. У четвертому розділі «Експериментальні дослідження» викладено методологія проведення дослідження характеристик біоімпедансу з залученням волонтерів, отримано показники імпедансу неураженої тканин через шкіру, для різних вікових груп. Критеріями включення слугували зрілий вік та похилий вік (від 21 до 74 років), та відсутність виражених патологій. Осцилограми зняті на частотах 1 кГц, 10 кГц, 66 кГц, 200 кГц, було оброблено у середовищі Mathcad, згідно отриманих даних - побудовано графіки залежності ємнісного опору від частоти, для кожної з вікових груп. Отримані результати було порівняно з роботою макета імітатора електричного еквіваленту живих тканин різного стану життєздатності для неінвазивного дослідження за моделлю на основі моделі Коула. Далі було розроблено та проведено експериментальне дослідження для зняття показів активного та ємнісного опорів м’язової тканини при дії електрохірургічної апаратури в різні моменти часу. Дослідження проводилось із залученням біологічних зразків тваринного походження, а саме свині свійської, було досліджено сорок зразків біологічних моделей живих тканин в процесі зварювання з застосуванням електрохірургічної апаратури «БТА-300 М1». Заміри для визначення кута зсуву фаз знімались на трьох частотах 1 кГц, 66 кГц, 200 кГц. Згідно з отриманих даних було сформовано залежності зміни активного та реактивного опорів при дії електрохірургічної апаратури відносно часу. З проведеного аналізу графіків видно динаміку зменшення активного опору в період від 1 до 4 секунд, що характеризує процес руйнування мембран клітин, далі проходить процес кипіння - опір стабільний 200-400 Ом, рідина випаровується і опір росте, на цьому процес зварювання завершується, якщо продовжити вплив ВЧ тканина просто висохне і опір буде прагнути до безкінечності.. Знайдені залежності було застосовано для програмування роботи динамічного імітатора шляхом рівняння апроксимуючої поліноміальної кривої для середнього значення активного опору: y = 83,119x2 - 546,64x + 1100,6, рівняння апроксимуючої поліноміальної кривої для середнього значення реактивного опору при частоті 1кГц: y = 119,01x2 - 715,69x + 1252, рівняння апроксимуючої поліноміальної кривої для середнього значення реактивного опору при частоті 66 кГц: y = 46,532x2 - 433,37x + 1157, рівняння апроксимуючої поліноміальної кривої для середнього значення реактивного опору при частоті 200 кГц: y = 119,41x2 - 703,88x + 1039,3. Проведені порівняльні дослідження роботи макета статичного імітатора імітатора електричного еквіваленту живих тканин різного стану життєздатності, для неінвазивного дослідження з показами імпедансу отриманими при дослідженнях з волонтерами дають змогу стверджувати - запропонований нами статичний еквівалент дозволяє проводити дослідження придатності тканин організму людини до зварювання і проводити такі дослідження без залучення волонтерів та біологічних тканин. Проведені порівняльні дослідження роботи макета динамічного еквіваленту живих біологічних тканин різних типів та їх поведінки в умовах електротермічних впливів та вимірів отриманих при дослідженні активного та ємнісного опорів м’язової тканини при дії електрохірургічної апаратури в різні моменти часу, дозволяють стверджувати про можливість застосування розробленого динамічного електричного еквіваленту біологічних тканин різних типів в умовах електротермічних впливів для, можливості побудови алгоритмів автоматизації зварювання живих тканин та обробки ран. Робота містить 66 рисунків, 13 таблиць, 158 літературних джерел та 2 додатки.Документ Відкритий доступ Визначення вірусостійкості трансгенних рослин родини Solanaceae, трансформованих гетерологічними генами(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Потрохов, Андрій Олександрович; Матвєєва, Надія АнатоліївнаПотрохов А.О. Визначення вірусостійкості трансгенних рослин родини Solanaceae, трансформованих гетерологічними генами. – Кваліфікаційна наукова праця правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 «біотехнологія» – Інститут клітиної біології та генетичної інженерії НАН України, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського” МОН України, Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена дослідженню вірусостійких трансгенних рослин родини Solanaceae з різними гетерологічними генами. Мета та завдання дослідження. Вивчення вірусостійкості трансгенних рослин родини Solanaceae з гетерогічними перенесеними генами до РНК вмісних вірусів рослин. Об’єкт дослідження — вірусостійкість трансгенних рослини родини Solanaceae до РНК вірусів рослин. В роботі було досліджено можливість використання генів різного походження для створення вірусостійких трансгенних родини Solanaceae на прикладі рослин Nicotiana tabacum L, Nicotiana bethamiana L, Petunia×hybrida hort. ex E. Vilm. та Solanum tuberosum L. Такий вибір рослин обумовлений тим, що N. tabacum, N. bethamiana вважають ідеальними модельними об’єктами для вірусологічних та генетичних досліджень. Рослини Petunia×hybrida останнім часом набувають великого значення як новий модельний об’єкт досліджень, окрім того вони широко використовуюся в промисловому садівництві. Рослин S. tuberosum виступають в даних дослідженнях, як цінний промисловий вид, який є важливим для економіки України та світу. Автор зазначає, що трансформовані рослини петунії та картоплі були отримані раніше і взяті в дану роботу для вірусологічних досліджень. Автор особисто провів генетичну трансформацію рослини N. tabacum та N. bethamiana з використанням векторних конструкцій з генами inf-2b та ZRNase II. Трансгенні рослини N. bethamiana з геном ZRNase II були використані для створення модельної системи вірус-рослина та оцінки розвитку системної вірусної інфекції. В роботі представлено результати молекулярно-біологічних, біохімічних та вірусологічних досліджень. Інфікування рослин проводили, використовуючи вірус картоплі Y (PVY), вірус тютюнової мозаїки (TMV) та векторну конструкцію з елементами вірусу картоплі Х та флуоресцентного білка GFP. Використання векторної конструкції з елементами вірусу і репортерним білком GFP дозволило візуалізувати розповсюдження вірусу в трансгенних рослинах і оцінити розвиток системної реакції. На початкових етапах роботи методом агробактеріальної трансформації були отримані рослини N. tabacum з геном inf‒2b. Проведена полімеразно-ланцюгова реакція (ПЛР) підтвердила наявність цільового гена. Методом Кербера було показано, що екстракти трансгенних рослин з геном inf–2b виявляли активність інтерферону на культурі клітин перевивних тестикул поросят інфікованих вірусом везикулярного стоматиту. Незважаючи на активність білкового продукту гена inf–2b, після інфікування трансгенних рослин TMV не було виявлено ознак зміни розвитку інфекційного процесу. Трансгенні рослини N. tabacum з геном inf‒2b не характеризувалися зміненою віросостійкістю до фітовірусу. Однак, за рядом біохімічних параметрів, а саме змінами антиоксидантної активності (АОА) та перекисневого окислення ліпідів (ПОЛ) трансгенні рослини характеризувалися тенденцією до підвищення стресостійкості. Електронне мікроскопічне дослідження трансгенних рослин N. tabacum не виявило змін ультраструктури клітин у порівняні з ультраструктурою клітин рослин дикого типу. Генетична трансформація чужорідним геном не призводила до патології в клітинах рослин. Патологічні зміни в клітинах трансгенних рослин, які були інфіковані TMV не відрізнялися від змін в уражених клітинах рослинах дикого типу. Таким чином, було показано що, трансформація рослин тютюну геном inf–2b не призводила до змін вірусостійкості рослин, навіть незважаючи на противірусну активність екстрактів на культурі клітин тварин. В подальшому було досліджено можливість застосування інших генів, а саме генів рибонуклеаз, для створення віростійких рослин. Рослини S. tuberosum та Petunia×hybrida були взяті з колекції трансгенних рослин Інституту клітинної біології та генетичної інженерії. Методом ПЛР було підтверджено, що, незважаючи на тривале зберігання в колекції, досліджувані рослин зберігали цільові гени. В результаті були відібрані сорти картоплі Ласунак та Лугівська, лінії яких містили гени bov (ген отриманий з Bos taurus) та ZRNase II (ген отриманий з рослин Zinnia elegans), а також відібрані лінії гібридних сортів петунії М1 та Р5 з геном ZRNase II. ПЛР підтвердив наявність гена ZRNase II в трансформованих рослин N. benthamiana, які були отримані в процесі роботи. Подальші дослідження проводили з рослинами, які вирощувалися в грунті. Перед початком експериментів усі дослідні рослини були акліматизовані до умов ex vitro. В досліджуваних рослинах визначали загальну РНКазну активність. Було досліджено загальну РНКазну активність в трансгенних лініях сортів картоплі Лугівська та Ласунак та у рослинах дикого типу толерантного сорту Слов’янка. Аналіз показав, що серед вихідних рослин дикого типу найбільа активність виявлена в толерантному сорті Слов’янка. Виявлено, що в трансгенних рослинах загальна РНКазна активність була вищою порівняно з такою активністю у рослин дикого типу. В рослинах сорту Лугівська, що містять ген ZRNase II, активність була найвища серед усіх трансгенних рослин картоплі. Аналіз загальної РНКазної активності у рослинах Petunia hybrida виявив, що активність РНКазна була визою у трансгенних рослинах. Загальна активність РНКаз у різних трансгенних ліній сорту Р5 перевищувала в 1,83-2,10 рази активність в рослинах дикого типу. У трансгенних рослин М1 активність була в 1,34-1,85 рази вищою, ніж у рослин дикого типу. Було встановлено, що у рослинах N. benthamiana загальна активність РНКази у трансгенних рослин була у 4-6 разів вищаб ніж у рослин дикого типу. Для проведення аналізу чутливості рослин до вірусів проводили їх інфікування. Інфікування трансгенних рослини, проводили методом інокуляції вірусовмісного препарату PVY (картопля), або TMV (петунія) шляхом механічного втирання в поверхню листкової пластинки. В якості контролю використовували рослини дикого типу. Після появи виражених симптомів інфекції проводили їх візуальний аналіз. В контрольних рослинах S. tuberosum симптоми інфекції PVY включали: скручування нижніх листків, жовті плями на листках, некроз стебел і жилок, концентричні некрози, затримку росту. Серед вихідних рослин найменш виражені симптоми були в рослинах толерантного сорту Слов’янка. В трансгенних рослинах симптоматична картина була менш вираженою та була пролонгована. Трансгенні рослини S. tuberosum з геном ZRNase II продемонстрували відстрочені або менш помітні симптоми вірусної інфекції у порівнянні з трансгенними рослинами з геном bov. Рослини Petunia hybrida дикого типу, інфіковані TMV, вже на третій тиждень почали проявляти симптоми ураження: мозаїка на листі, крапчастість, деформація листкових пластинок. Причому симптоми були більш яскраво виражені у рослин сорту М1. Симптоматична картина інфекції для сорту Р5 виражалася лише у легкій зморшкуватості листя. В трансгенних рослинах М1 та Р5 симптоми почали з’являтися лише на 4-5 тиждень. Оскільки візуальна діагностика не може вважатися надійним ефективним методом детекції вірусів, для достовірного підтвердження ураження рослин було проведено імуноферментний аналіз (ІФА). Визначення антигенів PVY проводили в модифікації «сендвіч» ІФА. Результати аналізу виявили різні рівні накопичення вірусного антигена. Найбільш чутливим був сорт Ласунак, а найбільш толерантним – Слов’янка. В дослідних лініях трансгенних рослин з геном bov достовірної різниці у рівні вірусних антигенів порівняні з рослинами дикого типу виявлено не було. У трансгенних рослин сорту Лугівська з геном ZRNase II рівень накопичення вірусу був найнижчий серед усіх досліджуваних рослин. Накопичення вірусного антигена TMV в рослинах петунії аналізували методом непрямого ІФА. У трансгенних лініях сорту M1 кількість вірусного антигена була у 3,3 – 4,0 менша ніж у вихідних рослин дикого типу. В рослинах сорту P5 кількість антигена була у 1,62 рази менше порівняно з контролем. Як і рослини N. tabacum, рослини петунії за біохімічними показниками ПОЛ та АОА проявляли тенденцію до розвитку стресостійкості до вірусної інфекціїБ викликаної TMV. В інфікованих рослинах дикого типу, фітовірусна інфекція спричинювала стимулювання ПОЛ та активацію метаболічних процесів та розвиток стрес-реакцій. В 7 трансгенних рослинах спостерігали активізацію процесів АОА та розвиток захисних реакцій. Оскільки рослини Petunia×hybrida не дають чітко вираженої системної реакції TMV для дослідження впливу гена ZRNase II на системне поширення вірусів в трансгенних рослинах була розроблена тест система вірус-рослина з використанням модельних рослин N. bethamiana з геном ZRNase II. В трансгенні рослини N. benthamiana з геном ZRNase II була інфільтрована векторна конструкція, що містила в своєму складі елементи вірусу картоплі Х та репортерний ген gfp. Продукт гена gfp можна візуально ідентифікувати в ультрафіолетовому спектрі, що дозволяє оцінити розповсюдження вірусу по рослині у реальному часі. В результаті дослідження було встановлено, що світіння GFP спочатку з’являлося в сайті первинної інфільтрації. Системне поширення вірусних частинок в рослинах дикого типу спостерігали на другий тиждень після інфільтрації. GFP детектували в молодих листках, судинних пучках, зокрема в районі центральних та бічних жилокок. В трансгенних лініях рослин розвиток системної вірусної реакції був сповільнений. В цих рослинах було відміченою появу нових сигналів в місцях, відмінних від первинної зони інфільтрації, через 2-3 тижнів після візуалізації активної флуоресценції в рослинах дикого типу. Аналіз співвідношення антоціанів до хлорофілів в системі вірусрослина показав, що в трансгенних рослинах цей показник був в 2 рази нижчим порівняно з рослинами дикого типу. Це може бути свідченням більш ефективної роботи антиоксидантної систем в трансгенних лініях тютюну. Таким чином, в результаті проведеної роботи було встановлено, що на відміну від використання гена inf 2b, гени екстраклітиних рибонуклеаз дозволяють отримувати рослини з модифікованою стійкістю до вірусів. У таких трансгенних рослин пригнічуєтеся розвиток вірусної інфекції, хоча і не спостерігається повна його елімінація. З представлених в даному дослідженні підходів оптимальним є використанням генів рибонулеаз рослинного походження.