Дослідження синергетичних і фізичних механізмів генезису структури композиційних матеріалів і можливостей впливу на них. Будова і взаємодія різномасштабних структурних рівнів еволюції продукту. Моделі кластероутворення в умовах дії відцентрових сил.
При низкой оригинальности работы "Генезис структури і властивостей будівельних композиційних матеріалів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Рівень розвитку матеріалознавства, включаючи будівельне, не міг не вплинути на підходи до вивчення залежностей між структурою матеріалу і його властивостями, на методах їхнього проектування та виробництва. При опису складноорганізованій структури матеріалу і його властивостей помітну роль почали грати ідеї і методи теорії самоорганізації, що дозволяють вивчати комплексні процеси генезису та функціонування матеріалу, а також досягнення теорії динамічних систем і кластерний підхід до опису структури. Успіхи імітаційного й математичного моделювання стали конструктивними інструментами дослідження структури композитів, можливостей спрямованого створення матеріалів із заданими властивостями, підвищення надійності, поліпшення експлуатаційних характеристик. Важливим і актуальним представляється продовження науково-дослідної роботи, удосконалювання експериментальних і теоретичних методик, генерація і розробка нових наукових ідей, поглиблення звязку між наукою, технологією і промисловим виробництвом. Робота виконувалась на кафедрі «Виробництво будівельних виробів та конструкцій» Одеської державної академії будівництва та архітектури відповідно до держбюджетної тематики «Структуроутворення, міцність та руйнування будівельних композиційних матеріалів» за № 0105U000867 терміном з 01.01.2005 по 31.12.2007 р., «Спрямована організація структури будівельних матеріалів з підвищеними експлуатаційними властивостями» за № 0108U000560 терміном з 01.01.2008 по 31.12.2009 р., «Експериментально-теоретичні основи виробництва будівельних композитів заданої структури з прогнозованими властивостями» за № 0110U000037 терміном з 01.01.2010 по 31.12.2012 р.Увага, що приділяється в сучасному природознавстві і технологічних дослідженнях аналізу структури і властивостей кластерних систем у композиційних матеріалах, вивченні методів їхнього генезису, показує значення і роль кластерів у структурі матеріалів і забезпечення їхніх властивостей. Це не може не позначитися на особливостях будови матеріалу, значно ускладнює дослідження і вимагає додаткового аналізу: визначення діапазону та кількості структурних рівнів, їхніх особливостей і характерних рис, а також визначення констант, що описують структуру матеріалу в різних асимптотах, взаємодії усередині кожного рівня і між ними, і інших особливостей. Структура, форма і властивості цих кластерів значно впливає на параметри перколяційних. У такій системі, що реалізуються як кластери у кластері, взаємно формуються різномасштабні структури. Ці настільки різні за своєю структурою, але подібні за етіологію кластерні системи, зявляються на ранніх етапах генезису, провокують ряд явищ і процесів, що значно впливають на структуру і властивості матеріала.Сукупність проведених теоретичних і модельних досліджень підтвердило гіпотезу про можливість цілеспрямованого впливу на структуру і властивості масштабно супідрядних кластерних утворень в будівельних матеріалах. Теоретично обґрунтована та досліджена у математичних та імітаційних моделях взаємодія різномасштабних структурних рівнів, її вплив на структуру, властивості й особливості еволюції матеріалу; показаний осциляторний характер взаємодії і роль процесів самоорганізації структури, визначено спосіб розрахунку параметрів цих процесів. Критерій дозволяє заздалегідь визначати тип і особливості кластерів, що утворюються, властивості і специфіку потоку, тип його еволюції; показана можливість спрямованого впливу на їх структуру та властивості; створена методика розрахунку силових полів фрактальних утворень. Вивчено характер поведінки такої системи, структура і властивості її атракторів; проаналізовано можливі типи розвитку системи, показана можливість управління сценаріями турбулізації потоку, що створює додаткові можливості для обробки частинок мінеральних вяжучих, а також для впливу на структуру і властивості кластерів, що генеруються. Розроблено методику компютерних досліджень фрактальних обєктів, стохастичних процесів та їх артефактів: розроблено алгоритм розрахунку силової взаємодії тіл довільної форми на малих відстанях, що дозволяє визначати силові поля, прогнозувати їх еволюцію в процесах кластероутворення; створено методику кількісного аналізу результатів взаємодії потоку і елементів конструкції.
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Теоретично обґрунтовано та досліджено прийоми та методи кількісного аналізу процесів самоорганізації. Сукупність проведених теоретичних і модельних досліджень підтвердило гіпотезу про можливість цілеспрямованого впливу на структуру і властивості масштабно супідрядних кластерних утворень в будівельних матеріалах.
2. Розвинені теоретичні уявлення про механізми генезису будівельних матеріалів. Показано роль будови і габітусу кластерів, значення механоактивації вяжучого, важливість структури і властивостей системи внутрішніх кордонів матеріалу, значення перколяційних кластерів наповнювачів і вяжучого у формуванні властивостей матеріалу.
3. Теоретично обґрунтована та досліджена у математичних та імітаційних моделях взаємодія різномасштабних структурних рівнів, її вплив на структуру, властивості й особливості еволюції матеріалу; показаний осциляторний характер взаємодії і роль процесів самоорганізації структури, визначено спосіб розрахунку параметрів цих процесів.
4. У рамках запропонованої компютерної імітаційно-статистичної моделі процесів кластероутворення в двофазних потоках в умовах дії відцентрових сил отримані закономірності процесів генезису модельних кластерів, запропонований багатофункціональний X-критерій, визначений як відношення середніх значень переносній і випадкової складових швидкості двофазного потоку. Критерій дозволяє заздалегідь визначати тип і особливості кластерів, що утворюються, властивості і специфіку потоку, тип його еволюції; показана можливість спрямованого впливу на їх структуру та властивості; створена методика розрахунку силових полів фрактальних утворень.
Аналіз результатів модельних експериментів показав, що чисельне значення критерію є константою моделі, і при ? 0.575 - асиметричними зі зниженою щільністю.
5. Розроблено методику кількісного аналізу результатів впливу потоку на елементи конструкції трибоактиватора, показано, що площа заповнення стінки конструкції, при якому «рисунок» відбитків представляє собою мультифрактал з коректно визначеним спектром розмірностей А. Рен `ї, становить (25 - 45)%. Доведено теорему про оцінку відносного ступеня впорядкованості сліду взаємодії вяжучого зі стінками трибоактиватора; показана можливість відновлення параметрів часової еволюції потоку і процесів кластероутворення за характеристиками відбитків, розроблений спосіб кількісного аналізу результатів взаємодії.
6. Запропонована і досліджена математична модель механоактивації мінеральних вяжучих у двофазному потоці трибоактиватора як еволюції відкритої динамічної стохастичної системи. Вивчено характер поведінки такої системи, структура і властивості її атракторів; проаналізовано можливі типи розвитку системи, показана можливість управління сценаріями турбулізації потоку, що створює додаткові можливості для обробки частинок мінеральних вяжучих, а також для впливу на структуру і властивості кластерів, що генеруються.
Модель сформульована як універсальна, що дає можливість дослідити еволюцію абстрактних систем, що складаються з компонент, які взаємодіють за довільними законами.
7. У рамках перколяційного підходу введено уявлення про співіснування кластерних систем границь розділу і матеріалу; вирішені модифіковані перколяційні задачі, орієнтовані на опис структури гетерогенних матеріалів, показана морфологічна основа нелінійності властивостей матеріалу.
Методами теорії перколяції отримані закономірності процесів кластероутворення в умовах різної концентрації наповнювача в композиційному матеріалі, вивчені характеристики їх кластерних систем; показано, що при зміні дисперсності часток наповнювача обємні деформації композицій, що містять полімери, можуть змінюватися в середньому на 28%.
8. Розроблено методику компютерних досліджень фрактальних обєктів, стохастичних процесів та їх артефактів: розроблено алгоритм розрахунку силової взаємодії тіл довільної форми на малих відстанях, що дозволяє визначати силові поля, прогнозувати їх еволюцію в процесах кластероутворення; створено методику кількісного аналізу результатів взаємодії потоку і елементів конструкції. Введено поняття відносного ступеня впорядкованості зображень, доведена теорема про спосіб розрахунку цього заходу; створено методику визначення проміжної асимптоти мультифрактальних утворень.
Отримані результати дозволяють розширити діапазон параметрів, що визначають при досліджені кластерів, та забезпечити апробовану в модельних експериментах методику їх діагностики.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В СТАТТЯХ
1. Мартынов В.И. Механизм структурообразования пенобетона и пути улучшения его свойств. / В.И. Мартынов, В.Н. Выровой, А.Н. Герега, Е.Б. Мартынова, С.Ф. Гудзенко //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - 2003. - № 3-5. - С. 96-99.
Внесок здобувача: участь у теоретичному обґрунтуванні методів зміни структури і властивостей пінобетону.
2. Герега А.Н. Коагуляция аэрозоля в динамических фильтрах. // Вісник Донбаської державної академії будівництва та архітектури.- 2003. - №1. - С. 179-181.
3. Герега А.Н. Иерархическая модель кластерообразования в многоуровневой системе. // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2003. - № 12. - С. 88-91.
4. Асланов А.М. Коагуляция частиц в стохастических системах. Классификация потоков. / А.М. Асланов, А.Н. Герега, Т.Л. Лозовский // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2004. - № 15. - С. 19-23.
Внесок здобувача: розробка моделі коагуляції, участь у створенні алгоритму компютерної програми, обґрунтування моделі.
5. Герега А.Н. Управление свойствами композиционных материалов. Перколяционный подход. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2005. - № 20 - С. 56-61.
Внесок здобувача: розробка перколяційній моделі структури композитів, створення алгоритму компютерної програми.
6. Асланов А.М. Модель кластерообразования в хаотическом потоке. / А.М. Асланов, К.В. Ботнарь, В.Н. Выровой, А.Н. Герега, Н.И. Нетеса // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2006. - № 21 - С. 17-22.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі коагуляції часток під дією відцентрової сили, участь у створенні алгоритму компютерної програми.
7. Асланов А.М. Две модели стохастических процессов в центробежных фильтрах с обратными связями. / А.М. Асланов, А.Н. Герега, Т.Л. Лозовский // Журнал технической физики. - 2006. - Т. 76, вып. 6. - С. 134-135.
Внесок здобувача: розробка моделі кластероутворення, запровадження та апробація критерію подібності апарату, обґрунтування моделі.
Внесок здобувача: розробка моделі динаміки перколяційних кластерів.
9. Герега А.Н. Кластеры как структурообразующий фактор. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури - 2006. - № 23 - С. 27-33.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні гіпотези.
10. Асланов А.М. О корреляции свойств потока и кластеров в модели агрегации частиц. / А.М. Асланов, К.В. Ботнарь, А.Н. Герега / Сборник трудов «Информационные системы и технологии». - Одесса, 2006. - С. 105-109.
Внесок здобувача: розробка моделі агрегації часток у хаотичному потоці, дослідження взаємозвязку властивостей потоку і кластерів, участь у створенні алгоритму компютерної програми.
11. Выровой В.Н. Моделирование процессов структурообразования гетерогенных материалов. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега // Збірник наукових праць Луганського національного університету. - 2007. - №71. - С. 140-144.
Внесок здобувача: участь у створенні та обґрунтуванні моделі.
12. Выровой В.Н. Структуры, свойства, состояния. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2007. - № 27 - С. 78-84.
Внесок здобувача: участь у створенні та обґрунтуванні моделі, в аналізі гіпотези.
13. Выровой В.Н. Кластеры детерминированные, вероятностные, случайные. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега // Вісник Донбаської національної академії будівництва та архітектури. - 2008. - № 1(69). - С. 19-23.
Внесок здобувача: участь у створенні та аналізі класифікації.
14. Острая Т.В. Анализ механизмов формирования локальных остаточных деформаций в бетоне. / Т.В. Острая, В.Г. Суханов, В.Н. Выровой, А.Н. Герега // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2008. - № 29, ч. 2. - С. 390-397.
Внесок здобувача: участь у теоретичному обґрунтуванні методів дослідження деформацій у бетоні.
15. Герега А.Н., Моделирование самоорганизации динамических дисперсных систем. I. Спонтанная организация двухфазного потока. / А.Н. Герега, Т.Л. Лозовский // Электронное моделирование. - 2008. - Т. 30, № 3. - С. 3-12.
Внесок здобувача: розробка моделі, участь у розробці алгоритму програми.
16. Герега А.Н. Компьютерное моделирование внутренних границ раздела как элементов структуры материала. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой / Сборник трудов конференции «Моделирование-2008» ИПМЭ им. Г.Е. Пухова. - Киев, 2008. - С. 195-199.
17. Герега А.Н. Особенности моделирования сложных систем. // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2008. - № 31. - С. 91-102.
18. Коробко О.А. Наполненные полимерные композиции как сложные динамичные открытые системы. / О.А. Коробко, Н.В. Казмирчук, А.Н. Герега, В.Н. Выровой, / Збірник праць «Ресурноекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди». - Ровно, 2008. - Вып. 17. - С. 40-47.
Внесок здобувача: участь у теоретичному обґрунтуванні моделі та аналізі експериментів.
19. Выровой В.Н. О некоторых особенностях описания структуры бетона как сложноорганизованного материала. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, Т.В. Острая, В.Г. Суханов / Современные проблемы строительного материаловедения и технологии. - Воронеж, 2008. - Т.1. - С. 82-86.
Внесок здобувача: участь у створенні та теоретичному обґрунтуванні моделі.
20. Выровой В.Н. Моделирование поверхностей раздела композиционных материалов как элементов системы. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега / Бетони і розчини з використанням ефективних добавок та відходів промисловості. - Київ, 2008. - С. 54-59.
Внесок здобувача: участь у створенні та теоретичному обґрунтуванні моделі.
21. Выровой В.Н. Моделирование стохастических явлений в процессах трибоактивации. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. - 2009. - № 46. - С. 123-125.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, створення алгоритму аналізу атракторів.
22. Герега А.Н. Особенности кластерной организации строительных композитов. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой, В.Г. Суханов // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2009. - № 33. - С. 172-180.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі.
23. Выровой В. Н. Синтетический подход к описанию композиционных материалов. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, В.Г. Суханов / Ресурноекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. - Вип. 18. - Ровно, 2009. - С. 12-17.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі.
24. Выровой В.Н. Активные элементы структуры строительных композитов. / В.Н. Выровой, В.С. Дорофеев, В.Г. Суханов, А.Н. Герега, А.С. Чернега // Современное промышленное и гражданское строительство. - 2009. - T. 5, № 2. - С. 61-67.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі.
25. Bekker M. Strange Attractors and Chaotic Behavior of a Mathematical Model for a Centrifugal Filter with Feedback. / M. Bekker, A. Herega, T. Lozovskiy // Advances in Dynamical Systems and Applications. - 2009. - Vol. 4, No. 2. - P. 179-194.
Внесок здобувача: розробка моделі, створення алгоритмів модифікації атракторів.
26. Выровой В.Н. Строительные конструкции как открытые системы. / В.Н. Выровой, В.Г. Суханов, В.С. Дорофеев, М.В. Заволока, А.Н. Герега // Theoretical Foundations of Civil Engineering. - Теоретические основы строительства. - Варшава-Днепропетровск, 2009. - №17. - С. 509-514.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі.
27. Асланов А.М. Особенности компьютерной реализации модели кластерообразования в циркулирующих потоках. / А.М. Асланов, А.Н. Герега // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2009. - № 35. - С. 11-17.
Внесок здобувача: розробка моделі, участь у створенні алгоритму компютерної програми, обґрунтуванні та апробації математичних методик.
28. Выровой В.Н. Характерные элементы моделей структуры строительных композитов. / В.Н. Выровой, В.С. Дорофеев, А.Н. Герега, В.Г. Суханов // Науковий вісник Луганського національного аграрного університету. - 2010. - №14. - С. 188-195.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, аналіз параметрів.
29. Выровой В.Н. Трещины в бетоне: свойства, функции, идентификация. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, В.С. Дорофеев, В.Г. Суханов / Современные бетоны. Перспективы развития. - Киев, 2010. - С. 15-17.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, аналізі параметрів, створення методики ідентифікації.
30. Выровой В.Н. Направленная организация и анализ структуры полимерсодержащих композитов. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, О.А. Коробко // Вісник Донбаської національної академії будівництва та архітектури. - 2010. - № 1(81). - С. 250-257.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, плануванні експерименту, розробці та обґрунтуванні методики аналізу результатів.
31. Выровой В.Н. Синергетический подход при анализе конструкции как открытой системы. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, В.С. Дорофеев, В.Г. Суханов, С. Фиц // Theoretical Foundations of Civil Engineering. - Теоретические основы строительства. - Варшава, 2010. - №18. - С. 409-414.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі.
32. Выровой В.Н. Синергетические аспекты формирования структуры композиционных материалов. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, В.Г. Суханов /Сборник трудов «Современные строительные конструкции из металла и древесины». - Одесса: ОГАСА, 2010. - С. 51-56.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі.
33. Герега А.Н. Осцилляторное взаимодействие компонентов гетерогенного материала. // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2010. - № 38. - С. 132-137.
34. Герега А.Н. Модель силового поля полимасштабной сети интерьерных границ. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой, Н.Г. Дрик, А.П. Угольников // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2010. - № 39, ч. 1. - С. 89-94.
Внесок здобувача: участь у розробці та обґрунтуванні моделі, розробка методики розрахунку параметрів.
35. Герега А.Н. Статистические дескрипторы внутренних границ материала. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - 2010. - № 39, ч. 1. - С. 95-100.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, розрахунок і аналіз параметрів.
36. Выровой В.Н. Математическая модель динамического трещинообразования. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, В.Г. Суханов / Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии. - Казань, 2010. - Т. 2. - С. 14-17.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, розрахунок параметрів.
37. Выровой В.Н. Осцилляторное взаимодействие иерархически соподчиненных структур гетерогенного материала. / В.Н. Выровой, А.Н. Герега, О.А. Коробко / Моделювання та інформаційні технології. - Збірник наукових праць ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова. - Київ, 2010. - С. 253-260.
Внесок здобувача: участь у розробці моделі, створення та обґрунтування алгоритму розрахунку.
38. Асланов А.М. Имитационная модель синергетических процессов в динамических дисперсных системах. ?-критерий. / А.М. Асланов, М.Б. Беккер, В.Н. Выровой, А.Н. Герега // Журнал технической физики. - 2010. - Т. 80, вып. 1. - С. 148-151.
Внесок здобувача: розробка моделі, створення і апробація критерію, участь у розробці алгоритмів.
39. Герега А.Н. Ободном критерии относительной степени упорядоченности изображений. // Журнал технической физики. - 2010. - Т. 80, вып. 5. - С. 149-150.
40. Герега А.Н. Особенности моделирования циркулирующего двухфазного потока. / А.Н. Герега, В.Н. Выровой // Математические машины и системы. - 2010. - № 2. - С. 108-115.
Внесок здобувача: участь у розробці моделей і аналізі результатів, розрахунок параметрів, обґрунтування критеріїв.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
