http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/3213 Наукові публікації працівників кафедри програмної інженерії (ПІ) 2026-04-15T11:42:25Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48071 Назва: Methods and high performance technologies of mathematical modeling of complex multi component systems, multy-dimensional nanostructures and processes Автори: Boyko, I. V.; Petryk, M. R.; Khimich, O. M.; Popov, O. V. Короткий огляд (реферат): This monograph highlights new approaches to the development of modeling and complex processes in nanostructures and nanoporous media based on high performance parallel computing, supercomputer technologies of computational mathematics tools. The design of the systems under consideration is based on new science-intensive technologies of object description, new computational solutions taking into account the architecture of computer systems and software. For scientists, specialists in the field of applied mathematics, mathematical modeling, high-performance parallel computing and software engineering, teachers of higher educational institutions, postgraduate students, engineers and students 2024-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/47577 Назва: High-performance technologies of modeling and identification of complex multi-component systems and processes Автори: Lupenko, Serhii; Petryk, Mykhaylo; Legrand, André Pierre; Khimich, Oleksandr 2024-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/46488 Назва: Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Моделювання та аналіз програмного забезпечення» для студентів 1 рівня вищої освіти за спеціальністю 121 «Інженерія програмного забезпечення» Автори: Петрик, Михайло Романович; Петрик, Оксана Юліанівна Опис: Призначений для допомоги студентам у виконанні лабораторних робіт з дисципліни “Моделювання та аналіз програмного забезпечення” і контролю знань та практичних навіків студентів щодо застосування методів моделювання програмного забезпечення та технологій побудови основних моделей аналізу прграмного забезпечення на різних стадіях проектування на основі універсальної мови моделювання UML. Розроблено з урахуванням модульної системи навчання, рекомендацій до самостійної роботи і індивідуальних завдань, широкого спектру тем предметних областей при виконанні лабораторних робіт. 2024-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/44653 Назва: Методи та моделі ідентифікації параметрів складних багатокомпонентних нанопористих і нанорозмірних структур і процесів Автори: Петрик, Михайло Романович; Бойко, Ігор Володимирович; Лебовка, Микола Іванович; Бревус, Віталій Миколайович Короткий огляд (реферат): Монографію присвячено розробленню методів математичного моделювання фізичних і технологічних процесів, що відбуваються у нанорозмірних та нанопористих системах різної природи. Розглянуто підходи до програмної реалізації розвинених математичних моделей. Призначена для науковців, аспірантів, що спеціалізуються в галузі математичного моделювання, прикладної математики та інженерії програмного забезпечення. Опис: Схвалено та рекомендовано до друку на засіданні вченої ради Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (протокол № 10 від 19 грудня 2023 року) 2023-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34459 Назва: Високопродуктивні методи ідентифікації кінетичних параметрів нанопористих кіберсистем адсорбції зі зворотніми зв’язками Автори: Петрик, Михайло; Михалик, Дмитро; Гоянюк, Іван; Petryk, M.; Mykhalyk, D.; Goyanyuk, I.; Петрик, М.; Михалик, Д.; Гоянюк, И. Короткий огляд (реферат): Побудовано алгоритм ідентифікації внутрішніх кінетичних параметрів системи адсорбційного масопереносу з використанням градієнтного методу та аналітичних і чисельних розв’язків моделі однокомпонентного масопереносу в каталітичному середовищі нанопористих частинок. З допомогою розробленого алгоритму та експериментальних даних проведено процедуру ідентифікаціїв результаті чого отримано профілі коефіцієнтів дифузії для внутрішньочастинкового простору. На основі ідентифікованих значень здійснено процедуру моделювання кінетики масопереносу та виконано їх порівняння із результатами натурних експериментів. Ключові слова: модель адсорбційного масопереносу, чисельні методи, дифузійні процеси, ідентифікація; Algorithm of identification of inner kinetic parameters for masstransfer adsorption system has been built using gradient method and numerical and analytical solutions of mathematical model of monodiffusion in catalytic porous media. With help of this algorithm and experimental data identification procedure has been conducted.The results are profiles of diffusion coefficients for interparticle space. Modelingof masstransfer kinetic and comparation of modeling and experimental results based on identified values has been made.; Построен алгоритм идентификации внутренних кинетических параметров системы адсорбционного массопереноса с использованием градиентного метода и аналитических и численных решений модели однокомпонентного массопереноса в каталитическом среде нанопористых частиц. С помощью разработанного алгоритма и экспериментальных данных проведена процедура идентификации результате чего получено профили коэффициентов диффузии для внутришньочастинкового пространства. На основе идентифицированных значений осуществлена процедура моделирования кинетикимассопереноса и выполнено их сравнение с результатами натурных экспериментов. 2020-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34457 Назва: Комп'ютерна програма «Паралельна програма YakobiSolver для дослідження та розв'язування систем нелінійних рівнянь з блочними матрицями Якобі на комп'ютерах гібридної архітектури» («YakobiSolver») Автори: Хіміч, Олександр Миколайович; Сидорук, Володимир Антонович; Нестеренко, Алла Никифорівна 2021-01-18T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34456 Назва: Інформаційні технології видобутку даних (Data mining, високопродуктивні обчислення у складних системах): навчальний посібник Автори: Бойко, Ігор Володимирович; Петрик, Михайло Романович; Цуприк, Галина Богдагівга Короткий огляд (реферат): Даний посібник написано згідно програм навчальних дисциплін “Дискретні структури” та “Моделювання та видобуток даних”, що читаються на факультеті комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії. Для студентів спеціальності 121 – “Інженерія програмного забезпечення”, аспірантів та викладачів вищих навчальних закладів. 2020-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34455 Назва: Математичне моделювання в науково-технічних дослідженнях на основі високпродуктивних обчислень (курс лекцій) Автори: Петрик, Михайло Романович; Петрик, Оксана Юліанівна; Бойко, Ігор Володимирович Короткий огляд (реферат): Даний посібник написано згідно програми предметів “Математичне моделювання в науково-технічних дослідженнях”, “Системи рівнянь у частинних похідних”, “Методологія та технологія створення складних програмних систем”, що читаються на факультеті комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії. Для студентів спеціальності 121 – “Інженерія програмного забезпечення”, аспірантів та викладачів вищих навчальних закладів. 2019-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34454 Назва: Високопродуктивні обчислення в математичному моделюванні та ідентифікації фізико- технічних процесів Автори: Петрик, Михайло Романович; Бойко, Ігор Володимирович Короткий огляд (реферат): Даний посібник написано згідно програми предметів “Математичне моделювання в науково-технічних дослідженнях”, “Системи рівнянь у частинних похідних”, “Методологія та технологія створення складних програмних систем”, що читаються на факультеті комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії. Для студентів спеціальності 121 – “Інженерія програмного забезпечення”, аспірантів та викладачів вищих навчальних закладів. 2020-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/34451 Назва: Високопродуктивні методи моделювання та ідентифікації складних процесів та об’єктів у багатокомпонентних неоднорідних середовищах Автори: Петрик, Михайло Романович; Хіміч, Олександр Миколайович; Бойка, Ігор Володимирович Короткий огляд (реферат): В монографії представлені високопродуктивні методи моделювання та ідентифікації складних процесів та об’єктів у багатокомпонентних неоднорідних середовищах декартового та циліндричного типу, моделі переносу в мультикомпозитних наноплівках та нанопористих композитах різної конфігурації, моделі поширення сигналів у багатокомпонентних біосистемах з когнітивним зв’язком та з урахуванням інтерфейсних взаємодій та зворотного зв’язку. Отримані високошвидкісні аналітичні розв’язки вказаних моделей, що дозволять розпаралелювання обчислень для багатоядерних комп’ютерів та знизити кількість ітерацій в регуляризаційних процедурах ідентифікації. Наведено результати комп’ютерного моделювання та аналіз фізичних полів та сигналів компонентів у мікросегментах та прошарках досліджуваних багатокомпонентних систем, що дає можливість їх подальшого використання для комплексної оцінки їх поведінки та властивостей з урахуваннями зворотних дій чинників різної природи. Для наукових працівників, фахівців у галузі прикладної математики, математичного моделювання, інженерії, програмної інженерії, викладачів вищих навчальних закладів, аспірантів, інженерів та студентів, що цікавляться питаннями висопродуктивних обчислень і створення програмного забезпечення для моделювання та ідентифікації в багатокомпонентних систем та суміжними напрямами. 2020-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30748 Назва: Modeling of adsorption and desorption of hydrocarbons in nanoporous catalytic zeolite media using nonlinear Langmuir isotherm Автори: Petryk, M.R. 2019-09-16T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30747 Назва: High-performance computing tehcnologies of modeling and identification of adsorbtion in nanoporous systems with feedbacks for gas purification Автори: Петрик, Михайло Романович; Хіміч, Олександр Миколайович; Михалик, Дмитро Михайлович; Бойко, Ігор Володимирович; Ковбашин, Василь Іванович Короткий огляд (реферат): The paper deals with high-performance computing technologies of modeling and identification of adsorption in nanoporous systems with feedbacks for gas purification. Analytical solutions to the problem of non-isothermal adsorption and desorption are based on Heaviside’s operational method and Laplace integral transform, but the development of calculations is quite original. Experimental and modeling distributions of moisture and temperatures of gas at the inlet and outlet of the silica beds for each adsorption – desorption phase at different times are presented. The distribution of moisture within the beds for the full dehydration – regeneration cycle is determined. 2020-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30745 Назва: Методи математичного моделювання та ідентифікації складних процесів і систем на основі високопродуктивних обчислень (нейро- та нанопористі кібер-фізичні системи із зворотніми зв’язками, моделі з даними розрідженої структури, паралельні обчислення): монографія Автори: Хіміч, Олександр Миколайович; Петрик, Михайло Романович; Михалик, Дмитро Михайлович; Бойко, Ігор Володимирович; Попов, Олександр Володимирович; Сидорук, Володимир Антонович Короткий огляд (реферат): В даній монографії висвітлені нові підходи до розробки високопродуктивних супекомп’ютерних технологій ідентифікації на основі паралельних обчислень складних кібер-фізичних систем (нейро- та нанопористих систем) за наявності великої кількості зворотних зв’язків (feedback) та взаємодій, що контролюються значною кількістю розподілених і мережевих обчислювальних елементів. Проектування розглядуваних кіберфізичних систем ґрунтується на нових наукоємних технологіях опису об’єктів, нових обчислювальних рішеннях з урахуванням архітектури комп'ютерних систем та програмного забезпечення (паралельні алгоритми багатопараметричної ідентифікації). Для наукових працівників, фахівців у галузі прикладної математики, математичного моделювання, висопродуктивних паралельних обчислень та програмної інженерії, викладачів вищих навчальних закладів, аспірантів, інженерів та студентів.; This monograph shows new divisions for high-performance advanced computing technology to identify complex parallel accounting for complex cyber-physical systems (neuro and nanoporous systems) with a large number of feedbacks (feedbacks) and those used, known. measured computing elements. The design of the cyber-physical system systems under consideration is based on new technology-intensive technologies, describing those elements, a new computational solution, taking into account the architecture of computer systems and software (parallel algorithms with many parametric identification data). For researchers working in research mathematics, mathematical modeling, high-performance concurrent examinations and software engineering, teachers at other educational institutions, graduate students, engineers and workers Опис: В даній монографії висвітлені нові підходи до розробки високопродуктивних супекомп’ютерних технологій ідентифікації на основі паралельних обчислень складних кіберфізичних систем (нейро-, біо- та нанопористих систем) за наявності великої кількості зворотних зв’язків (feedback) та взаємодій, що контролюються значною кількістю розподілених і мережевих обчислювальних елементів та користувачів. Не зважаючи на різну природу досліджуваних кібер-фізичних систем, їх поведінка та стан окремих елементів визначається множиною розподілених feedback-впливів як когнітивного характеру (вплив певних ділянок нейронних вузлів кори головного мозку (КГР) на поведінку виконавчого органу, напр. кінцівки правої руки та ін.) так і фізичного характеру (концентраційні впливи адсорбованих компонент забруднень та наноджерел на умови динамічної рівноваги в певному шарі нанопористої системи) та інших взаємодій. Пропонвана методологія відповідає низці пріоритетних наукових напрямів євро-програм («Горизонт 2020», PHC «DNIPRO»), пов’язаних з новітніми технологіями компютигу та інженерними методами для кібер-фізичеих систем систем (“Computing technologies and engineering methods for cyber-physical systems of systems (CPSS)”). Проектування розглядуваних CPSS ґрунтується на нових наукоємних технологіях опису об’єктів, нових обчислювальних рішеннях з урахуванням архітектури комп'ютерних систем та програмного забезпечення (паралельні алгоритми багатопараметричної ідентифікації). Основною вирішуваною проблемою монографії є створення на основі паралельних обчислень високопродуктивних суперкомп’ютерних технологій багатопараметричної ідентифікації складних кіберфізичних систем (нейро-біо-наномедичних та нанопористих фізичних систем) з feedback-зв’язками та взаємодіями, у тому числі і когнітивними для нейро-біосистем для визначення параметрів поведінки та стану окремих виконавчих елементів систем та оптимальних параметрів цих впливів і внутрішніх характеристик системи для отримання прогнозованої поведінки її виконавчих елементів. В медичних застосуваннях згідно вказаних європрограм особлива увага приділяється новим цифровим системам діагностики і лікування та наномедицині. В контексті цього, пропоновані методики проектуванняа наномедична нейро-біо-CPSS орієнтована на визначенні параметрів анормальних рухів пацієнтів з тремор-ознаками (Т-об’єкта), спричинені негативними впливами певної множини нейронних вузлів КГР. Ідентифікація параметрів цих впливів окреслюєь шляхи вирішення проблеми. Другий тип розроблюваних інформаційних систем - нанопористі CPSS мають відношення до вирішення ще однієї світової проблеми – глобального потепління та реалізації стратегії безпечної енергетики шляхом впровадження розумних наносистем поглинання шкідливих викидів вуглецю об’єктів енергетики та ін. У першму роділі за результатами співробітництва з французькими лабораторіями Університету П. і М. КЮРІ Сорбона Paris 6, Інституту головного і спинного мозку, Вищої школи промислових фізики і хімії Парижу ESPCI Paris авторами основі розвинутих ними підходів до інтегральних перетворень та спектрального аналізу для неоднорідних середовищ запропоновано підхід до побудови гібридних моделей поширення хвильового сигналу, що описує стан і поведінку - анормальних неврологічних рухів (АНР) певних частин тіла Т-об’єкта під когнітивним впливом визначеної групи нейронних вузлів (надалі нейро-об’єктів) КГР. Авторами також запропонована методика побудови адаптивної матриці (відклику), що визначає параметри станів від дії визначених нейро-об’єктів КГМ. Також запропоновані нові наукоємні моделі нанопористих CPSS, що враховують комплекс лімітуючих фізичних чинників та механізмів feedback-впливів і наноджерел. Петриком М.Р., Хімічем О.М. сформульовані прямі і обернені задачі ідентифікації систем багатокомпонетного переносу в неоднорідних наносередовищах на основі розпаралелювання покомпонентного оцінювання взаємовпливів з отриманням явних виразів градієнтів функціоналів нев’язок для реалізації градієнтних методів ідентифікації внутрішніх параметрів системи, зовнішніх feedback- взаємодій та наноджерел. Запропонована гібридна модель нейро-біо-системи, що описує на основі поширення хвильового сигналу стан і поведінку Т-об’єктів, а саме посегментний опис 3D-елементів траєкторій анормальних неврологічних рухів досліджуваної частини (кінцівки руки) тіла Т-об’єкта з врахуванням матриці когнітивних впливів груп нейро-об‘єктів КГР. На основі гібридних інтегральних перетворень (Фурє, Бесселя, Гільберта) отримані швидкісний аналітичний розв’язок моделі у вигляді вектор-функції, що описує 3D-елементи траєкторій на кожному АНР-сегменті. запропонована нова методика обчислення гідридної спектральної функції АНР, системи ортогональних базових функцій та спектральних значень, що складають основу запропонованого гібридного перетворення та забезпечує отримання інтегрального векторного розв’язку моделі. Розв’язані нові некласичні задачі багатопараметричної ідентифікації feedback-систем (нейро-біо- та нанопористих CPSS), шляхом розвитку на основі теорії оптимального керування складними багатокомпнентними системами високопродуктивних градієнтних алгоритмів для мімізації цільових финкціоналів-нев’язки. На основі гібридних інтегральних перетворень побудовані нові швидкісні аналітичні розв’язки моделей (прямі і обернені задачі) (у вектрній формі, що описують 3D-елементи АНР-траєкторій та концентраційні розподіли поглинутих комонентів в залежності від feedback-впливів на макро і мікрорівнях. Вказані розв’язки, що вкючають адаптивні матриці feedback-впливів для обох типів систем використовуються як склаові елементи виразів градієнтів функціоналів-нев’язки для іденифікації внутрішніх параметрів систем та параметрів просторово-розподілених feedback-впливів. На основі цих підходів отримуються сформульовані прямі і обернені задачі багатопараметричної ідентифікації досліджуваних feedback-систем на основі розпаралелювання і покомпонентного оцінювання взаємовпливів з отриманням явних виразів градієнтів функціоналів-нев’язок для реалізації градієнтних методів ідентифікації внутрішніх параметрів системи та зворотних взаємодій на макро і мікро рівнях. Побудовані високопродуктивні регуляризаційні алгоритми ідентифікації параметрів систем та зворотних взаємодій на макро і мікрорівнях, що ґрунтуються на виразах градієнтів функціоналів- нев’язки і допускають розпаралелювання обчислень з урахуванням суперкомпютерної архітектури обчислювальних систем. Побудова високошвидкісних аналітичних розв’язків обидвох типів feedback-моделей ґрунтується на розвитку підходів розпаралелювання обчислень з використанням ефективних схем лінеаризації по малому параметру та методів гібридних інтегральних перетворень Фур’є і операційного методу. Дослідження, що стосуються цього розділу та його написання виконанні за участю аспіранта кафедри програмної інженерії Мудрика І.Я. У другому і третьому розділах реалізований аналогічний підхід щодо використання для побудови нових наукоємних моделей і нанопористих CPSS з врахуванням комплексу лімітуючих фізичних чинників та механізмів зворотних впливів і наноджерел в розгалуженій мережі нанопор. Вибір моделі ґрунтується на врахуванні низки важливих feedback-впливів на мікро і макрорівні, внутрішньокінетичних ефектів та фізичних постулатів (дисперсійні та електростатичні сили [Ленард, Ван-Дер-Вальс], адсорбційна взаємодія між молекулами адсорбтиву і активними центрами адсорбції на поверхні розділу фаз [Ґібс, Ленґмюр] та ін., що визначають високий ступінь опису кінетики адсорбції і десорбції в нанопорах каталітичних середовищ. Процеси переносу в таких системах включають дві складові: перенос в макропорах міжчастинкового простору (interparticle space) і мікроперенос в нанопорах частинок сферичної форми (intercparticle space) – внутрішньочастинковий простір. В пропонованій нами моделі, балансові рівняння в міжчастинковому просторі доповнені впливом наноградієнтів концентрацій, що виникають вздовж радіусів нанопористих частинок і на їх поверхнях, що визначаються рівнянням балансу всередині частинки. Побудовані високошвидкісні аналітичні розв’язки обох типів feedback-моделей, що ґрунтується на розвитку підходів розпаралелювання обчислень з використаннями ефективних схем лінеаризації по малому параметру, методів гібридних інтегральних перетворень Фур’є та операційного методу Гевісайда і перетворення Лапласа. З метою ефективної алгоритмічно-програмної матричні процедури розпаралелювання обчислень та їх виконання на суперкомпютерних платформах і кластерах. Перевага запрпонованих векторного підходу побудови розв’язків моделей досліджуваних класів CPSS-систем над традиційним полягає у можливості здійснювати паралельний запуск довільної кількості процесів ідентифікаці різної кількості параметрів, скорочуюи на декілька порядків тривалість ідентифікаційних процедур, орієнтованих на суперкомпютерну архітектуру. Розроблене програмне забезпечення високопродуктивних суперкомп’ютерних технологій ідентифікації та засобів моделювання на основі паралельних обчислень складних feedback- систем (нейро-біо- та нанопористих систем), що є вагомим кроком у розвитку і впроваджені в Україні цифрової нейродіагностики та дієвої реалізації стратегії безпечної енергетики на основі сучасних кіберфізичних систем, наукоємних технологій і штучного інтелекту. Проведено комплексне дослідження feedback-систем (нейро-біо- та нанопористих CPSS) на основі створення наукоємних гібридних моделей, що описують стани і поведінку описуваних ними біо- і фізичних процесів, з врахуванням матриць когнітивних і фізичних feedback-впливів та розроблення на цій основі високопродуктивних суперкомпютерних технологій ідентифікації їх параметрів. В четвертому розділі розроблено методи та алгоритми дослідження математичних моделей з наближеними даними розрідженої структури на новітніх високопродук¬тивних комп’ютерах з паралельною організацією обчислень різної архітектури. Створено нову методологію дослідження математичних моделей з наближеними даними розрідженої структури на новітніх високопродуктивних паралельних і розподілених комп’ютерних системах, в тому числі з використанням багаторівне¬вого паралелізму. Розроблено та досліджено блочно-циклічні алгоритми парале¬льних обчислень дослідження математичних властивостей та розв’язування на суперкомп’ютерах задач лінійної алгебри з розрідженими матрицями на основі структурної регуляризації та декомпозиції даних розрідженої структури. Задачі лінійної алгебри (системи лінійних рівнянь та матричні задачі на власні значення) складають значну частину розрахункових задач при математичному моделюванні. Розроблено метод та алгоритм чисельного розв’язування часткової пробле¬ми власних значень низки еліптичних диференціальних операторів в одно-, дво- і тривимірних областях на основі побудованих просторів методу скінченних елементів кускових поліномів Ерміта 2-го степеня. Розроблено та обґрунтовано методологію обчислення єдиного розв’язку на підпросторі першої основної задачі теорії пружності; для розв’язування з гарантованою точністю систем лінійних ал¬гебраїчних рівнянь з симетричними додатно напіввизначеними матрицями побу¬довано паралельний алгоритм триетапної регуляризації для суперком’ютерів. Розроблені методи та алгоритми використано при створенні інтелектуаль¬ного програмного забезпечення для автоматизації процесу дослідження та розв’язування задач лінійної алгебри з наближеними даними та оцінкою достові¬рності розв’язків; розроблено програмний комплекс Ліра-cluster для чисельного аналізу (на основі методу скінченних елементів) міцності конструкцій (в тому чи¬слі будівельних) на високопродуктивних комп’ютерних системах; розроблено програмне забезпечення для розв’язування на суперкомп’ютерах нелінійних за¬дач, які виникають при математичному моделюванні життєвого циклу відповіда¬льних зварних конструкцій. Підвищення якості математичного моделювання безпосередньо пов’язано зі збільшенням продуктивності і ефективності використання сучасних паралельних обчислювальних систем. Ключовим моментом у вирішенні даних проблем є пи¬тання вибору, розробки та застосування методів автоматизації проектування па¬ралельних програм для математичного моделювання, а також програмних засобів налаштування розроблюваних програм на різні платформи високопродуктивних обчислень, до яких належать мультиядерні та кластерні архітектури, Гріди, відео- графічні процесори, «хмарні платформи» та ін. У п’ятому розділі викладені основи теорії методів гібридних інтегральних перетворень для багатокомпонених областей та алгоритмічних схем їх застосування в задачах моделювання та аналізу АНР-рухів. 2019-12-26T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30742 Назва: Високопродуктивні обчислювальні методи і технології моделювання нанопористих систем зі зворотніми зв'язками для адсорбційного очищення газів Автори: Петрик, Михайло Романович; Хіміч, Олександр Миколайович; Бойко, Ігор Володимирович; Петрик, Оксана Юліанівна Короткий огляд (реферат): Розглядається задача моделювання неізотермічної адсорбції та десорбції в нанопористих цеоліт-системах для нелінійної адсорбційної рівноваги типу Ленґмюра. Пропонуються високопродуктивні методи операційного числення Гевісайда та перетворення Лапласа з використанням схем лінеаризації на основі підходу Ландау щодо розкладу в ряд функції рівноваги Ленґмюра в околі точки температури фазового переходу та малого параметру, що дозволяють ефективне розпаралелювання обчислень. Подані результати обчислювальних експериментів. 2019-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/29105 Назва: Mathematical modeling of the acoustic phonons spectra arising in multilayer nanostructures Автори: Boyko, Igor; Tsupryk, Halyna; Kinakh, Iaroslav; Byts, Taras Короткий огляд (реферат): Based on a modification of the elastic continuum model, a mathematical model describing the processes of the emergence and propagation of acoustic phonons in multilayer planar semiconductor nanostructures was constructed. Using the obtained mathematical model, supplemented by the boundary conditions for medium displacements and components of the elastic tensor at the boundaries of the studied nanostructure, the theory of the spectrum was developed and the phonon modes were normalized. Using the geometric and physical parameters of a typical nanostructure, we calculated and simulated the spectral characteristics of acoustic phonons. The obtained results can be used for further research and mathematical modeling of the electron-phonon interaction subsidence in complex semiconductor nanoheterosystems, which are the basic elements of quantum cascade lasers and detectors. 2019-09-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/26985 Назва: МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОПЕРЕНОСУ ТА АДСОРБЦІЇ ВУГЛЕВОДНІВ В НАНОПОРИСТИХ ЦЕОЛІТНИХ КАТАЛІЗАТОРАХ СИСТЕМ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ Автори: ПЕТРИК, М. Р.; ХІМІЧ, О.М.; БОЙКО, І.В.; МИХАЛИК, Д. М.; ПЕТРИК, М.М.; КОВБАШИН, В.І. Короткий огляд (реферат): В монографії запропонована методологія моделювання адсорбції, десорбції і телоперенсосу вуглеводневих сполук в середовищах нанопористої і неоднорідної структури систем нейтралізації відпрацьованих газів, що описуються некласичними нелінійними крайовими задачами. Вказані моделі побудовані на основі фундаметальних фізичних постулатів, зокрема нелінійної теорії адсорбційної рівноваги Ленгмюра і Ґібса, енергії активації та потенціалу Ленарда-Джонса з урахуванням впливу потоків нано- і макропереносу, різнопористості, тунельного ефекту, структури мікропористих частинок, багатокомпонентності, анізотропії властивостей при врахуванні впливу домішок при компететивній дифузії та інших важливих визначальних фізичних чинників. На основі розвинутих методів лінеаризації нелінійних крайових задач адсорбції по малому параметру, операційного методу Гевісайда, інтегральних перетворень Лапласа, Фурє, Бесселя, методів функцій Коші і Гріна, побудовані високопродуктивних і швидкісні аналітичні розв’язки лінеаризованих задач неізотермічних адсорбції і десорбції для довільного n-го наближення. Запропонований підхід дозволяє ефективно реалізувати висопродуктивні процедури розпаралелювання обчислень при моделюванні вказаних задач і пррцесів та ідентифікації їх параметрів. Одержані теоретичні результати підтверджуються виконанням чисельних експериментів та порівнянням з експериментально отриманими результатами. Для наукових працівників, фахівців у галузі математичного моделювання, прикладної математики, теоретичної фізики, програмної інженерії, викладачів вищих навчальних закладів, аспірантів, інженерів та студентів, що цікавляться питаннями створення програмного забезпечення для моделювання фізичних процесів масопереносу, тунелювання та дисипативних ефектів в нанопористих та шаруватих наноструктурах і нанокомпозитах. 2017-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/23127 Назва: Різницеві схеми моделювання дифузійних процесів у цеоліті ZSM-5 Автори: Бойко, Ігор Володимирович; Петрик, Михайло Романович; Михалик, Д.М. Короткий огляд (реферат): Запропонована теоретична модель, що описує проси масо- та теплопереносу у нанопористих середовищах цеолітів. На основі досліджуваної моделі розвинена теорія процесу адсорбції-десорбції вуглеводнів цеолітом ZSM-5 у умовах холодного пуску. Для експериментально реалізованої системи виконано розрахунок кривих прориву та концентраційних профілів для пропану та етану при пропусканні їх через цеолітний абсорбент.; Theoretical model describing the mass- and heat transfer in nanoporous media of zeolites is proposed. On the basis of the studied model, the theory of the adsorption-desorption of hydrocarbons by zeolite ZSM-5 under cold start conditions is developed. For the experimentally realized system, the calculation of breakthrough curves and concentration profiles for propane and ethane by passing them through a zeolite absorbent was performed.; Предложенная теоретическая модель, описывающая проси массо- и теплопереноса в нанопористых средах цеолитов. На основе исследуемой модели развита теория процесса адсорбции-десорбции углеводородов цеолитом ZSM-5 в условиях холодного пуска. Для экспериментально реализованной системы выполнен расчет кривых прорыва и концентрационных профилей для пропана и этана при пропускании их через цеолитный абсорбент. 2018-01-20T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/23125 Назва: Consolidation coefficients identification of solid-liquid expression from soft plant material Автори: Petryk, M.; Mykhalyk, D.; Petryk, O.; Kordiak, I. 2017-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/23117 Назва: Моделирование тепломасопереноса, адсорбции и десорбции углеводородов в нанопористих цеолит-каталізаторах систем нейтрализации выхлопных газов Автори: Петрик, М.Р.; Химич, А.Н.; Петрик, М.М.; Фресар, Ж Короткий огляд (реферат): Сформульована математична модель адсорбції і десорбції основної складової викидів продуктів неповного згоряння в нанопористому цеоліт -середовищі стосовно умов холодного пуску. Методом операційного числення Гевісайда побудований аналітичний розв’язок моделі, що забезпечує високошвидкісне моделювання залежностей концентрацій в газовій фазі і мікропорах частинок адсорбента та температури для стадій адсорбції і десорбції. Виконано чисельне моделювання та аналіз концентраційних і температурних полів.; Сформулирована математическая модель процессов адсорбции и десорбции пропана как основной составляющей выбросов продуктов неполного сгорания в цеолите ZSM-5 применительно условий холодного пуска. Методом операционного исчисления Хевисайда постороено высокоскоростное аналитическое решение модели, описывающее зависимости концентраций в газовой фазе и микропорах частиц адсорбента и температуры для стадий адсорбции и десорбции. Выполнено численное моделирование концентрационных и температурных распределений.; The mathematical model of adsorption and desorption of the main component emissions of incomplete combustion products in nanoporous zeolite-medium for the cold start conditions is formulated. Using the method of Heveside's operating calculus, the model analytical solution provides high-speed modeling of concentration dependences in the gas phase and micropores of particles adsorbent and temperature for the adsorption and desorption steps is constructed. Numerical simulation and analysis of concentration and temperature fields is executed. 2018-01-15T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/23116 Назва: Dehydration with a microporous adsorbent of natural gas used as motor fuel. Experimental and modeling study of the adsorption and desorption phases. Автори: Petryk, M.R.; Khimic, A.; Petryk, M.M.; Fraissard, J. Короткий огляд (реферат): An experimental and theoretical study of the dehydration of natural gas using microporous silica beds for motor fuel technology in extreme winter climates is described. Analytical solutions to the problem of non-isothermal adsorption and desorption are based on Heaviside’s operational method and Laplace integral transformation. Experimental and modeling distributions of moisture and temperatures of gas at the inlet and outlet of the silica beds for each adsorption - desorption phase at different times are presented. The distribution of moisture within the beds for the full dehydration - regeneration cycle is determined. 2018-01-10T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/22967 Назва: Influence of the Space Charge on Tunneling of Electrons and Their Conductivity by the Resonance Tunneling Structures in the Constant Electric Field Автори: Бойко, Ігор Володимирович; Петрик, Михайло Романович; Boyko, I. V.; Petryk, M. R. Короткий огляд (реферат): The quantum mechanical theory of spectral parameters and dynamic conductivity of electrons, interacting with field of the created by them space charge in open flat resonance tunneling structure with a constant electric field in the model of rectangular potential wells and barriers has been developed. The influence of space charge on the conductivity of the experimentally realized nanostructures as the active region of a quantum cascade laser for different concentrations of electrons in the falling on the resonance tunneling structure beam, has been investigated.; З використанням моделі прямокутних потенціальних ям і бар'єрів розвинена квантово-механічна теорія спектральних параметрів і динамічної провідності електронів, взаємодіючих із створюваним ними полем просторового заряду у відкритій плоскій резонансно-тунельній структурі з постійним електричним полем. Досліджено вплив просторового заряду на провідність експериментально реалізованої наноструктури як активної області квантового каскадного лазера для різних концентрацій електронів в падаючому на резонансно-тунельну структуру пучку.; С использованием модели прямоугольных потенциальных ям и барьеров развита квантово-механическая теория спектральных параметров и динамической пр оводимости электронов, взаимодействующих с создаваемым ими полем пространственного заряда в открытой плоской резонансно-туннельной структуре с постоянным электрическим полем. Исследовано влияние пространственного заряда на проводимость экспериментально реализованной наноструктуры как активной области квантового каскадного лазера для различных концентраций электронов в падающем на резонансно-туннельную структуру пучке. 2017-06-30T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/18479 Назва: The Spectrum of Transverse Acoustic Phonons in Planar Multilayer Semiconductor Nanostructures Автори: Boyko, I.V.; Gryschuk, A.M.; Бойко, Ігор Володимирович; Грищук, Андрій Миколайович Короткий огляд (реферат): Based on the elastic continuum model, the theory of displacement of acoustic phonons spectra, arising in flat semiconductor nanostructures, was developed. For the studied resonant tunneling structure, which can be an active element of a quantum cascade laser or detector, the spectrum of acoustic phonons modes has been calculated. The dependences of the acoustic phonon spectrum from geometric parameters of studied nanostructure were set. The results obtained in the paper can be used to further theoretical studies of the electrons interaction with the transverse acoustic phonons in multilayer semiconductor nanosystems.; У моделі пружного континууму розвинена теорія енергетичного спектру поперечних акустичних фононів, що виникають у плоских напівпровідникових наноструктурах. Для досліджуваної резонанс- но-тунельної структури, що може виконувати роль активного елемента квантового каскадного лазера чи детектора, розраховано спектр акустичних фононних мод. Встановлено залежності спектру акуст и- чних фононів від геометричних параметрів досліджуваної наноструктури. Розвинена теорія може бути використана для подальшого теоретичного дослідження процесів взаємодії електронів з акустичними фононами у багатошарових наноструктурах.; В модели упругого континуума развита теория энергетического спектра поп еречных акустических фононов, возникающих в плоских полупроводниковых наноструктурах. Для исследуемой резонансно - туннельной структуры, которая может выполнять роль активного элемента квантового каскадного л а- зера или детектора, рассчитан спектр акустических фононных мод. Установлены зависимости спектра акустических фононов от геометрических параметров исследуемой наноструктуры. Развитая теория может быть использована для дальнейшего теоретического исследования процессов взаимодействия электронов с акустическими фононами в многослойных наноструктурах. 2016-12-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17919 Назва: Influence of dimensional static and dynamic charges on conduction in the active zone of a quantum cascade laser Автори: Грищук, Андрій Миколайович Короткий огляд (реферат): The theory of active dynamic conductivity in the three-barrier active zone of a quantum cascade laser has been developed in the model of the electron effective mass and rectangular potential in the low signal approximation. In the preceding paper, it was shown that the static charge causes an increase of the lifetime of electronic quasi-stationary states and the shift of the energy levels into the high-energy range without changing maximum values of the active dynamic conductivity. The dynamic charge causes redistribution of the partial components of the active dynamic conductivity without affecting the spectral parameters of electron. It has been set that the partial components of the dynamic conductivity caused by the passing through electron flow from nanostructures reduce, and the components of conductivity caused by the flow in the opposite direction increase, thus, the conductivity value remains constant. 2015-06-08T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17916 Назва: Внесок детекторних двофотонних електронних переходів у формування динамічної провідності трибар’єрних резонансно-тунельних структур Автори: Бойко, Ігор Володимирович; Петрик, Михайло Романович; Цуприк, Галина Богданівна Короткий огляд (реферат): У наближенні ефективних мас та прямокутних потенціальних ям і бар’єрів для електрона, з використанням знайдених розв’язків повного рівняння Шредінгера, розвинена теорія активної динамічної провідності трибар’єрної резонансно-тунельної структури у слабкому електромагнітному полі з урахуванням вкладу детекторних одно- та двофотонних електронних переходів з різними частотами. Показано, що величина вкладу двофотонних переходів у формуванні загальної величини активної динамічної провідності в детекторних переходах не менша 35 %. В приближении эффективных масс и прямоугольных потенциальных ям и потенциалов для эле к- трона, с использованием найденных решений полного уравнения Шредингера, развитая теория ак- тивной динамической проводимости трехбарьерной резонансно-туннельной структуры в слабом элек- тромагнитном поле с учетом вклада детекторных одно- и двухфотонных электронных переходов с раз- личными частотами. Показано, что величина вклада двухфотонных переходов в формировании общей величины активной динамической проводимости в детекторных переходах не менее 35 %. In approximations of the effective mass and rectangular potential wells and potentials for the electron, by using solutions of the complete Schrödinger equation, was developed the theory of active dynamic con- ductivity of three barrier resonant tunnel structure in a weak electromagnetic field, taking into account the contribution of detector one- and two-photon electronic transitions with different frequencies. It is shown that the value of the contribution of two-photon transitions in the formation of the total amount of active dynamic conductivity in detector transitions is not less 35 %. 2016-09-19T15:36:24Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17912 Назва: Повышение эффективности электроретинографической системы Автори: Ткачук, Роман Андрійович; Цуприк, Галина Богданівна; Яворський, Богдан Іванович Короткий огляд (реферат): Описано метод підвищення ефективності електроретинографічної системи для активних біомедичних досліджень шляхом зниження середнього рівня інтенсивності подразнення світлом сітківки ока. Відповідно до закону Вебера–Фехнера та періоди- чної стохастичності потенціалу на сітківці ока удосконалено його математичну модель і побудовано функціонал інформатив- ності цього потенціалу. 2013-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17903 Назва: Внесок детекторних двофотонних електронних переходів у формування динамічної провідності трибар’єрних резонансно-тунельних структур Автори: Петрик, Михайло Романович; Цуприк, Галина Богданівна Короткий огляд (реферат): У наближенні ефективних мас та прямокутних потенціальних ям і бар’єрів для електрона, з використанням знайдених розв’язків повного рівняння Шредінгера, розвинена теорія активної динамічної провідності трибар’єрної резонансно-тунельної структури у слабкому електромагнітному полі з урахуванням вкладу детекторних одно- та двофотонних електронних переходів з різними частотами. Показано, що величина вкладу двофотонних переходів у формуванні загальної величини активної динамічної провідності в детекторних переходах не менша 35 %.; В приближении эффективных масс и прямоугольных потенциальных ям и потенциалов для эле к- трона, с использованием найденных решений полного уравнения Шредингера, развитая теория ак- тивной динамической проводимости трехбарьерной резонансно-туннельной структуры в слабом элек- тромагнитном поле с учетом вклада детекторных одно- и двухфотонных электронных переходов с раз- личными частотами. Показано, что величина вклада двухфотонных переходов в формировании общей величины активной динамической проводимости в детекторных переходах не менее 35 %.; In approximations of the effective mass and rectangular potential wells and potentials for the electron, by using solutions of the complete Schrödinger equation, was developed the theory of active dynamic con- ductivity of three barrier resonant tunnel structure in a weak electromagnetic field, taking into account the contribution of detector one- and two-photon electronic transitions with different frequencies. It is shown that the value of the contribution of two-photon transitions in the formation of the total amount of active dynamic conductivity in detector transitions is not less 35 %. 2015-12-24T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17902 Назва: Внесок двофотонних електронних переходів у формування активної динамічної провідності трибар’єрних резонансно-тунельних структур із постійним електричним полем Короткий огляд (реферат): У наближеннi ефективних мас та прямокутних потенцiальних ям i бар’єрiв для електрона, з використанням знайдених розв’язкiв повного рiвняння Шредiнгера, розвинена теорiя активної динамiчної провiдностi трибар’єрної резонансно-тунельної структури з прикладеним постiйним поздовжнiм електричним полем у слабкому електромагнiтному полi з урахуванням внеску лазерних одно- та двофотонних електронних переходiв з рiзними частотами. Показано, що для лазерних електронних переходiв величина внеску двофотонних переходiв у формування загальної величини активної динамiчної провiдностi в лазерних переходах не бiльша за 38%. Встановлено геометричнi конфiгурацiї резонансно-тунельної структури, для яких за рахунок двофотонних лазерних електронних переходiв отримується зростання iнтенсивностi лазерного випромiнювання.; The theory of active dynamic conductivity in a three-barrier resonance tunneling structure subjected to the combined action of a weak electromagnetic field and a longitudinal dc electric field is developed with regard for the contribution of laser-induced one- and two-photon electronic transitions with different frequencies. For this purpose, the full Schrödinger equation is solved in the effective mass approximation and with the use of the model of rectangular potential wells and barriers for an electron. The maximum contribution of two-photon transitions to the formation of the total active dynamic conductivity in laser-induced transitions is shown not to exceed 38%. Geometric configurations of the resonance tunneling structure, for which the laser radiation intensity increases due to laser-induced two-photon electronic transitions, are determined.; В приближении эффективных масс и прямоугольных потенциальных ям и барьеров для электрона, с использованием найденных решений полного уравнения Шрединге- ра, развита теория активной динамической проводимости трехбарьерной резонансно-туннельной структуры с приложенным постоянным продольным электрическим полем в слабом электромагнитном поле с учетом вклада лазерных одно- и двухфотонных электронных переходов с разными частотами. Показано, что для лазерных электронных переходов величина вклада двухфотонных переходов в формирование общей величины активной динамической проводимости в лазерных переходах не больше 38%. Установлены геометрические конфигурации резонансно-туннельной структуры, для которых за счет двухфотонных лазерных электронных переходов получается увеличение интенсивности лазерного излучения. 2016-02-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17813 Назва: Моделі процесів дифузійного переносу і методи оцінювання параметрів в багато композитних наноплівках Автори: Петрик, М.Р.; Василюк, П.М.; Михалик, Д.М.; Бабій, Н.В.; Петрик, О.Ю. Короткий огляд (реферат): В монографії представлені математичні моделі фізико-технологічних процесів перенесення в багатошарових плівках декартового та циліндричного типу, моделі дифузійного переносу в багатошарових оксидних та Fe/Tb, Dy/Fe - магнітних наноплівках різної конфігурації з урахуванням взаємодій між окремими шарами плівок. Наведено результати комп’ютерного моделювання та аналіз концентраційних залежностей дифундованих компонентів у шарах наноплівок як функцій від товщини для різних зрізів технологічних поверхонь, що дає можливість їх подальшого використання для комплексної оцінки ресурсозбереження, зокрема показників корозійностійкості та жаростійкості оксидних плівок при виробництві тонких скловолокон. 2015-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17812 Назва: Математичне моделювання масопереносу в середовищах частинок нанопористої структури Автори: Сергієнко, І.В.; Петрик, М.Р.; Хіміч, О.М.; Михалик, Д.М.; Леклерк, Д.; Фресар, Ж. Короткий огляд (реферат): В монографії запропонована методологія моделювання систем масопереносу та ідентифікації параметрів в середовищах частинок нанопористої структури (дифузія адсорбція, компетитивна дифузія газів, фільтраційна консолідація), описаних некласичними крайовими задачами з урахуванням взаємовпливів потоків мікро- і макропереносу, різнопористості, структури мікропористих частинок, багатокомпонентності, компетитивності, умов рівноваги, зміни ґрадієнтів параметрів переносу на масообмінних межах, та інших визначальних кінетичних чинників. Розвинуті чисельні та аналітичні методи (схеми Кранка-Ніколсона та операційний метод Гевісайда) побудови розв’язків прямих і спряжених задач з отриманням виразів градієнтів функціоналів нев'язки. Одержані теоретичні результати підкріплені значним обсягом числових експериментів . 2014-01-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/17811 Назва: Математичне моделювання та ідентифікація параметрів масопереносу в неоднорід-них і нанопористих середовищах (компетитивна дифузія, адсорбція) Автори: ДЕЙНЕКА, В.С.; ПЕТРИК, М.Р.; КАНЕ, Д.; ФРЕССАР, Ж. Короткий огляд (реферат): Для наукових працівників, фахівців у галузі математичного моделювання та прикладної математики і математичної фізики, процесів масопереносу, адсорбції, викладачів вищих навчальних закладів, аспірантів, інженерів та студентів. 2014-01-01T00:00:00Z