Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
15 results
Search Results
Item Підсилення електромагнітного поля періодичними структурами для застосування у раманівській спектроскопії(Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Петровська, Г. А.; Яремчук, І. Я.; Мурвай, І. М.; Фітьо, В. М.; Бобицький, Я. В.; Petrovska, H. A.; Yaremchuk, I. Ya.; Murvai, I. M.; Fitio, V. M.; Bobitski, Ya. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityДосліджено періодичні структури на основі прямокутних дифракційних металевих (срібло) ґраток на діелектричній (полікарбонат) та металевій (срібло) підкладках для їх застосування як SERS-підкладок. Оптимізовано геометричні параметри ґраток для різних довжин хвиль збуджуючого випромінювання. Для оптимізованих структур з заданими параметрами і на різних довжинах хвилі збудження розраховано розподіл концентрації електромагнітного поля та коефіцієнт підсилення методом скінченних елементів.Item Математичне моделювання розподілу гармонічного електромагнітного поля у півпросторі з локальною неоднорідністю(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Журавчак, Л.З метою адекватнішого опису реальних процесів, що характеризують поширення у тривимірних об’єктах гармонічного електромагнітного поля (ЕМП), збудженого штучними джерелами, розглянуто півпростір із залежними від координат лише в межах локальної області електрофізичними характеристиками. Побудовано математичні моделі та розроблено числово-аналітичний підхід, який ґрунтується на поєднанні методу приграничних елементів (враховуючи його переваги щодо однорідних безмежних середовищ) з виділенням оператора, що характеризує вплив локальної області неоднорідності, подальшою дискретизацією цієї області, знаходженням невідомих компонент ЕМП у вузлах сітки після їх інтерполяції у межах елементів дискретизації. In order to adequately describe real processes that characterize the spread in the crust harmonic electromagnetic field (EMF), excited by artificial sources, a inhomogeneous halfspace (its electrical characteristics depend on coordinate only within the local area) is considered. The mathematical models and the numerically-analytical approach based on the combination of near-boundary element method (NBEM) with extraction of the operator that describes the influence of the local area of heterogeneity are constructed. Taking into account the advantages of the NBEM in a homogeneous infinite medium, we make discretization only in the local area and find the unknown EMF components in the grid nodes after their interpolation in the element of discretization.Item Application of diakoptics approach to analysis of electromagnetic field bymeans of finite-difference method(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Howykowycz, Mariya; Stakhiv, PetroThe paper discusses versatile constraint equations used for providing compatibility between the solutions obtained for separate sub-domains of electromagnetic field which are analyzed simultaneously. The mathematical model of the task has been developed using invariant approximation technique for finitedifference method. Different techniques for domain decomposition are considered. The discussed constraint equations and domain decomposition techniques have been applied to solving a test problem, and namely the problem of magnetic skin-effect. On the basis of obtained computational results some recommendations regarding the scope of overlapping and applicability of different constraint equations have been formulated. Запропоновано різноманітні рівняння зв’язку для узгодження розв’язків, отриманих для окремих підобластей електромагнетного, розрахунок яких здійснюється паралельно. Математичну модель такої задачі отримано на підставі теорії інваріантних наближень із застосуванням методу скінченних різниць. Розглянуто різні методики розбиття області розрахунку поля на підобласті паралельного розрахунку. Застосування запропонованих рівнянь зв’язку і методик розбиття показано на тестовій задачі магнетного поверхневого ефекту. На підставі отриманих числових результатів висловлено рекомендації щодо обсягу взаємного перекриття підобластей та конкретного застосування рівнянь зв’язку.Item Methodological principles of electromagnetic screens application for public protection from electromagnetic fields and radiation(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2016) Glyva, Valentyn; Panova, Olena; Voloshkina, OlenaThe growing levels of electromagnetic fields require the improvement of protective shielding methods. Frequency and amplitude parameters of fields have been analyzed according to national and international standards of electromagnetic safety and guidelines on shielding application have been given. The methodological principles of choosing and applying electromagnetic screens depending on radiation parameters and the required protection efficiency have been developed.Item Математичне моделювання частотних зондувань електромагнітним полем у локально-неоднорідному півпросторі(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Журавчак, Л. М.З метою адекватнішого опису реальних процесів, що характеризують поширення в земній корі гармонічного електромагнітного поля (ЕМП), збудженого штучними джерелами, розглянуто, на відміну від класичних моделей півпростору (однорідного та кусково-однорідного), локально-неоднорідне середовище (його електрофізичні характеристики залежать від координат лише в межах локальної області). Врахування залежності від координат електропровідності, магнітної та діелектричної проникності приводить до лінійних крайових задач математичної фізики зі змінними коефіцієнтами, для розв’язування яких переважно поєднують аналітичні та обчислювальні методи. Методика. Для знаходження розв’язків таких задач розроблено числово-аналітичний підхід, який ґрунтується на поєднанні методу інтегральних рівнянь (враховуючи його переваги щодо однорідних безмежних середовищ) з виділенням оператора, що характеризує вплив локальної області неоднорідності, подальшою дискретизацією цієї області, знаходженням невідомих компонент ЕМП у вузлах сітки після їх інтерполяції в межах елементів дискретизації. Результати. Розглянуто півпростір, що містить локальну область з довільною криволінійною межею, електрофізичні характеристики якого є неперервними функціями від координат. Для знаходження компонент вектора напруженості електричного поля (ЕП) побудовано математичну модель задачі, складену з системи рівнянь Гельмгольца з правою частиною, що описує вплив локальної неоднорідності і містить невідомі компоненти вектора напруженості ЕП та нульових крайових умов на вільній поверхні півпростору. Використовуючи спеціальний фундаментальний розв’язок рівняння Гельмгольца, записано інтегральні зображення (ІЗ) розв’язків вихідних рівнянь задачі з урахуванням крайових умов. Їх використано для побудови системи лінійних алгебраїчних рівнянь, утвореної внаслідок задоволення умов збігу невідомих компонент вектора напруженості ЕП, обчислених за допомогою інтегральних зображень, зі значеннями у вузлах елементів дискретизації локальної області. Після розв’язання вказаної системи за допомогою ІЗ розв’язку та похідних від них за координатами обчислено компоненти векторів напруженості електричного та магнітного полів у довільній точці півпростору. Наукова новизна. Без уведення потенціалів електричного чи магнітного типів обґрунтовано ефективність поєднання методу інтегральних рівнянь з методом зважених нев’язок для побудови числово-аналітичного розв’язку задачі про усталені коливання ЕМП у локально-неоднорідному півпросторі з урахуванням залежності усіх його електрофізичних характеристик від трьох декартових координат. Практична значущість. Побудовані дискретно-континуальні моделі, що враховують окремий та взаємний вплив залежності від координат електропровідності, магнітної та діелектричної проникності на поширення ЕМП, дають змогу вивчати процеси виникнення кондуктивних зарядів, зумовленої поляризації та магнітної поляризованості (намагніченості). С целью более адекватного описания реальных процессов, характеризирующих распрост ранение в земной коре гармонического электромагнитного поля (ЭМП), возбужденного искусственными источниками, рассмотрено, в отличие от классических моделей полупространства (однородного и кусочно-однородного), локально-неоднородную среду (ее электрофизические характеристики зависят от координат только в локальной области). Учет зависимости от координат электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости приводит к линейным краевым задачам математической физики с переменными коэффициентами, для решения которых преимущественно совместно используют аналитические и вычислительные методы. Методика. Для нахождения решений таких задач разработан численно-аналитический подход, базирующийся на комбинированном использовании метода интегральных уравнений (учитывая его преимущества в однородных неограниченных средах) с выделением оператора, который характеризирует влияние локальной области геометрической неоднородности, дальнейшей дискретизацией этой области, нахождением неизвестных компонент ЭМП в узлах сетки после их интерполяции в элементах дискретизации. Результаты. Рассмотрено полупространство, содержащее локальную область с произвольной криволинейной границей, электрофизические характеристики которого описаны непрерывными функциями координат. Для нахождения компонент вектора напряженности электрического поля (ЭП) построена математическая модель задачи, которая составлена из системы уравнений Гельмгольца с правой частью, описывающей влияние локальной неоднородности и содержащей неизвестные компоненты вектора напряженности ЭП, и нулевых граничных условий на свободной поверхности полупространства. С использованием специального фундаментального решения уравнения Гельмгольца, записаны интегральные изображения (ИИ) решений исходных уравнений задачи с учетом граничных условий. Они использованы для построения системы линейных алгебраических уравнений, полученной вследствие удовлетворения условий совпадения неизвестных компонент вектора напряженности ЭП, вычисленных с помощью интегральных изображений, со значениями в узлах элементов дискретизации локальной области. После решения указанной системы с помощью ИИ решения и производных от них по координатам вычислены компоненты векторов напряженности электрического и магнитного полей в произвольной точке полупространства. Научная новизна. Не вводя потенциалов электрического или магнитного типов обосновано эффективность совместного использования метода интегральных уравнений с методом взвешенных невязок для построения численно-аналитического решения задачи об установившихся колебаниях ЭМП в локально-неоднородном полупространстве с учетом зависимости всех его электрофизических характеристик от троих декартовых координат. Практическая значимость. Построенные дискретно-континуальные модели, учитывающие отдельное и взаимное влияние зависимости от координат электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости на распространение ЭМП позволят изучать процессы возникновения кондуктивных зарядов, вызванной поляризации и магнитной поляризуемости (намагниченности). In order to adequately describe real processes that characterize the spread in the crust harmonic electromagnetic field (EMF) excited by artificial sources , unlike classical models (homogeneous and piecewise homogeneous half-space), a locally inhomogeneous half-space (its electrical characteristics depend on coordinate only within the local area) is considered. Taking into account depending on the coordinates of conductivity, permeability and permittivity (so-called geometric heterogeneity) we get linear boundary problems of mathematical physics with variable coefficients, which mainly solved by a combination of analytical and computational methods. Methodology. To find solutions to these problems the numerically-analytical approach based on the combination of integral equations method (IEM) with extraction of the operator that describes the influence of the local area geometric heterogeneity is constructed. Taking into account the advantages of the IEM in a homogeneous infinite medium, we make discretization only in the local area and find the unknown EMF components in the grid nodes after their interpolation in the element of discretization. Results. A halfspace containing the local area with an arbitrary curved boundary is considered. Its electrical characteristics are continuous functions of the coordinates. To find the component of the electric field (EF) mathematical model of the problem, composed of the Helmholtz equations system and zero boundary conditions on the free surface of the half-space, is built. The right side of the system describes the effect of local heterogeneity and contains unknown EF strength vector components. Using special fundamental solution of the Helmholtz equation that automatically satisfies the boundary condition, integral representations (IR) of solutions of equations initial problem conditions are written. They are used for constructing a system of linear equations formed as a result of satisfaction coincidence unknown EF strength vector components calculated using the integral representations with the values in the grid nodes of the local area. After solving this system using IR of solution and their derivatives of the coordinates the vector components of the electric and magnetic fields at an arbitrary point of a half-space are calculated. Originality. Without the introduction of electric or magnetic potentials the numerically-analytical solution of the problem of established oscillations of EMF in a locally homogeneous halfspace is constructed. Dependencies on three Cartesian coordinates all its electrical characteristics are included. The effectiveness of a combination of methods of integral equations and weighted residuals for solving this problem is justified. Practical significance. Built discrete-continual models take into account the impact separate and mutual dependence on the coordinates conductivity, permeability and permittivity on the EMF distribution. This allows you to explore the effect of conductive charges, induced polarization and magnetic polarization (magnetization) in the process.Item Результати детальних ЕМ зондувань проблемної ділянки північного борту Домбровського кар’єру(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Дещиця, С. А.; Романюк, О. І.; Садовий, Ю. В.; Підвірний, О. І.; Кусайло, Р. І.; Коляденко, В. В.Наведено результати електромагнітного діагностування стану середовища верхньої частини геологічного розрізу на території між р. Сівкою і північним бортом кар’єру. Зондуваннями у ближній зоні джерела поля виділено та визначено на кількісному рівні просторові характеристики аномальних за електропровідністю областей, що зумовлюють розвиток фільтраційно-суфозійних і карстових процесів у гіпсоглинистій “шапці” та рудному тілі внаслідок інфільтрації річкових вод і атмосферних опадів у водоносний горизонт та міграції у прибортову зону на нижчі гіпсометричні рівні. Приведены результаты электромагнитной оценки состояния среды верхней части геологического разреза на территории между р. Сивкой и северным бортом карьера. Зондированиями в ближней зоне источника поля выделены и на количественном уровне определены пространственные характеристики аномальных по электропроводности областей, обусловливающих развитие фильтрационно-суффозионных и карстовых процессов в гипсоглинистой шляпе и рудном теле вследствие инфильтрации речных вод и атмосферных осадков в водоносный горизонт, а также миграции в прибортовую зону на более низкие гипсометрические уровни. The results of electro-magnetic diagnostics of the medium in the upper part of geological cut between river of Sivka and the northern border of quarry are presented. Time domain electromagnetic sounding has detected and quantitatively outlined a zone of anomalous conductivity associated with development of filtrationsuffosion and karst processes in the gypsum-clay cap and in the ore body as a result of infiltration of river waters and atmospheric precipitations into water-bearing horizon, and their migration in the border zone at lower hypsometric dates.Item Investigation of magnetomechanothermodiffusive processes in ferromagnetic body at given diffusing substance concentration on the surface(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Solodyak, M.The input equations describing the electromagnetic field interaction with the substance are suggested. By means of the methods of the similarity and dimensional theory, the system of equations of magnetomechanothermodiffusion and mechanics is reduced to a dimensionless form. Quantitative analysis of dimensionless criteria for the case of hydrogen diffusion in ferrum is carried out for three different meanings of initial temperature. The phenomena, for which dimensionless parameters are much less than a unit are not considered. A reduced coupled system of equations of the model for determination the concentration and temperature is written. Запропоновано вихiднi рiвняння, що описують процеси взаємодiї електромагнiтного поля з речовиною. З використанням методiв теорiї подiбностi та розмiрностей систему рiвнянь магнiтомеханотермодифузiї зведено до безрозмiрної форми. Вико- нано кiлькiсний аналiз характерних критерiїв у випадку дифузiї водню в залiзо для трьох значень початкової температури. У вихiднiй моделi нехтується ефектами, для яких характернi безрозмiрнi параметри є набагато меншими вiд одиницi. Записано спрощену взаємозв’язану систему рiвнянь моделi для знаходження концентрацiї та температури.Item Analysis of electromagnetic processes in a turbogenerator with equivalent stator tooth zones at no-load(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2013) Kovivchak, YaroslavWhile developing the mathematical held models of electric devices, to simplify the statement of the problem, it is common to apply chain schemes and substitute equivalent media for the complex structures of a construction. Identifying the influence of such simplifications on the conformity of the reproduction of electromagnetic processes by the models is an important problem, particularly when the given methods concern zones that are the sources of an electromagnetic field in the objects. Besides, when developing the mathematical field models, the coordinate systems in which the process is considered are neglected. In this paper, 2-D mathematical field models for calculating a quasistationary electromagnetic field in the cross-section of a turbogenerator at no-load with an equivalent stator zone are suggested. These models provide the calculation of the electromagnetic field in all zones of the device carried out on the basis of a vector potential in both the single coordinate system of the moving rotor, and the coordinate systems of the rotor and stator simulta-neously. The results obtained show that it is unacceptable to apply either substitution schemes or the equivalent replacement of the complex structures of electric devices in the case when they are the sources of the electromagnetic field in the object under investigation. Moreover, the analysis of the results confirms the necessity to consider the systems of coordinates of movable and immovable media when developing mathematical field models of electrodynamic devices. На основі рівнянь Максвелла в потенціалах розроблено двовимірні польові математичні моделі розрахунку квазістаціонарного електромагнітного поля у поперечному перерізі турбогенератора в режимі неробочого ходу з еквівалентною зубцевою зоною статора. Запропоновані моделі передбачають розрахунок електромагнітного поля у всіх зонах пристрою як в одній системі координат ротора та статора одночасно. Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів.Item Технологічний комплекс та результати електромагнітного моніторингу екологічно проблемних об’єктів Передкарпаття(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Дещиця, С. А.; Підвірний, О. І.; Романюк, О. І.; Савків, Л. Г.Item Symmetry of energy(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2013) Tchaban, VasylBased on the principle of symmetry, we propose a universal expression of the energy of physical system. If we accept a generalized coordinate as an argument, we come to potential energy; if we accept a generalized velocity as an argument, we come to kinetic co-energy. Here, like in the variational principle, the concept of kinetic energy does not work. The examples of application relate to electromagnetic fields, electro¬magnetic circuits, and mechanics of concentrated masses. Виходячи з принципу симетрії, запропоновано універсальний вираз енергії фізичної системи. Якщо прийняти за аргумент узагальнену координату, то приходимо до потенціальної енергії, якщо узагальнену швидкість, то - до кінетичної ко-енергії. Поняття кінетичної енергії тут, як і у варіаційних принципах, не діє. Приклади стосуються електромагнетного поля, електромагнетних кіл і механіки зосереджених мас. Концепції ко-енерії надається фізичне значення (характеристика).