ПОБУДОВА І АНАЛІЗ КОМП'ЮТЕРНИХ МОДЕЛЕЙ РЕЗОНАТОРІВ ЄМНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГІЧНИХ АПАРАТІВ ВІЗУАЛЬНИМИ ЗАСОБАМИ PYTHON

Автор(и)

  • Ольга Юріївна Олійник Коледж радіоелектроніки
  • Юрій Карлович Тараненко Приватне підприємство «Лікопак», Дніпро

DOI:

https://doi.org/10.31649/1999-9941-2021-50-1-105-114

Ключові слова:

резонатор, коливання, амплітуда, частота, ємність

Анотація

Дослідження нелінійних коливань і процесів в апаратах, що відбуваються під впливом складних коливань, викликають значні математичні труднощі. Сильні нелінійні коливання можуть істотно інтенсифікувати технологічні процеси або ж обумовлювати руйнування елементів конструкцій. Тому проблема використання коливальної енергії, що виникає в технологічних апаратах природним шляхом, назрівала тривалий час і у проектувальників обладнання, і у технологів виробництв.

Запропоновано комп'ютерну модель на основі диференціального рівняння для визначення частот і форм згинальних коливань трубчастого резонатора. Застосування моделі дозволяє візуалізувати форми і частоту коливань для резонатора у вигляді циліндричної частини технологічного апарату будь-якого розміру. При цьому враховується товщина стінок, зовнішній і внутрішній діаметр ємності апарата, його довжина. Модель враховує тип кріплення ємності з варіацією жорсткості опори.

Відмінною особливістю отриманої моделі є те, що вперше використаний підхід до розв’язування диференціального рівняння ємності не шляхом отримання чисельного рішення, а отримання аналітичного виразу для кожної форми коливання з наступною візуалізацією засобами Python.

Біографії авторів

Ольга Юріївна Олійник, Коледж радіоелектроніки

кандидат технічних наук, доцент

Юрій Карлович Тараненко, Приватне підприємство «Лікопак», Дніпро

доктор технічних наук, професор

Посилання

T. Ikeda, T. Hirayama, N. Nakagawa, «Nonlinear Vibrations of a Structure Caused by Water Sloshing in a Cylindrical Tank (Special Issue on Nonlinear Dynamics)», JSME International Journal Series C Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing, vol. 41, no. 3, рр. 639−651, 1998.

T. Ikeda, S. Murakami, «Nonlinear vibrations of elastic structures containing a cylindrical liquid tank under vertical excitation», Journal of System Design and Dynamics, vol. 2, no. 3, рр. 822-836, 2008.

А. Maekawa, M. Suzuki, K. Fujita, «Nonlinear Vibration Response of a Cylindrical Water Storage Tank Caused by Coupling Effect Between Beam-Type Vibration and Oval-Type Vibration: Part 1 − Vibration Experiment», in ASME 2006 Pressure Vessels and Piping/ICPVT-11 Conference, American Society of Mechanical Engineers Digital Collection, рр. 329−338, 2006.

D. N. Samoylenko, «Obzor apparatov i tekhnologicheskikh metodov dlya intensifikatsii massoperenosa antotsianov pri proizvodstve krasnykh sukhikh vin», Nauchnyy zhurnal NIUITMO. Seriya: Protsessy i apparaty pishchevykh proizvodstv, № 1, s. 191−199, 2011.

V. N. Khmelev, D. YU. Matytsin, R. V. Barsukov, «Optimizatsiya energoobespecheniya ul'trazvukovykh tekhnologicheskikh apparatov», Tekhnologicheskaya sistemotekhnika-2003: materialy Vtoroy mezhdunarodnoy elektronnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii, Tul'skiy gosudarstvennyy universitet, 2003.

P. P. Ivanov, M. A. Khalturin, «Ispol'zovaniye apparata s vibratsionnoy nasadkoy nepreryvnogo deystviya dlya polucheniya ekstrakta iz zamorozhennykh plodov ryabiny krasnoy», Pishchevay promyshlennost', № 5, s. 38−41, 2015.

O. YU. Olíynik, «Víbrochastoniy metod kontrolyu gustini v umovakh víbratsíí̈», Metrologíya ta priladi kontrolyu yakostí, № 2 (43), s. 41−46, 2020.

А. Prokofiev, G. Makariyants, E. Shakhmatov, «Modeling of pipeline vibration under the pressure ripples in the working fluid», 17th International Congress on Sound and Vibration, ICSV, pp. 1142−1149, 2010.

O. YU. Oleynik, YU. K. Taranenko, «Matematicheskaya model' vibratsionnogo sensora dinamicheskoy vyazkosti», Ukraí̈ns'kiy metrologíchniy zhurnal, № 4, s. 34–39, 2017.

Ye. Ishemguzhin, «Dempfirovaniye parametricheskikh kolebaniy truboprovoda», Setevoye izdaniye «Neftegazovoye delo», № 3, s. 84−93, 2011.

D. F. Balyakov, «Modeli dempfirovaniya mekhanicheskikh kolebaniy», Reshetnevskiye chteniya, t. 2, № 20, 2016.

Y. K. Taranenko, O.Y. Oliynyk, «Multifunctional vibration frequency transducer with cylindrical resonator», Measurement Techniques, vol. 61, no. 7, pp. 41–46, 2018.

А. B. Prokof'yev, «Raschet sobstvennykh chastot i form kolebaniy truboprovodov s pomoshch'yu programmnogo kompleksa», Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, t. 1, № 2, 1999.

V. A. Rukavishnikov, O. P. Tkachenko, «Chislennoye i asimptoticheskoye resheniye uravneniy rasprostraneniya gidrouprugikh kolebaniy v izognutom truboprovode», Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika, t. 41, № 6, s. 161−169, 2000.

O. Oliynyk, Yu. Taranenko, A. Shvachka, O. Chorna, «Development of auto-oscillating system of vibration frequency sensors with mechanical resonator», Eastern-European journal of enterprise technologies, vol. 85, pp. 56−60, 2017.

V. L. Biderman, Teoriya mekhanicheskikh kolebaniy. Moskva, Rossija: Vysshaya shkola, 1980.

M. Babakov, Teoriya kolebaniy. Moskva, Rossija: Nauka, 1968.

YU. P. Zhukov, Vibratsionnyye plotnomery. Rossija: Energoatomizdat, 1991.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 33

Опубліковано

2021-04-19

Як цитувати

[1]
О. Ю. . Олійник і Ю. К. Тараненко, «ПОБУДОВА І АНАЛІЗ КОМП’ЮТЕРНИХ МОДЕЛЕЙ РЕЗОНАТОРІВ ЄМНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГІЧНИХ АПАРАТІВ ВІЗУАЛЬНИМИ ЗАСОБАМИ PYTHON», ІТКІ, вип. 50, вип. 1, с. 105–114, Квіт 2021.

Номер

Розділ

Математичне моделювання та обчислювальні методи

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.