Магістерські роботи (ФЕС)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Вплив параметрів кремнієвого транзистора типу FinFET на його теплові характеристики(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019-05) Щербина, Ольга Вікторівна; Гільчук, Андрій ВолодимировичПояснювальна записка дисертації за обсягом становить 73 сторінки, містить 31 рисунок та 4 таблиці. Використано 35 бібліографічних джерел. Актуальність теми. Одночасно зі зменшенням розмірів елементів інтегральних мікросхем вирішення теплових проблем пристроїв, що входять до їх складу набуває все більшої актуальності. Інтегральні схеми, що використовуються у військовій, автомобільній та атомній промисловості потребують високих робочих температур. Дослідження впливу різних факторів на самонагрів FinFET пристроїв є перспективним. Проте наразі чисельних досліджень процесів самонагріву в тривимірних транзисторах типу FinFET недостатньо. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота за темою дисертації проводилася за власною ініціативою на кафедрі ФЕС НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Мета дисертаційної роботи полягає в дослідженні впливу масштабування кремнієвого транзистору типу FinFET на потужність, що виділяється та зростання температури всередині пристрою. Досягнення мети передбачає вирішення таких задач: – Побудова структурної моделі FinFET; – Розрахунок розподілу потенціалу та вольт-амперних характеристик; – Дослідження процесу теплогенерації; – Побудова розподілу температури всередині пристрою; – Дослідження впливу геометрії на самонагрів транзистору; – Аналіз впливу нанорозмірних ефектів у каналі FinFET на процес самонагріву. Об’єктом дослідження є кремнієвий транзистор типу FinFET з розмірами 32 нм. Предметом дослідження є фактори, які впливають на процес самонагріву тривимірних транзисторів типу FinFET. Методи дослідження. Комп’ютерне моделювання структури FinFET. Побудова розподілу потенціалу шляхом чисельного розв’язання рівняння Пуассона. Одержання вольт-амперних характеристик згідно з моделлю дрейфу та дифузії. Чисельне моделювання процесу самонагріву FinFET. Були отримані наступні результати: 1. Проведено чисельне моделювання структури та процесів самонагріву FinFET транзистору за допомогою програмного пакету GTS Framework. 2. Досліджено впливу зміни геометрії на самонагрів FinFET. Показано, що зміна геометричних розмірів транзистору призводить до зменшення потужності, що виділяє пристрій. 3. Виявлено, що при зменшенні геометричних розмірів транзистору щільність теплового потоку, що відводиться, зростає. 4. Продемонстровано, що зменшення висоти каналу призводить до зменшення максимальної температури пристрою, а зменшення ширини – до зростання. 5. Проведено аналіз впливу наномасштабних ефектів на самонагрів FinFET. При урахуванні зменшення теплопровідності каналу максимальна температура зростає. 6. Встановлено, що зменшення теплопровідності каналу внаслідок наномасштабних ефектів призводить до зниження потужності, що виділяється пристроєм. Наукова новизна дисертації полягає у визначенні впливу факторів геометрії та теплопровідності нанорозмірного кремнію на самонагрів FinFET. Практичне значення отриманих результатів. Встановлено, що зменшення геометричних розмірів каналу дозволяє знизити потужність, що виділяє транзистор, проте внаслідок того, що площа зменшується швидше, щільність теплового потоку зростає, а відповідно зростає температура всередині пристрою. Отримані дані можуть бути використані для оцінки надійності FinFET даної конфігурації, встановлення потреби у покращенні конструкції та забезпечення належного тепловідведення для тривалої стабільної роботи пристрою.Документ Відкритий доступ Моделювання електричних і теплових характеристик InGaAs транзистора типу Nanowire FET(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019-05) Мушаровський, Олександр Олександрович; Гільчук, Андрій ВолодимировичПояснювальна записка магістерської дисертації за обсягом становить 80 сторінок, містить 44 рисунки та 1 таблицю. Використано 36 бібліографічних джерел. Актуальність теми. З сучасними тенденціями до швидкого зменшення масштабів транзисторів необхідно розглядати все нові схеми та матеріали для створення конкурентоздатних пристроїв. Моделювання залежності параметрів транзисторів від їх геометричних розмірів та визначення правильної конфігурації лінійних розмірів відкриє шлях до подальшого розвитку нанорозмірних технологій. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота за темою дисертації проводилася за власною ініціативою на кафедрі ФЕС НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Мета дисертаційної роботи полягає в дослідженні впливу лінійних розмірів каналу InGaAS Nanowire-FET електричні та теплові характеристики пристрою. Досягнення мети передбачає вирішення таких задач: – Побудова структурної моделі Nanowire FET; – Розрахунок розподілу потенціалу та вольт-амперних характеристик; – Дослідження процесу теплогенерації; – Побудова розподілу температури всередині пристрою; – Дослідження впливу геометрії на електричні та теплові характеристики. Об’єктом дослідження є InGaAs Nanowire FET з характерним розміром 40 нм. Предметом дослідження є фактори, які впливають на електричні та теплові характеристики Nanowire FET. Методи дослідження. Комп’ютерне моделювання структури Nanowire FET. Побудова розподілу потенціалу шляхом чисельного розв’язання рівняння Пуассона. Одержання вольт-амперних характеристик згідно з моделлю дрейфу та дифузії. Чисельне моделювання теплогенерації та розподілу температури Nanowire FET. Були отримані наступні результати: 1. Проведено чисельне моделювання структури та електричних і теплових процесів Nanowire FET транзистору за допомогою програмного пакету GTS Framework. 2. Досліджено вплив зміни лінійних розмірів каналу на електричні й теплові характеристики Nanowire FET. Показано, що зменшення довжини каналу призводить до збільшення вихідного струму і теплогенерації транзистору. 3. Виявлено, що при зменшенні висоти (або радіусу) каналу вихідний струм та теплогенерація зменшуються. Наукова новизна дисертації полягає у визначенні впливу геометричних факторів на електричні та теплові характеристики InGaAs Nanowire FET. Практичне значення отриманих результатів. Встановлено, що зменшення довжини каналу призводить до збільшення вихідного струму, однак збільшується і тепловиділення в транзисторі, а відповідно і піднімається температура, яка до того ж розподілена дуже нерівномірно і сконцентрована біля робочої частини каналу. Отримані дані можуть бути використані для оцінки вихідних характеристик InGaAs Nanowire FET пристроїв та більш детального вивчення тепловиділення даного типу транзисторів.Документ Відкритий доступ Плівкове охолодження плоскої поверхні в умовах обертання при подачі охолоджувача в трикутні кратери(2018) Петляк, Олена Олегівна; Халатов, Артем АртемовичПояснювальна записка магістерської дисертації за обсягом становить 89 сторінок тексту, містить 44 ілюстрації та 7 таблиці. Для дослідження було використано 46 бібліографічних найменувань. Актуальність теми. З існуючих альтернативних схем плівкового охолодження, що дозволяють захистити лопатки ГТУ та ГТД від впливу високих температур, добре себе зарекомендувала схема з використанням трикутних кратерів [1], досліджена у стаціонарній постановці задачі. Для визначення доцільності використання такої схеми потрібно врахувати усі фактори, шо впливають на ефективність плівкового охолодження. З усього різноманіття факторів, в найменшій мірі вивчено вплив обертання лопатки. Враховуючи складність проведення експериментальних досліджень в умовах обертання близьких до реальних умов, актуальним є проведення досліджень з використанням CFD - пакетів. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота по темі дисертації проводилася по програмі спільних робіт з Відділенням Цільової Підготовки «НТУУ КПІ ім. Ігоря Сікорського» для НАНУ №1.7.1.АХ.2 «Термогазодинаміка турбулентних потоків в обертових каналах високотемпературних енергетичних установок» від 2.01.2018 р., реєстраційний номер 0118U000006. Метою роботи є дослідження теплофізичних закономірностей і визначення залежностей, які характеризують фізичну структуру та ефективність плівкового охолодження при подачі охолоджувача в трикутні заглиблення в умовах обертання. Досягнення мети передбачає вирішення таких задач: - побудувати фізичну та комп’ютерну модель плівкового охолодження плоскої поверхні з трикутними заглибленнями; - провести розрахунки для параметрів обертання, що відповідають домінуючому впливу коріолісових сил – 10, 100 об/хв, та відцентрових сил – 3000, 5000 та 7000 об/хв. - провести аналіз отриманих даних, визначити характер впливу обертання на фізичну структуру потоку та адіабатну ефективність плівкового охолодження та переваги використання дослідженої схеми в умовах обертання у порівнянні з традиційною схемою (за рядом похилих отворів) та траншеєю. Об’єктом дослідження є процеси теплообміну і гідродинаміки при плівковому охолодженні плоскої поверхні в умовах обертання при подачі охолоджувача в однорядну систему трикутних кратерів. Предметом дослідження є теплообмінні характеристики та показники ефективності плівкового охолодження. Методи дослідження. Теоретичне дослідження процесів теплообміну і гідродинаміки в умовах обертання виконувалось за допомогою пакету ANSYS CFX 17.0 з використанням SST - моделі турбулентності. Наукова новизна отриманих результатів: - вперше виконано теоретичне дослідження теплообміну та гідродинаміки плівкового охолодження плоскої поверхні з трикутними заглибленнями в умовах обертання в області домінуючого впливу коріолісових та відцентрових сил. Отримані нові дані, які характеризують фізичну структуру та ефективність плівкового охолодження; - на основі комп’ютерного моделювання показано, що обертання не впливає на осереднену по поверхні адіабатну ефективність плівкового охолодження, але викликає суттєве зменшення локальної адіабатної ефективності, особливо при швидкостях обертання 7000 об/хв, коли спостерігається викривлення ліній току; - порівняльний аналіз плівкового охолодження показав, що схема з використанням трикутних кратерів має більшу осереднену адіабатну ефективність плівкового охолодження по відношенню до традиційної схеми на 26 - 234% і на 24% поступається схемі з використанням траншеї. Практичне значення. Отримані в роботі результати можуть використовуватись при розробці та проектуванні схем плівкового охолодження високотемпературних енергетичних установок. При комп’ютерному моделюванні плівкового охолодження плоскої поверхні рекомендовано застосовувати SST модель турбулентності. Апробація результатів роботи. Результати даного дослідження були опубліковані на наступних конференціях: - XVI Всеукраїнська науково-практична конференцiя студентiв, аспiрантiв та молодих вчених, Теоретичнi i прикладнi проблеми фiзики, математики та iнформатики, 26 − 27 квiтня 2018, Київ, Україна; - VI Всеросійська конференція «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках», 21–23 листопада 2017, Новосибірськ, Росія.Документ Відкритий доступ Люмінесцентні та магнітні властивості нанокомпозиту Cu/Cu2O типу ядро-оболонка, отриманого методом електроерозійного диспергування(2018) Оргунова, Дар’я Дмитрівна; Гільчук, Андрій ВолодимировичОб'єм та структура роботи. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків, переліку умовних позначень та списку літератури. Загальний об'єм дисертації включає: 91 сторінку, 29 рисунків, 1 таблицю та список джерел з 65 найменувань. Актуальність теми. Сучасні дослідження в ґалузі нанотехнологій зосереджені на розробці методів отримання нанокомпозитів, а зокрема, на дослідженнях, що стосуються зв'язку між структурою нанокомпозитів та властивостями, що цією структурою обумовлені. Особливий інтерес пригортають нанокомпозити типу ядро-оболонка. Такі системи є цікавими через багатофункціональність, вони можуть об'єднувати в собі як властивості матеріалу ядра, оболонки, так і нові властивості, якими окремо ці матеріали не наділені. Серед металічних наночастинок досить цікавими є наночастинки Cu, через схожість їх властивостей до властивостей наночастинок Au та Ag, але суттєво меншу вартість. Також наночастинки Cu відрізняються особливими електричними, магнітними, хімічними та оптичними властивостями. Поширеність матеріалу для виготовлення наночастинок та висока перспективність подальшого використання в енергетиці, біології, медицині, обумовлюють актуальність даного дослідження. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота була виконана в рамках відомчої теми: "Закономірності формування твердих розчинів та інтерметалідних фаз в багатокомпонентних металічних системах в умовах дії термосилових обробок і в результаті фазових перетворень (№0116 и 003050), що виконується в ІМФ ім. Г.В. Курдюмова НАН України. Метою роботи є дослідження фазового складу, морфології, структури, люмінесцентних та магнітних властивостей частинок Cu/Cu2O типу ядро-оболонка. Досягнення мети передбачає вирішення таких задач: 1. Одержати нанокомпозит на основі міді методом електроерозійного диспегування. 2. Вивчити склад отриманого нанокомпозиту методами рентгеноструктурного аналізу, СЕМ, ТЕМ. 3. Дослідити люмінесцентні властивості отриманого нанокомпозиту. 4. Дослідити магнітні властивості нанокомпозиту. 5. Дослідити спектр ЛППР. Об’єктом дослідження виступають наночастинки типу ядро-оболонка Cu/Cu2O, отримані методом електроіскрової ерозії. Предметом дослідження є структура, властивості та фазовий склад наночастинок типу ядро-оболонка Cu/Cu2O. Наукова новизна дисертації. Вперше методом електроерозійного диспергування в дистильованій воді отримано нанокомпозити на основі міді, які містять: 1. Фракцію Cu/Cu2O типу ядро-оболонка, яка без додаткового відпалу в окислювальному середовищі демонструє феромагнітні властивості за кімнатної температури. 2. Фракцію, що складається з кластерів іонів Cu, що демонструє суперпарамагнітні властивості. Апробація результатів роботи. Основні положення і результати роботи доповідались і обговорювались на наступних конференціях: 1. IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology ELNANO-2017, Kyiv. 2. ХV Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених ФТІ НТУУ "КПІ ім. Ігоря Сікорського", 2017, Київ. 3. Nanotechnology and nanomaterials, NANO-2017, Chernivtsi. Публікації. 1. Orgunova D. Phase composition, structure and magnetic properties of the ultrafine Cobalt particles synthesized by spark erosion method / D. Orgunova, A. Gilchuk, A. Perekos // IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO): conf. proc., - 2017, - Kyiv, - P. 27-31. 2. Оргунова Д.Д. Одержання нанокомпозитів Cu/Cu2O типу ядро-оболонка методом електроерозійного диспергування / Д.Д. Оргунова, А. В. Гiльчук, А. О. Перекос, О. В. Щербина, Ю. М. Романенко // Теоретичні і прикладні проблеми фізики, метематики та інформатики: зб. тез доп. XV Всеукр. наук.-практ. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених., 2017р. - Київ. -2017. -С. 97-99. 3. Shcherbyna O.V. Nanocomposites and nanomaterials Obtaining of Cu/Cu2O core-shell nanoparticles by spark erosion method / O. V. Shcherbyna, A. V. Gilchuk, D. D. Orgunova, Yu. M. Romanenko, A. O. Perekos, Yu. Yu. Bacherikov // Nanocomposites and Nanomaterials, abs.book, -2017. -Chernivtsy. -P. 279.Документ Відкритий доступ Моделювання молекулярної структури комплексу білка з лігандом(2018) Докашенко, Богдан Вікторович; Пономаренко, Сергій МиколайовичЗадача молекулярного моделювання є невід’ємною частиною фундаментальних досліджень, спрямованих на вивчення механізмів функціонування білків, а також прикладних фармацевтичних задач, таких як створення нових лікарських сполук, отримання високопродуктивних ферментів, комп'ютерний аналіз молекулярних взаємодій тощо. Докінг також використовують в процесі віртуального високопродуктивного скринінгу (сканування) баз даних, який значно знижує витрати проектів, спрямованих на пошук нових ефективних і селективних лігандів. Взаємодія між молекулами є основою для біологічних процесів. Використовуючи ці взаємодії, живі організми підтримують складні регуляторні та метаболічні механізми. Експериментальна дослідницька робота є основою для кращого розуміння біологічних процесів. Комп'ютерне моделювання є важливим для того, щоб отримати інформацію від великої кількості багатоваріантних експериментальних даних. Внаслідок цього, розвиток і оптимізація алгоритмів докінгу є на даний момент областю активних наукових розробок. Метою дисертаційної роботи є спрощення та пришвидшення процесу моделювання молекулярного докінгу, автоматизація процесу, підвищення точності, покращення методів створення молекулярних сполук задля фармацевтичних цілей. Для досягнення вказаної мети було розв’язано такі задачі: – ознайомитися з існуючими системами, які займаються молекулярним докінгом, виділити їх переваги та недоліки, зробити аналіз характеристик цим систем; – ознайомитися з існуючими методами молекулярного докінгу, виділити їх переваги та недоліки, зробити аналіз характеристик цих методів; – ознайомитися з методами машинного навчання, проаналізувати їх, обрати методи, які підійдуть для молекулярного докінгу; – обрати найкращий метод та за його допомогою розробити математичну модель докінгу; – порівняти результати запропонованої моделі із результатами існуючих моделей; – проаналізувати отримані результати. Об’єктом дослідження є алгоритми, математични моделі, біохімічні моделі докингу, молекули ліганд, молекули протеїнів, взаємозв’язки між молекулами, нейронні мережі, генеративно-зв’язкові нейронні мережі, Backpropogation нейронні мережі, програми для візуалізації та докингу молекул (Open Babel, AutoDock), python бібліотеки для роботи з молекулами. Предметом дослідження є математичне та програмне забезпечення моделювання докінгу молекул протеїнів за допомогою нейромережі. Методи дослідження. Для розв’язання поставленої задачі використовувалися такі методи: методи машинного навчання (для розробки прогнозуючої моделі молекулярного докінгу), методи оптимізації (для знаходження оптимальних фільтрів та вагів при навчанні нейронних мереж), методи фільтрації (для розмиття координат розташування атомів), конформаційні методи (для зміни розташування атомів в молекулі). Наукова новизна одержаних результатів: уперше поставлену задачу моделювання молекулярного докінгу було успішно виконано за допомогою нейромережі; розроблена система моделювання молекулярного докінгу в порівнянні із стандартними біохмічними системи працює в декілька разів швидше та при цьому дає майже таку саму, а іноді і ліпшу точність. Крім того, при використанні стандартних підходів дослідник повинен володіти глибокими знаннями з молекулярного докінгу та обирати серед різних методів та настроювати багато параметрів. При застосуванні розробленої системи цього не потрібно. Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методи, математичне та програмне забезпечення для моделювання молекулярного докінгу дозволяє отримати спрощення та пришвидшення процесу моделювання молекулярного докінгу, автоматизацію процесу, підвищення точності, покращення методів створення молекулярних сполук.Документ Відкритий доступ Теплогідравлічний розрахунок протиточного теплообмінника модульної ЯЕУ з гелієвим реактором(2018) Парашар, Майанкіта Нагєндер; Доник, Тетяна ВасилівнаПояснювальна записка дипломної роботи містить за обсягом 83 сторінки, 9 таблиць, 43 рисунка. Використано 30 літературних джерел. Актуальність теми. Однією з найважливіших задач на сьогодні є підвищення ефективності високотемпературних ядерних енергетичних установок за рахунок вдосконалення теплообмінного обладнання завдяки запровадженню ефективних способів інтенсифікації теплообміну. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є складовою частиною плану робіт ІТТФ НАН України по створенню нових поверхонь теплообміну та плану робіт по пошуковій тематиці кафедри ФЕС НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Мета даної роботи полягає в теоретичному дослідженні теплогідравлічних та геометричних параметрів попереднього теплообмінника ГТ-МГР для визначення його мінімальних габаритних розмірів при заданому рівні ефективності. Досягнення мети передбачає вирішення таких задач: – Аналіз існуючих конструкцій теплообмінників та теплообмінних поверхонь; – Підбір оптимальної поверхні теплообміну; – Побудова алгоритму розрахунку теплогідравлічних та геометричних параметрів теплообмінної поверхні; – Проведення теплогідравлічних розрахунків протиточного попереднього теплообмінника у програмному пакеті Heat Exchanger для визначення мінімальних габаритних розмірів установки. Об’єктом дослідження є теплообмінні процеси при турбулентному протіканні гелію у високотемпературному теплообміннику і їх вплив на геометричні характеристики обладнання. Предметом дослідження є методи математичного моделювання поверхонь теплообміну зі складною геометричною структурою. Методи дослідження: теоретичне дослідження процесів теплообміну із застосуванням критерія Глазера для оцінки впливу геометричних характеристик на теплові та гідравлічні параметри теплообмінника. Наукова новизна роботи полягає у визначенні мінімальних габаритних розмірах попереднього теплообмінника при високих теплогідравлічних характеристиках. Практичне значення даної роботи полягає в отриманні вихідних даних для створення компактних високотемпературних теплообмінників для газів. Апробація результатів роботи. Основні положення і часткові результати роботи доповідались і обговорювались на конференціях: 1) ХVІ Науково практичній конференції студентів аспірантів та молодих вчених «Теоретичні i прикладні проблеми фізики, математики та інформатики.», м. Київ, 26-27.04.2018 р.; 2) Всеукраїнському конкурсі студентських наукових робіт у галузі «Енергетика» за напр. «Теплові та ядерні енергоустановки», 2018 р.Документ Відкритий доступ Ефективність неізотермічної газової завіси при подачі охолоджувача в напівсферичні заглиблення(2018) Спасенко, Михайло Ігорович; Панченко, Надія АнатоліївнаПояснювальна записка дипломної роботи за обсягом становить 79 сторінки містить 1 таблицю та 47 рисунків. Використано 41 бібліографічних джерел. Темою роботи є ефективність неізотермічної газової завіси при подачі охолоджувача в напівсферичні заглиблення. З існуючих альтернативних схем плівкового охолодження, що дозволяють захистити лопатки ГТУ та ГТД від впливу високих температур, добре себе зарекомендувала схема з використанням напівсферичних заглиблень, досліджена у стаціонарній постановці задачі. Для визначення доцільності використання такої схеми потрібно врахувати різні фактори, що впливають на ефективність плівкового охолодження. З усього різноманіття факторів, в найменшій мірі вивчено вплив обертання та неізотермічності. Враховуючи складність проведення експериментальних досліджень в умовах обертання близьких до реальних умов, актуальним є проведення досліджень з використанням CFD - пакетів. Метою роботи є дослідження ефективності та фізичної структури плівкового охолодження при подачі охолоджувача через один ряд циліндричних похилих отворів в напівсферичних заглибленнях за стаціонарних модельних (без обертання та при низькій температурі) умов, при обертанні охолоджуваної поверхні та за високих температур. Об’єктом дослідження є процеси теплообміну та газодинаміки при плівковому охолодженні плоскої поверхні за однорядною системою отворів в напівсферичних заглибленнях. Предметом дослідження є фактори, що впливають на ефективність плівкового охолодження і фізичну структуру потоку при подачі охолоджувача через отвори в напівсферичних заглибленнях. Враховуючи складний характер течії та тепловіддачі, складність проведення експерименту, дослідження було виконано за допомогою комп’ютерного моделювання з використанням комерційного пакета ANSYS CFX 14.0. Науково-дослідна робота по темі магістерської роботи проводилася по програмі спільних робіт з Відділенням Цільової Підготовки «КПІ ім. Ігоря Сікорського» для НАН України №1.7.1.АХ.2 «Термогазодинаміка турбулентних потоків в обертових каналах високотемпературних енергетичних установок» від 2.01.2018 р., реєстраційний номер 0118U000006. Результати дослідження показали що схема плівкового охолодження з використанням напівсферичних заглиблень забезпечує більш високу ефективність плівкового охолодження ніж традиційна схема з подачею охолоджувача в ряд похилих отворів. Використання такої схеми дозволить частково подолати недоліки традиційних схем – великі витрати охолоджувача при високих параметрах вдуву, підсмоктування гарячого потоку до охолоджувальної поверхні. Отримані в роботі результати можуть використовуватись при розробці та проектуванні схем плівкового охолодження високотемпературних енергетичних установок. При комп’ютерному моделюванні плівкового охолодження плоскої поверхні рекомендовано застосовувати SST модель турбулентності.Документ Відкритий доступ Квазiрелятивiстськi ефекти в спектрi мас важких адронiв(2018) Демський, Андрій Вікторович; Кобушкiн, Олександр ПетровичПояснювальна записка дипломної роботи за обсягом становить 86 сторінку, містить 8 таблиць 9 рисунки. Використано 42 джерел. Темою роботи квазірелятивістські ефекти в спектрі мас важких адронів. Об’єктом дослідження є баріонна система з одним та двома важкими кварками в рамках квазірелятивістського підходу. Предметом дослідження спектр мас баріонів з одним та двома важкими кварками в рамках квазірелятивістського підходу. Метою даної роботи є побудова квазірелятивістської моделі для опису важких баріонів та розрахунок їх спектру мас на основі даної моделі. Це реалізується за допомогою варіаційного метода Рітца. Завдання роботи : розробка моделі згідно з обраною аналогією; вибір вигляду нерелятивістського потенціалу взаємодії кварків та обґрунтування його параметрів; формулювання способу врахування релятивістських ефектів та модиікація його до адронної системи; вибір класу пробних функцій для застосування варіаційного методу; розвиток математичного формалізму, необхідного для реалізації чисельних розрахунків; розрахунок спектру мас важких та двічі важких баріонів; передбачення мас частинок, що не спростерігались експериментально; дослідження впливу релятивістських ефектів на параметри та спектр мас. Методи дослідження: гаусовий розклад, варіаційний метод Рітца, теорія збурень, чисельна мінімізація методом SLSQP. В результаті дослідження були отримані наступні результати: 1) Побудовано квазірелятивістську модель для опису важких баріонів в рамках кваркової моделі, де в якості нерелятивістської міжкваркової взаємодії було обрано корнеллівський потенціал. 2) Було послідовно враховано всі релятивістські поправки порядку (υ/с)² у вигляді гамільтоніану Брейта. 3) Розроблено математичний формалізм даної моделі. 4) Отримано параметри гамільтоніану. 5) Розраховано спектри мас важких та двічі важких баріонів в основному стані. 6) Зроблено передбачення мас для не підтверджених експериментально частинок. 7) Проаналізовано важливість врахованих поправок. Наукова новизна полягає в послідовному врахуванні релятивістських поправок порядку (υ/с)² до спектру мас баріонів. Значимість результатів заключається в отриманні спектру мас важких та двічі важких баріонів в рамках квазірелятивістського підходу, відповідно, передбаченні мас для частинок, існування яких експериментально не підтверджено. Результати роботи були апробовані доповідями та постером на міжнародній конференції в Осло International School ”Relativistic Heavy Ion Collisions, Cosmology and Dark Matter, Cancer Therapy”. Також результати доповідались на конференції молоди вчених інтитуту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова.Документ Відкритий доступ Теплогідравлічні характеристики парогенератора ядерної енергетичної установки ГТ-МГР для виробництва електроенергії та водню(2018) Сафронова, Олена Олегівна; Доник, Тетяна ВасилівнаМагістерська дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків. Загальний об’єм дисертації становить 101 сторінку, з них 88 сторінок основного тексту, 31 рисунок, 4 таблиці, список джерел з 37 найменувань. Актуальність теми. Розвиток ядерної енергетики в даний час направлено на створення АЕС на базі екологічно чистих реакторів 4-го покоління. Однією з можливих концепцій таких реакторів є модульний гелієвий реактор, в якому в якості теплоносія використовується гелій. В даний час розробляються перспективні проекти створення газоохолоджувальних ЯЕУ 4-го покоління, які поєднують в собі виробництво електроенергії та водню методом високотемпературного електролізу пари, що здійснюється в високотемпературних парогенераторах. Найбільший інтерес у питанні моделювання парогенератора ЯЕУ представляє собою течія киплячої рідини в вертикальному каналі довільної форми. Тому пошук максимально можливої компактності конструкції при достатньому рівні міцності та високих теплогідравлічних характеристиках є актуальною проблемою. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота по темі дисертації проводилася по програмі спільних робіт з «Відділенням Цільової Підготовки «КПІ ім. Ігоря Сікорського» для НАНУ за напрямком №1.7.1.АХ.2 «Термогазодинаміка турбулентних потоків в обертових каналах високотемпературних енергетичних установок» від 02.01.2018 р., реєстраційний номер 0118Г000006. Мета даної роботи − дослідження теплогідравлічних та геометричних параметрів парогенератора ГТ-МГР для виробництва електроенергії та водню, а також моделювання процесу теплообміну при кипінні рідини в вертикальній трубі. Досягнення мети передбачає виконання таких завдань: – Розробити математичну модель високотемпературного парогенератора ЯЕУ четвертого покоління з використанням гелію в якості первинного теплоносія з гвинтовими закрученими (змієвиковими) трубами. – Змоделювати процес теплообміну при кипінні рідини. – Дослідити структуру потоку та характерні режими теплообміну в вертикальній трубі. – Реалізувати п'ять різних методів розрахунку теплообміну при кипінні у вертикальній трубі, заснованих на експериментальних кореляційних залежностях. Об’єктом дослідження є теплогідравлічні процеси в парогенераторі ядерної енергетичної установки ГТ-МГР з гелієвим реактором для виробництва електроенергії та водню. Предметом дослідження є закономірності та показники впливу на теплообмін і гідродинаміку від температури і тиску при кипінні рідини в теплообмінному елементі парогенератора. Методи дослідження: При досліджуванні використовувався метод математичного моделювання за допомогою спеціалізованої програми «STEAMG» для теплового та гідравлічного розрахунку парогенератора. Наукова новизна одержаних автором результатів полягає у наступному: 1. За допомогою спеціалізованої програми «STEAMG» було змодельовано процес теплообміну при кипінні рідини в вертикальній трубі. 2. Було визначено найбільш коректний з фізичної точки зору метод Чена для розрахунку теплообміну при русі двофазного потоку в каналі довільної форми. 3. Було отримано, що з ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора в діапазоні D = 2,2…3,6 м відносні втрати тиску в холодному тракті парогенератора зростають на 7 % і знижуються зі збільшенням числа труб в трубному пучку на 11 %. 4. Відносні втрати тиску в гарячому тракті парогенератора невеликі і зменшуються з ростом діаметра зовнішнього кожуха і збільшенням числа труб в трубному пучку на 5 %. 5. З ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора маса і об’єм теплопередавальних поверхонь парогенератора зростають на 10 % через зниження середньої швидкості первинного теплоносія, зниження значень коефіцієнта тепловіддачі і зростання потрібної довжини труб парогенератора. 6. В гарячому тракті значення коефіцієнта тепловіддачі при ηT = 0,925 на 15 % вище, ніж при ηT = 0,85. Практичне значення даної роботи полягає в отриманні початкових даних для створення компактних високотемпературних теплообмінників ядерної енергетичної установки з гелієвим реактором по виробництву електроенергії та водню. Апробація результатів роботи. Основні положення і результати роботи доповідались і обговорювались на конференції: – ХVІ Науково практична конференція студентів аспірантів та молодих вчених «Теоретичні і прикладні проблеми фізики, математики та інформатики.», м. Київ, 2018 рДокумент Відкритий доступ Квазірелятивістські ефекти в спектрі мас важких адронів(2018) Демська, Ксенія Вадимівна; Кобушкін, Олександр ПетровичПояснювальна записка дипломної роботи за обсягом становить 87 сторінки, містить 11 таблиць та 7 рисунки. Використано 62 джерел. Темою роботи квазірелятивістські ефекти в спектрі мас важких адронів. Об’єктом дослідження є баріонна система з одним та двома важкими кварками в рамках квазірелятивістського підходу. Предметом дослідження спектр мас баріонів з одним та двома важкими кварками в рамках квазірелятивістського підходу. Метою даної роботи є побудова квазірелятивістської моделі для опису важких баріонів та розрахунок їх спектру мас на основі даної моделі. Це реалізується за допомогою варіаційного метода Рітца. Завдання роботи: розробка моделі згідно з обраною аналогією; вибір вигляду нерелятивістського потенціалу взаємодії кварків та обґрунтування його параметрів; формулювання способу врахування релятивістських ефектів та модиікація його до адронної системи; вибір класу пробних функцій для застосування варіаційного методу; розвиток математичного формалізму, необхідного для реалізації чисельних розрахунків; розрахунок спектру мас важких та двічі важких баріонів; передбачення мас частинок, що не спростерігались експериментально; дослідження впливу релятивістських ефектів на параметри та спектр мас. Методи дослідження: гаусовий розклад, варіаційний метод Рітца, теорія збурень, чисельна мінімізація методом SLSQP. В результаті дослідження були отримані наступні результати: 1) Побудовано квазірелятивістську модель для опису важких баріонів в рамках кваркової теорії, де в якості нерелятивістської міжкваркової взаємодії було обрано корнеллівський потенціал. 2) Було послідовно враховано всі релятивістські поправки порядку (υ/c)² у вигляді гамільтоніану Брейта. 3) Розроблено математичний формалізм даної моделі. 4) Отримано параметри гамільтоніану. 5) Розраховано спектри мас важких та двічі важких баріонів в основному стані. 6) Зроблено передбачення мас для не підтверджених експериментально частинок. 7) Проаналізовано важливість врахованих поправок. Наукова новизна полягає в послідовному врахуванні релятивістських поправок порядку (υ/c)² до спектру мас баріонів. Значимість результатів заключається в отриманні спектру мас важких та двічі важких баріонів в рамках квазірелятивістського підходу, відповідно, передбаченні мас для частинок, існування яких експериментально не підтверджено. Результати роботи були апробовані доповідями та постером на міжнародній конференції в Осло Іnternatіonal School ”Relatіvіstіc Heavy Іon Collіsіons, Cosmology and Dark Matter, Cancer Therapy”. Також результати доповідались на конференції молоди вчених інтитуту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова.Документ Невідомий Вплив стадійної подачі повітря при спалюванні метану на процес утворення оксидів азоту(2018) Чорний, Андрій Петрович; Пономаренко, Сергій МиколайовичПояснювальна записка дисертації за обсягом становить 81 сторінок, містить 10 таблиць та 20 рисунків. Використано 34 бібліографічних джерела. В модельному реакторі для числа закрутки S = 1,0; , параметру L = 0,3;0,4;0.5; коефіцієнту надлишку повітря α = 1,05 та αsec = 10; 20; 30% виконано дослідження впливу стадійної подачі повітря при спалюванні метану на процес утворення оксидів азоту. Мета. Дослідити вплив стадійної подачі повітря в модельній камері згоряння в закрученому потоці на утворення оксидів азоту при горінні метану. Завдання роботи. Для досягнення мети необхідно: а) Для циліндричної модельної камери згоряння змоделювати процес горіння при стадійній подачі вторинного повітря б) Провести верифікацію програмного комплексу ANSYS CFX в) Знайти геометрично вигідне положення отвору для подачі вторинного повітря г) Знайти оптимальне значення відсотку повітря що йде на стадійне спалювання д) Проаналізувати сумарні гідродинамічні втрати. Об’єкт дослідження. Процеси теплообміну, гідродинаміки та кінетика горіння які впливають на процес горіння в в модельній камері згоряння в закрученому потоці при стадійній подачі вторинного повітря. Предмет дослідження. Фактори які впливають на процес утворення оксидів азоту при стадійній подачі повітря в закрученому потоці в модельній камері згоряння. Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використано метод чисельного моделювання за допомогою CFD пакету ANSYS CFX. Коректність даних забезпечена: а) Верифікацією програмного комплексу ANSYS CFX та порівняння з даними експерименту б) коректним використанням програмного комплексу ANSYS CFX який має міжнародний сертифікат якості ISO 9001:2008 Наукова новизна отриманих результатів: Вперше показано вплив стадійної подачі повітря на гідродинамічні витрати пов’язані з подачею повітря в модельну камеру згоряння в закрученому потоці. Практичне значення отриманих результатів. Виявлено що в діапазоні 0...30% подачі вторинного повітря та при положенні отвору для подачі вторинного повітря в оптимальному положенні для даної геометрії камери згоряння дозволяє знизити емісію оксидів азоту та зменшити гідродинамічні втрати на забезпечення процесу горіння. Отримані дані можуть бути використані для моделювання та впровадження камер згоряння які геометрично схожі на обрану модель. Персональний вклад здобувача. Здобувачем було створено геометричні моделі та виконано чисельне моделювання впливу стадійної подачі вторинного повітря на процес горіння метану при різних конфігураціях подачі вторинного повітря. Апробація результатів. Основні результати дослідження було обговорено и отримали схвалення на XV та XVI всеукраїнській науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота зроблена згідно з темою «Вплив стадійної подачі повітря при спалюванні метану на процес утворення оксидів азоту » відділу цільової підготовки НТУУ «КПІ» ім. Ігоря Сікорського.