Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
6 results
Search Results
Item Теоретичні й експериментальні частотні характеристики приповерхневих шарів під сейсмічними станціями “Тросник”, “Ужгород” і “Міжгір’я”(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Гнип, А. Р.Мета. У роботі експериментальні спектральні співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень у коливаннях, збуджених місцевими землетрусами і шумами, зареєстро- ваними сейсмічними станціями Ужгород, Тросник і Міжгір’я (частотні характеристики середовища під станціями), порівнюються з обчисленими теоретично за швидкісними моделями, побудованими на основі даних буріння у приповерхневих шарах; оцінюється ступінь збігу резонансних частот і перспектива використання експериментальних і теоретичних частоних характеристик у регіональних сейсмологічних дослідженнях. Методика. Теоретичні спектральні співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень на вільній поверхні ідеально-пружного горизонтально-шаруватого півпрос- тору для джерела у вигляді плоскої поздовжної хвилі обчислювалися з використанням алгоритму, побудованого на основі матричного методу, і порівнювалися з експериментальними, обчисленими за відрізками записів малих землетрусів і шумів, виправлених за вплив сейсмографа, довжина яких обиралася такою, щоб забезпечити відсів глибинних фаз, можливо не врахованих під час обчислення теоретичних співвідношень через недостатню загальну товщину моделей, а також фаз, утворених падінням прямих поперечних хвиль від джерела. Ступінь збігу між частотними характеристиками оцінювався обчисленням функції взаємної кореляції. Результати. Найвищі ступені взаємної кореляції виявлено між експериментальними частотними характеристиками середовища під сейсмічними станціями Карпатської мережі, обчисленими за записами місцевих землетрусів, й теоретичними характеристиками для горизонтальних фазових швидкостей, що відповідають швидкостям вступів поздовжних хвиль на станціях від землетрусів. Про невипадковість збігу можна судити за величиною максимумів функції, яка досягала 0,8 і більше, і з огляду на невелике зміщення відповідних максимумів по частоті, 0,2 Гц і менше. Це може свідчити, з одного боку, як про адекватність моделей, побудованих за даними буріння, використаних для обчислення теоретичних частотних характеристик, так і про придатність експериментального співвідношення для оцінювання резонансних частот середовища під станціями, де дані буріння відсутні, з іншого. Виявлено також і високі ступені кореляції між експериментальними спектральними співвідношеннями між компонентами записів малих землетрусів на станціях і співвідношеннями для шумів, що уможливлює використання саме останніх для оцінювання резонансних властивостей середовища. Наукова новизна. Уперше інтерференційні резонансні властивості приповерхневих шарів середовища під сейсмічними станціями Міжгір’я, Тросник і Ужгород оцінено з використанням двох альтернативних підходів – обчислення теоретичного спектрального співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень на вільній поверхні за моделями, побудованими за даними буріння, та визначення експериментального співвідношення за компонентами записів малих землетрусів і шумів на цих станціях. Доведено збіжність результатів цих підходів та доцільність їхнього використання в сейсмологічних дослідженнях у Карпатському регіоні. Практична значущість. Частоти інтерференційних резонансів у шаруватому середовищі під сейсмічними станціями необхідно враховувати під час оцінювання впливу середовища на записи сейсмічних сигналів на станціях, оцінюванні параметрів можливого сейсмічного впливу тощо. Запропоновано надійні й ефективні методи оцінювання цих частот і товщин поверхневих шарів за допомогою теоретичного моделювання частотних характеристик середовища і їхнього експериментального визначення за записами землетрусів і шумів на станціях. Цель. В работе экспериментальные спектральные соотношения между горизонтальной и вертикальной составляющими смещений в колебаниях, возбужденных местными землетрясениями и шумами, зарегистрированных сейсмическими станциями Ужгород, Тросник и Межгорье (частотные характеристики среды под станциями), сравниваются с рассчитанными теоретически с использованием скоростных моделей, построенных по данным бурения в приповерхностных слоях; оценивается степень совпадения резонансных частот и перспектива использования экспериментальных и теоретических частотных характеристик в региональных сейсмологических исследованих. Методика. Теоретические спектральные соотношения между горизонтальной и вертикальной составляющими смещений на свободной поверхности идельно-упругого горизонтально-слоистого полупространства для источника в виде продольной плоской волны рассчитывались с использованием алгоритма, построенного на основе матричного метода, и сравнивались с экспериментальными, рассчитанными с использованием отрезков записей малых землетрясений и шумов, исправленных за влияние сейсмографа, длину которых выбирали такой, чтобы обеспечить отсев глубинных фаз, возможно не учтенных при рассчете теоретических соотношений вследствие недостаточной общей толщины моделей, а также фаз, образованных падением прямых поперечных волн от источника. Степень совпадения между частотными характеристиками оценивалась путем вычисления функции взаимной корреляции между ними. Результаты. Самые высокие степени взаимной корреляции получены между экспериментальными частотными характерис- тиками среды под сейсмическими станциями Карпатской сети, определенных с использованием записей местных землетрясений, и теоретическими характеристиками для горизонтальных фазовых скоростей, которые соответствуют скоростям вступлений продольных волн на станциях от землетрясений. О неслучайном характере совпадения можна судить по высоким значениям максимумов функции, которые достигали 0,8 и более, и с учетом незначительных значений смещений по частоте, 0,2 Гц и менее. Это может свидетельствовать, с одной стороны, как об адекватности моделей, построенных по данным бурения и использованных для рассчета теоретических частотных характеристик, так и о применимости экспериментального соостношения для оценивания резонансных частот среды под станциями, где данные бурения отсутствуют, с другой. Получены также и высокие степени корреляции между экспериментальными спектральными соотношениями между составляющими записей малых землетрясений и соотношениями для шумов, что позволяет использовать только шумы для оценивания резонансных свойств среды. Научная новизна. Впервые интерференционные резонансные свойства слоев среды под сейсмическими станциями Межгорье, Тросник и Ужгород оценены с использованием двух альтернативных подходов – рассчета теоретического спектрального соотношения между горизонтальной и вертикальной составляющими смещений на свободной поверхности с использовапнаием моделей, построенных по данным бурения, и определения экспериментального соотношения с использованием записей малых землетрясений и шумов на этих станциях. Доказана сходимость результатов этих подходов и целесообразность их использования в сейсмологических исследованиях в Карпатском регионе. Практическая значимость. Частоты интерференционных резонансов в слоистой среде под сейсмическими станциями необходимо учитывать при оценивании влияния среды на записи сейсмических сигналов на станциях, параметров возможного сейсмического воздействия и т.п. Предложены надежные и эффективные методы оценивания этих частот и мощности поверхностных слоев путем теоретического моделирования частотных характеристик среды и их экспериментального определения с использованием записей землетрясений и шумов на станциях. Purpose. In the paper, experimental spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements from local earthquakes and noise recorded at the stations Uzhgorod, Trosnyk and Mizhgirya (frequency characteristics of the medium under the stations) are compared to synthetic ratios calculated using the velocity models built based on the data of drilling in near-surface layers; correlation between the resonance frequencies is evaluated, as well as the applicability of experimental and synthetic frequency characteristics in the regional seismological investigations. Methodology. The synthetic spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements on the free surface of perfectly elastic horizontally-layered half-space were calculated using the algorithm designed based on matrix method and plane P-wave as a source and compared subsequently to the experimental ones obtained, after the deconvolution of seismograph response, from the portions of records of small earthquakes and noise as short as to eliminate the deep phases, possibly not accounted for in the synthetic ratios owing to insufficient total thickness of the models, and phases arising after the arrival of direct S-wave from the earthquake. Similarity between the synthetic and experimental frequency characteristics was evaluated by calculating a function of cross-correlation between them. Results. The highest rates of cross-correlation were obtained between experimental frequency characteristics of the medium under the stations of Carpathian network estimated from the records of local earthquakes and synthetic characteristics calculated at horizontal phase velocities corresponding to velocities of first arrivals of P-waves from the earthquakes at the stations. That the correlation was not of incidental character might be concluded both from high values of corresponding maxima, achieving 0.8, and more, and from insignificant values of their frequency shift, 0.2 Hz, and less. The high rates of correlation might be considered as an adequacy test for the velocity models, built based on the data of drilling and used subsequently in calculation of synthetic frequency characteristics, on the one hand, and as a test on reliability of resonance frequencies estimated from the experimental ratios in the locations where data of drilling would not be available, on the other. The high rates of cross-correlation also obtained between experimental spectral ratios for small earthquakes recorded at the stations and the ratios for noise seemed to justify only the using of noise for estimation of resonance properties of near-surface medium. Originality. For the first time, resonance properties of near-surface layers under the seismic stations Mizhgirya, Trosnyk and Uzhgorod have been estimated based on two alternative approaches – by calculating the synthetic spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements on the free surface using velocity models built based on the data of drilling, and by calculating the experimental ratios between the components of records of small earthquakes and noise at the stations. It has been confirmed that the results of both the approaches converge well, which justifies their eventual application in seismological investigations in the Carpathian region. Practical significance. The frequencies of interferential resonances in a layered medium under the seismic stations should be accounted for during the analysis of seismic signals recorded at the stations, in estimation of parameters of seismic load etc. Reliable and effective methods have been suggested for estimation of the frequencies and of the thicknesses of near-surface layers by theoretical modeling of frequency characteristics of the medium, and experimentally, from the records of earthquakes and noise at the stations.Item Теоретичні частотні характеристики приповерхневих шарів під сейсмічними станціями “Тросник”, “Ужгород” і “Міжгір’я”(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Гнип, А. Р.З метою отримання кількісних оцінок динамічних параметрів впливу особливостей швидкісного розрізу середовища під сейсмічними станціями для трьох станцій Карпатської мережі за моделями, побудованими за даними буріння у приповерхневих шарах, за допомогою алгоритму, розробленого на основі матричного методу, обчислено спектральні співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень на вільній поверхні (частотні характеристики), які залежать лише від властивостей средовища і характеризують його резонансні властивості. Методика. У методичному аспекті перевірено ступінь збігу інтерференційних резонансних частот в ідеально пружному шаруватому середовищі, обчислених за допомогою розробленого алгоритму для джерела у вигляді плоскої хвилі і прогнозованих за методом Накамури, а в наступній роботі буде оцінено ступінь їхнього збігу з частотами експериментальних характеристик, обчислених з використанням реальних записів шумів і землетрусів, перспективу використання цих методів у регіональних сейсмологічних дослідженнях. Результати. Головні резонансні максимуми у спектральних співвідношеннях між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень, обчислених для станцій Ужгород і Міжгір’я, належать найтоншим (не більше ніж десять метрів) поверхневим шарам переважно глинистих відкладів і перебувають у високочастотних ділянках спектра практично поза межами робочого діапазону приладів, справляючи так мінімальний вплив на результати спостережень на станціях. Однак, на відміну від методу Накамури, у якому можна оцінити товщину/резонансний максимум лише одного (зазвичай поверхневого) шару, спектральні співвідношення, обчислені за допомогою матричного методу, дали змогу виявити й інші максимуми, зумовлені складнішою будовою середовища, зокрема такою, як під станцією Ужгород, які натомість перебувають вже у межах робочого діапазону приладів і які необхідно враховувати. Незважаючи на те, що моделі середовища під іншими двома станціями (Тросник і Міжгір’я) були дещо простіші, виразні резонансні максимуми у робочих ділянках спектра були виявлені і тут. Наукова новизна. Уперше за швидкісними моделями перших сотень метрів шаруватого середовища під трьома сейсмічними станціями Карпатської мережі, побудованими за даними буріння, обчислено з використанням матричного методу частотні характеристики, які залежать лише від властивостей середовища і характеризують його резонансні властивості. Практична значущість. Обчислені частотні характеристики дають змогу оцінити ступінь впливу середовища на записи сейсмічних сигналів на станціях, що найістотніше на частотах, які відповідають отриманим інтерференційним резонансним максимумам (і мінімумам). Ці частоти необхідно враховувати під час аналізу та інтерпретації записів сейсмічних сигналів, під час оцінювання параметрів можливого сейсмічного впливу тощо. С целью получения количественных оценок динамических параметров влияния особенностей скоростного строения среды под сейсмическими станциями для трех станций Карпатской сети с использованием моделей, построенных по данным бурения в приповерхностных слоях, и алгоритма, разработанного на основе матричного метода, рассчитаны спектральные соотношения между горизонтальными и вертикальными составляющими смещений на свободной поверхности (частотные характеристики), которые зависят только от свойств среды и характеризуют ее резонансные свойства. Методика. В методическом аспекте проверена степень совпадения интерференционных резонансных частот в идеально-упругой слоистой среде, рассчитанных с использованием разработанного алгоритма для источника в виде плоской волны, и прогнозируемых по методу Накамуры, а в следующей работе будет оценена степень их совпадения с частотами экспериментальных характеристик, рассчитанных с использованием реальных записей шумов и землетрясений, перспектива использования этих методов в региональных сейсмологических исследованиях. Результаты. Главные резонансные максимумы в спектральных соотношениях между горизонтальной и верктикальной составляющими смещений, рассчитанных для станций Ужгород и Межгорье, принадлежат самым тонким (не больше десяти метров) поверхностным слоям преимущественно глинистых отложений и находятся в высокочастотных участках спектра практически за пределами рабочего диапазона приборов, оказывая таким образом минимальное влияние на результаты наблюдений на станциях. Тем не менее, в отличие от метода Накамуры, в котором можно оценивать толщину/резонансный максимум только одного (как правило поверхностного) слоя, спектральные соотношения, рассчитанные с помощью матричного метода, позволили обнаружить и другие максимумы, обусловленные более сложным строением среды, и в частности таким, как под станцией Ужгород, которые находятся уже в пределах рабочего диапазона приборов и должны учитываться. Несмотря на то, что модели среды под остальными двумя станциями (Тросник и Межгорье) оказались более простыми, четкие резонансные максимумы в рабочих участках спектра обнаружены и тут. Научная новизна. Впервые с использованием скоростных моделей первых сотен метров слоистой среды под тремя сейсмическими станциями Карпатской сети, построенных по данным бурения, рассчитаны с помощью матричного метода частотные характеристики, которые зависят только от свойств среды и характеризуют ее резонансные свойства. Практическая значимость. Рассчитанные частоные характеристики позволяют оценить степень воздействия среды на записи сейсмических сигналов на станциях, которое будет наиболее существенным на частотах, соответствующих полученным интерференционным максимумам (и минимумам). Эти частоты необходимо учитывать при анализе и интерпретации записей сейсмических сигналов, оценивании параметров возможного сейсмического воздействия и т.п. С целью получения количественных оценок динамических параметров влияния особенностей скоростного строения среды под сейсмическими станциями для трех станций Карпатской сети с использованием моделей, построенных по данным бурения в приповерхностных слоях, и алгоритма, разработанного на основе матричного метода, рассчитаны спектральные соотношения между горизонтальными и вертикальными составляющими смещений на свободной поверхности (частотные характеристики), которые зависят только от свойств среды и характеризуют ее резонансные свойства. Методика. В методическом аспекте проверена степень совпадения интерференционных резонансных частот в идеально-упругой слоистой среде, рассчитанных с использованием разработанного алгоритма для источника в виде плоской волны, и прогнозируемых по методу Накамуры, а в следующей работе будет оценена степень их совпадения с частотами экспериментальных характеристик, рассчитанных с использованием реальных записей шумов и землетрясений, перспектива использования этих методов в региональных сейсмологических исследованиях. Результаты. Главные резонансные максимумы в спектральных соотношениях между горизонтальной и верктикальной составляющими смещений, рассчитанных для станций Ужгород и Межгорье, принадлежат самым тонким (не больше десяти метров) поверхностным слоям преимущественно глинистых отложений и находятся в высокочастотных участках спектра практически за пределами рабочего диапазона приборов, оказывая таким образом минимальное влияние на результаты наблюдений на станциях. Тем не менее, в отличие от метода Накамуры, в котором можно оценивать толщину/резонансный максимум только одного (как правило поверхностного) слоя, спектральные соотношения, рассчитанные с помощью матричного метода, позволили обнаружить и другие максимумы, обусловленные более сложным строением среды, и в частности таким, как под станцией Ужгород, которые находятся уже в пределах рабочего диапазона приборов и должны учитываться. Несмотря на то, что модели среды под остальными двумя станциями (Тросник и Межгорье) оказались более простыми, четкие резонансные максимумы в рабочих участках спектра обнаружены и тут. Научная новизна. Впервые с использованием скоростных моделей первых сотен метров слоистой среды под тремя сейсмическими станциями Карпатской сети, построенных по данным бурения, рассчитаны с помощью матричного метода частотные характеристики, которые зависят только от свойств среды и характеризуют ее резонансные свойства. Практическая значимость. Рассчитанные частоные характеристики позволяют оценить степень воздействия среды на записи сейсмических сигналов на станциях, которое будет наиболее существенным на частотах, соответствующих полученным интерференционным максимумам (и минимумам). Эти частоты необходимо учитывать при анализе и интерпретации записей сейсмических сигналов, оценивании параметров возможного сейсмического воздействия и т.п. In order to quantitatively estimate the dynamic effects of velocity structure under the three seismic stations of the Carpathian network spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements on the free surface (frequency characteristics) depending only on parameters of the medium and defining its resonance properties have been calculated using the algorithm designed based on matrix method and the models constructed using the data of drilling in near surface layers. Methodology. In methodical aspect, it has been tested if interferential resonance frequencies in perfectly elastic layered medium calculated using the developed algorithm and plane wave as a source coincide with ones predicted by Nakamura’s technique. In the following paper, it is intended to check if the frequencies coincide with ones identified in experimental characteristics calculated using the real records of seismic noise and earthquakes, and the applicability of the methods in the regional seismological studies. Results. The major resonance maxima in spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements calculated for stations Uzhgorod and Mizhgirya corresponded to the thinnest (less than ten meters) surface layers of predominantly clay deposits, and occurred consequently within the high-frequency parts of spectrum, virtually outside the working range of equipment, and with no effect on the results of observations at the stations. However, in contrast to the Nakamura’s technique, enabling to estimate thickness/resonance maximum of only one (usually surface) layer, it is possible, calculating spectral ratios using the matrix method, to identify other maxima, resulting from the more complex structure of the medium, and, in particular, such as under the station Uzhgorod, where the maxima have occurred within the working range of equipment and should be accounted for. Despite the simpler velocity structure under the two remaining stations (Trosnyk and Mizhgirya) the distinct resonance maxima within the working range of equipment have been identified there too. Originality. For the first time, frequency characteristics of the medium under the three seismic stations of the Carpathian network depending only on the parameters of the medium and defining its resonance properties have been calculated using the matrix method and velocity models of first hundreds of meters constructed based on the data of drilling. Practical significance. The resulting frequency characteristics enable to estimate the effect of the medium on the records of seismic signals, most significant at frequencies corresponding to interferential resonance maxima (and minima). The frequencies should be taken into consideration during the analysis and interpretation of seismic signals recorded at the stations, and in estimation of seismic risk and seismic hazard.Item Оцінка адекватності математичної моделі трансформатора напруги НОМ-10 для частот вільної складової внутрішніх перенапруг мережі(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Никонець, Л. О.; Гущин, Є. Ю.; Климук, П. П.На синтезованій математичній моделі трансформатора напруги НОМ–10 з достатньою точністю отримані результати дослідів, не були безпосередньо використані для синтезу цієї моделі. Математична модель НОМ-10 для частот вільної складової внутрішніх перенапруг мережі адекватно відтворює електромагнітні процеси в трансформаторі НОМ-10 і може бути використана для наукових досліджень. A synthesized mathematical model of a voltage transformer “NOM-10 (Single-phase Oil Transformer-10) was used to get experimental results with quite high level of accuracy, which, however, weren’t used in synthesizing of the model. The mathematical model recreates electromagnetic processes in a “NOM-10” transformer and can be used for further researches.Item Математична модель трансформатора напруги НОМ-10 для частот вільної складової внутрішніх перенапруг мережі(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Маліновський, А. А.; Гущин, Є. Ю.; Никонець, О. Л.Критерієм адекватності моделювання еквівалентних параметрів обмоток та їх частин є рівність споживаних від джерела активної і реактивної потужностей фізичного оригінала і його математичної моделі за однакових умов випробування. Обґрунтована доцільність почергового вимірювання параметрів під час проведення дослідів на оригіналі, що суттєво зменшує похибку результатів вимірювання. Вперше синтезована математична модель трансформатора напруги НОМ-10. A criterion of adequate modeling of equal parameters of windings and their parts is the equal quantities of consumed active and reactive power by a physical original and its mathematical model. A necessity of alternate measurements of parameters during a physical experiment has been proved so now it allows declining measurements errors. A model of a voltage transformer “NOM-10” (Single-phase Oil Transformer-10) has been synthesized for the first time.Item Особливості захисту акустичної інформації на суднах та експериментальна оцінка звукоізоляції(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Блінцов, В. С.; Касьянов, Ю. І.; Нужний, С. М.Визначено особливості захисту акустичної інформації на суднах, описано комплекс засобів для дослідження звукоізоляції та результати експериментів, що підтверджують його працездатність.The features of acoustic information security on the ships are defined in this paper. There is described complex of tools to research the soundproofing and electroacoustic converters. The research results of some acoustic insulation materials are given.Item Експериментальні дослідження електромагнітних процесів в обмотках трансформатора напруги НОМ-10 за дії вільних складових внутрішніх перенапруг мережі(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Маліновський, А. А.; Бучковський, Р. В.; Никонець, О. Л.; Гущин, Є. Ю.За аварійних режимів у мережі з частотами вільних складових в діапазонах 350 – 700 Гц, 3600 – 3800 Гц, 20000 Гц, 37000 Гц, 70000 Гц можливе пошкодження трансформаторів напруги НОМ-10 внаслідок явища внутрішнього резонансу. Масове впровадження в мережах 10 кВ вакуумних вимикачів, процес вимикання яких зумовлює високочастотні перенапруги, може стати додатковим фактором зростання аварійності трансформаторів напруги. During network faults with frequencies of free current components in the ranges 350 – 700 Hz, 3600 – 3800 Hz, 20000 Hz, 37000 Hz, 70000 Hz damages to voltage transformers are possible due to phenomenon of internal ferroresonance. Mass introduction of vacuum circuit breakers (shutdown process of which causes high-frequency overvoltages) in 10 kV networks may become an additional factor in the growth of voltage transformer faults.