Проблемы машиностроения, 2016, № 1http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/992522024-03-28T22:25:04Z2024-03-28T22:25:04ZЭнергетика и глобальное потепления климатаКанило, П.М.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/992612016-04-26T00:02:28Z2016-01-01T00:00:00ZЭнергетика и глобальное потепления климата
Канило, П.М.
В настоящее время три экологические проблемы обоснованно привлекают огромное внимание человечества: глобальное потепление климата на Земле, судьба озонового слоя и замкнутость глобальных биогеохимических круговоротов (концепция биотической регуляции окружающей среды). При дальнейшем потеплении климата возможны отрицательные последствия: усиление испарения вод Мирового океана и интенсификация парникового эффекта, охлаждение стратосферы и соответствующее утончение защитного озонового экрана, поднятие уровня Мирового океана и затопление прибрежных зон, где проживает более 60% населения планеты. Особого внимания требует дальнейшее развитие исследований глобального круговорота углерода ввиду нерешенности проблемы «потерянного стока» диоксида углерода, который обусловлен, в том числе, уменьшением эффективности и продуктивности функционирования деградируемых и уничтожаемых фотосинтезирующих систем суши и Мирового океана, включая снижение их регуляторных и климатостабилизирующих функций. Обосновывается вывод, что современное потепление климата – это антропогенно-экологическая реальность, связанная с резким увеличением численности населения планеты и его хищническим отношением к ПРИРОДЕ, существенным повышением уровней неэффективного использования природных ресурсов и предельно опасным загрязнением окружающей среды супертоксикантами, с деградацией, разрушением и уничтожением систем биосферы, включая глобальную биоту, приводящих, соответственно, к снижению качества их функционирования, в том числе биопродуктивности, средообразующих и климатостабилизирующих функций. Поэтому выход из кризиса видится в изменении вектора развития экономики и экологизации всех сфер человеческой деятельности, включая стабилизацию численности населения и восстановление важнейших природных регуляторов экосферы, в том числе – климата планеты.; Наводяться короткі історичні аспекти з історії вивчення таємниць льодовикових епох і змін клімату Землі, а також народження астрономічної теорії. Наголошується, що сучасне міжльодовиків’я за астрономічними канонами мало б закінчуватися в найближчому тисячолітті. Обґрунтовується висновок, що сучасне потепління клімату – це антропогенно-екологічна реальність, пов'язана з різким збільшенням чисельності людства і його хижацьким ставленням до природи, істотним підвищенням рівня неефективного використання природних ресурсів і гранично небезпечним забрудненням навколишнього середовища супертоксикантами з деградацією, руйнуванням і знищенням систем біосфери, призводять до зниження якості їх функціонування.; Presently, three ecological problems are in the focus of humanities concern: the global climate warming on Earth, the future of the ozone layer and the circularity of global bio-geo-chemical cycles (the concept of biotic regulation of the environment). Further climate warming can result in adverse consequences such as enhanced evaporation of World Ocean water and intensification of the greenhouse effect, stratosphere cooling and respec-tive thinning of the protective ozone screen, a rising level of the World Ocean and flooding of coastal areas in-habited by over 60 % of the planet's population. Special focus should be placed on further research in the global carbon cycle due to the unresolved problem of "lost drain" of carbon dioxide caused, among other reasons, by decaying effectiveness and productivity of functioning of degrading and destructed photosynthesizing system on land and in the World Ocean, including a slowdown of their regulatory and climate stabilizing functions. A con-clusion is substantiated that the current climate warming is an anthropogenic-ecological reality related to the dramatic growth of human population and its depredation of NATURE, the intensely increasing level of ineffec-tive utilization of natural resources and critically hazardous environmental pollution with supertoxic materials, and the degradation, deterioration and destruction of biosphere systems, including the global biota. All this re-sults in a declining quality of their functioning, including their bioproductivity, environment forming and climate stabilizing functions. Hence, surmounting the crisis is seen as changing the vector of economic development and greening of all human activity areas, including stabilizing the population size and restoring critical natural eco-sphere regulators, and among them, the planet's climate.
2016-01-01T00:00:00ZМетод локализации точки экстремума унимодальной функцииШелудько, Г.А.Угримов, С.В.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/992602016-04-26T00:02:27Z2016-01-01T00:00:00ZМетод локализации точки экстремума унимодальной функции
Шелудько, Г.А.; Угримов, С.В.
Рассмотрена комбинация численных методов типа Regula falsi и секущих для прямого поиска экстремума унимодальной функции общего вида на заданном отрезке. Предложенная комбинация не требует какого-либо предварительного анализа характера функции для начала поиска ее экстремума. Реализуется своеобразный метод с минимальной глубиной памяти в направлении поиска. Он является универсальным и независимым от класса минимизируемой функции. Принятый апостериорный подход позволяет отыскивать экстремум недифференцируемых, в том числе алгоритмически заданных функций. Метод отличается большой общностью. Он обеспечивает гарантированную сходимость к экстремальной точке благодаря использованию средневзвешенного способа реализации решения. Если даже минимизируемая функция на заданном отрезке оказывается не унимодальной, то всегда предлагаемый метод осуществляет получение хотя бы относительного минимума. Изложенная методика может быть легко распространена на многомерный случай.Проведен массовый вычислительный эксперимент на гладких и негладких функциях. Рассмотрено применение предложенного метода к выпукло-вогнутым с разрывом первого рода функциям, к разнонаклоненным функциям, а также эмпирически заданным функциям сложной геометрии. Показано, что индекс эффективности комбинации методов превышает таковой у отдельно взятых методов с теми же начальными условиями.; Розглянуті триточкові методи пошуку екстремуму кусково-негладкої функції. Особлива увага приділяється застосуванню методів розв'язання задач з поганою обумовленістю, що викликана різнонахильністю функції, яка мінімізується. Завдяки комбінації лінійних методів Regula falsi та пересічних хорд вдалося помітно підвищити ефективність пошукового засобу. На тестових прикладах продемонстровано ефект запропонованого підходу.; The combination of numerical methods such as Regula falsi method and secant method for direct search of extremum of unimodal function on the given interval is considered. The proposed combination does not require any prior analysis of character of the functions to begin its search for an extremum. The unique method with a minimum of memory depth in the search area is implemented. It is universal and independent of the class of minimized function. Accepted a posteriori approach allows to find the extremum of non-differentiable functions, including algorithmically defined functions. The method is quite general. It provides a guaranteed convergence to the extreme point due to the use ща the weighted average method for realizing solutions. If the minimized function in a given interval is not unimodal, the suggested method is always provides obtaining at least a relative minimum. The stated method can be easily extended to the multidimensional case. The massive computational experiments on smooth and non-smooth functions are carried out. The application of the proposed method to the convex-concave functions with a first-order gap, to functions with a asymmetrical character in vicinity of solution, as well as empirically given functions of complex geometry. It is shown that the efficiency index of combination methods exceeds index of the individual methods with the same initial conditions.
2016-01-01T00:00:00ZДослідження ліній розриву функцій двох змінних або їх похідних деякого порядкуЛитвин, О.М.Славік, О.В.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/992592016-04-26T00:02:27Z2016-01-01T00:00:00ZДослідження ліній розриву функцій двох змінних або їх похідних деякого порядку
Литвин, О.М.; Славік, О.В.
Проведено огляд існуючих методів автоматичного виявлення розривів на цифрових зображеннях. Наведено два методи виявлення розривів поверхні, що задана функцією двох змінних. Запропоновано новий метод знаходження ліній розриву функції двох змінних (що описує поверхню), або її похідної деякого порядку.; В данной работе представлены следующие методы для выявления разрывов: Робертса, Собеля, Прюитта, Шарра, Кирша, Робинсона и Кени. Обсуждаются методы выявления разрывов, представленые в работах Литвина О. Н., Першиной Ю. И. и Литвина О. Н., Нефедовой И. В. В основе этих методов лежат понятия ε-непрерывности и dε-непрерывности. Предлагается новый метод для выявления разрывов. В его основе лежит понятие dkε-непрерывности. В отличие от перечисленных выше методов, этот метод способен выявить разрывы как в самой функции, так и в некоторой ее производной. Для предложенного метода приведен алгоритм нахождения линий разрывов функции двух переменных с использованием dkε-непрерывных сплайнов. Результаты предложенной работы можно применить в задачах разведки полезных ископаемых, при обработке данных сейсмической томографии или при обработке изображений, полученных с искусственных спутников планеты.; Image segmentation is the process of partitioning a digital image into multiple regions or sets of pixels. The result of image segmentation is a set of regions that collectively cover the entire image, or a set of contours extracted from the image. All of the pixels in a region are similar with respect to some characteristic or computed property, such as color, intensity, or texture. To increase results of image processing used image preprocessing methods (for example linear contrast method). After image preprocessing for image used edge detection methods. Edge detection methods can be grouped into two groups: based on gradient and based on Laplace operator. In the given work are presented the following methods to identify edges, such as the Roderts method, Sobel method, Prewitt method, Scharr method, Kirsch method, Robinson method and Canny method. Separately discussed the newest methods of detecting discontinuous that are presented in works Lytvyn O.M., Pershina Y.I. and Lytvyn O.M., Nefedova I.V. The basis of these methods are determinations of ε-continuous and dε-continuous respectively. Also in given work proposed a newest method for detecting dkε-discontinuous. The basis of this method is determination of dkε-continuous. Unlike the methods suggested above, this method detects discontinuous in the function and some of its derivatives. For the proposed method shown detailed algorithm for finding the lines of discontinuity of the function of two variables with discontinuities of the function and some of her derivatives using dkε-discontinuous splines. The results of the given work can be used in the problems of mineral exploration with seismic tomography data processing or when processing images obtained from satellites of the planet.
2016-01-01T00:00:00ZК решению нелинейных обратных граничных задач теплопроводностиМацевитый, Ю.М.Сафонов, Н.А.Ганчин, В.В.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/992582016-04-26T00:02:33Z2016-01-01T00:00:00ZК решению нелинейных обратных граничных задач теплопроводности
Мацевитый, Ю.М.; Сафонов, Н.А.; Ганчин, В.В.
В данной работе для получения устойчивого решения нелинейной обратной граничной задачи теплопроводности применяется метод регуляризации А. Н. Тихонова с эффективным алгоритмом поиска регуляризирующего параметра. Искомый тепловой поток на границе по временной координате аппроксимируем сплайнами Шёнберга первой степени. Для применения метода функций влияния к нелинейной задаче теплопроводности сводим её к последовательности линейных обратных граничных задач, используя итерационный процесс. Данный итерационный процесс заканчивается при достижении наперёд заданной точности для восстановленной температуры. В статье представлено обоснование использования функций влияния для аппроксимации решения линейной краевой задачи теплопроводности. В частности, показано, что функции влияния линейно независимы на временном интервале (0, ¥) при фиксированной пространственной переменной. Этот факт используется для идентификации температуры на границе или внутри области. Проведены многочисленные вычислительные эксперименты с использованием стабилизирующих функционалов нулевого и первого порядка, а также анализ влияния величины дисперсии случайной погрешности измерения на погрешность получаемого решения. В результате вычислительного эксперимента выяснилось, что для данного класса задач регуляризация первого порядка оказалась более эффективной, чем регуляризация нулевого порядка. Также результаты вычислительного эксперимента свидетельствуют, что при увеличении количества точек, в которых задана экспериментальная температура, точность идентификации возрастает; Для отримання стійкого розв’язку нелінійної оберненої граничної задачі теплопровідності застосовується метод регуляризації А. М. Тихонова з ефективним алгоритмом регуляризуючого пошуку параметра. Шуканий тепловий потік на границі по часовій координаті апроксимуємо сплайнами Шьонберга першого ступеня. Для застосування методу функцій впливу до нелінійної задачі теплопровідності приводимо її до послідовності лінійних обернених граничних задач. Проведені численні обчислювальні експерименти з використанням стабілізуючих функціоналів нульового та першого порядку, а також аналіз впливу величини дисперсії випадкової похибки вимірювання на отриманий розв’язок. У результаті обчислювального експерименту з'ясувалося, що для даного класу задач регуляризація першого порядку виявилася більш ефективною, ніж регуляризація нульового порядку.; In this paper, to obtain a stable solution of nonlinear inverse boundary problem of heat conduction the method of Tikhonov regularization with effectiveness-tive search algorithm regularizing parameter. Seeking the heat flux at the boundary of the time coordinate splines approximate Schoenberg first ste-interest. To apply the method of influence functions for the nonlinear heat conduction problem reduces it to a sequence of linear inverse boundary value problems using the diet-iteration process. This iterative process ends when the on-perёd specified accuracy for temperature recovery. The article presents a study on the use of the influence functions for approximating the solution of a linear edge-value problem of heat conduction. In particular it is shown that the influence functions are linearly independent in the time interval (0, ) at a fixed spatial variable. This fact is used to identify the temperature at the boundary or inside the area. Conducted numerous computational experiments using functional stabilizing zero and first order, and an analysis of the impact of the variance of the random error of measurement error in the obtained solution. The results of computational experiments revealed that for the class of first-order regularization was more effective than the regularization of the zero order. Also, the results of computational experiments show that by increasing the number of points where the specified Expo experimental temperature, increases the accuracy of the identification.
2016-01-01T00:00:00Z